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市场情况
每个刚开始接触电子电路概念的学生，大约都会觉得课堂上的电路知识很抽象。电感，二极管，三极管，都看不见摸不着。而到了实验课和做设计的时候，实验室设备往往不够用，时间也有限，没有机会做深入探索。对于初学者来说，要是有个软件模拟工具能直接在电脑里搭建电路，直观地呈现电路特性和运行结果，该有多好啊。
让人惊喜的是，在2022年底，这个工具出现了，它就是《CRUMB电路模拟器》。由独立开发者Mike Bushell 开发，在各大平台如STEAM，App Store 和 GooglePlay 均有发售。
图1：CRUMB工具展示
有了这么一个虚拟实验室，原先校园学习中被分成两部分的电子电路理论知识学习和实践操作，可以直接统一在课堂上实现。老师直接用这个软件来讲述电路原理，现场演示真实实验效果。学生们可以在自己的电脑上实时搭建电路进行验证。将知识的学习和实践完美的结合在一起，学习效率会大大提高。而且，这样也省去的大量购买实验设备和器材的费用。对于业余电子爱好者和刚入门的电子工程师，CRUMB都是非常实用的工具。
产品特点
实时的3D场景电路仿真
CRUMB模拟器最大的特点就是具有丰富的功能，当前发布的是1.2版本，已经拥有了各式各样的组件选择。它支持多种电路模拟，例如单管放大电路、稳压电路和滤波电路，还内置了几个示例，展示了CRUMB的功能。以下是一些组件的列表：
- 无源组件，如电阻、电容器和电感器
- 开关组件，如按键开关、滑动开关和DIP开关
- 半导体组件，如二极管、BJT晶体管、MOSFET和可控硅整流器
- 光电组件，如LED和七段数码管显示器
- 显示组件，如LCD和TFT显示器
- 仪器组件，如直流电源和信号发生器
- 集成电路，如定时器、计数器、内存、EEPROM和运算放大器
- 可编程微控制器
这些功能涵盖了电路设计领域的各个方面，满足用户各种电路模拟需求。
图2：CRUMB电路模拟展示
高级功能
功能1：代码编辑器
内置代码编辑器，可以对Arduino进行源码编辑。
图3： 代码编辑器
功能2：十六进制编辑器
可以通过电路编程EEPROM（有内置示例），也可以手动编辑。
图4： 十六进制编辑器
功能3：内置示波器功能
支持最多4个元器件的波形显示，可以及时观察电路运行的细节。
图5： 内置示波器功能展示
可视化
CRUMB提供了一系列不同的可视化工具。比如分别查看导线上的电流和电压，各种元件引脚电平的高低，标注元器件引脚的极性，在夜间模式下关闭场景的光源等等。
图6：可视化展示
多平台
CRUMB可用于iOS和Android，也可用于Windows和MacOS的桌面版。不同平台之间的开发是交错的，桌面版本优先开发，移动版本紧随其后。
设计体验
在上手体验过程中，从模拟电路和数字电路中挑选了2个经典实验，来测试一下CRUMB的效果。
模电实验：镜像电流源
首先是模拟集成电路中的镜像电流源，如图所示，当调整左侧电位器改变电流，右侧电流也同步变化。
图7：镜像电流源
数电实验：加法器电路
接下来，对数字电路也进行了绘制，半加器和全加器是组合逻辑电路中的经典电路。
如图所示，拨动左侧代表着输入的三个开关，可以看到代表着输出的LED灯随即产生变化。
图8：半加器
图9：全加器
以上2个实验的设计文件均可在文档末尾的“设计资源”中获取附件，有需要的同学们可以自取。
优势&局限
优点：
- 对初学者友好：所有仪器和器件的3D效果简直就和实体完全一致。对于刚开始学习电路知识的学生来说，完全可以用它来搭建自己的电路，尝试验证书本上的知识与实验，不受传统实验室的限制。
- 对于电子电路的教学也会带来革命性的变化：通过这个软件，老师们可以将课堂与实验室合二为一，讲解电子知识的时候直接现场演示相关电路的运行效果，教学效果将远胜传统课堂。
- 内置了示波器和分析功能：可以清楚地看到电线内各个组件之间相互作用的结果，比如用不同颜色来显示导线上的实时电压高低，用户可以做到一目了然。
- 便捷交互：各种主要的按钮已经增加了键盘快捷键，软件功能的迭代更新较快。
缺点：
由于是第一版，还是有些缺点和bug的。例如：
- 导线和电阻想要测量准确时，需注意连接方向的顺序，对于不同连接方向的电压或者是电流会出现负值，那实际上是软件中这个线路反向了。
- 示波器部分的显示没法手动缩放时间轴和电压轴
- 暂不支持市面上比较主流的单片机模块
当然，官网也列出了后续的更新计划，加入更多基础器件和功能，进一步简化交互方式等等，期待未来CRUMB会变得更加完善。
设计资源
扩展阅读：
