《電子線路CAD》課程教學(xué)大綱

《電子線路CAD》課程教學(xué)大綱課程編碼：AL040350課程性質(zhì)：任意選修課適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化學(xué)時學(xué)分：32學(xué)時，2學(xué)分所需先修課：信息技術(shù)基礎(chǔ)、電工與電子技術(shù)，單片機(jī)原理及應(yīng)用編寫單位：機(jī)電工程學(xué)院一、課程說明.課程簡介本課程是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)限選課程。該課程的先修課程是：信息技術(shù)基礎(chǔ)、電工與電子技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用。開設(shè)目的是使學(xué)生掌握電子線路的原理圖設(shè)計、仿真分析和簡單的PCB板設(shè)計的技能，為將來從事相關(guān)的工作崗位奠定基礎(chǔ)。本課程主要學(xué)習(xí)電子線路原理圖(Schematic)設(shè)計、原理圖元件庫的建立與編輯、電子線路仿真分析(Simulation)、印刷線路板(PrintCircuitryBoard)設(shè)計、封裝元件庫的建立與編輯等內(nèi)容。.教學(xué)目標(biāo)要求使學(xué)生基本掌握電子線路的原理圖設(shè)計、仿真分析和簡單的PCB板設(shè)計的技能，能夠借助電子技術(shù)等相關(guān)知識，完成簡單的電路設(shè)計和模擬仿真；理解印刷線路板設(shè)計的基本流程，借助參考書能夠完成簡單印刷線路板的規(guī)劃設(shè)計。為后續(xù)課程的應(yīng)用和將來從事相關(guān)的工作崗位奠定基礎(chǔ)。.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：原理圖設(shè)計和PCB板設(shè)計難點(diǎn)：設(shè)計出布局、布線合理的優(yōu)質(zhì)PCB板.學(xué)時分配表5.主要教法、學(xué)法次序教學(xué)內(nèi)容理論課學(xué)時數(shù)實(shí)驗(yàn)(實(shí)踐)課學(xué)時數(shù)第一部分概述11第二部分原理圖的繪制44第三部分原理圖的高級操作及后續(xù)處理22第四部分層次結(jié)構(gòu)原理圖的設(shè)計11第五部分PCB設(shè)計與布局22第六部分創(chuàng)建PCB封裝元件庫22第七部分印制電路板的布線22第八部分電路仿真系統(tǒng)22小計1616總計32本課程運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，直接操作該軟件講解，具有直觀容易理解的特點(diǎn)。根據(jù)本課程的特點(diǎn)，上課地點(diǎn)宜選在計算機(jī)中心，以講為輔，以練為主的教學(xué)方法。由于該課程主要是掌握該軟件的使用，必須在電腦上吸收理解應(yīng)用其知識，因此平時作業(yè)和結(jié)課作業(yè)都是以提交電子版作業(yè)為主。.考核方式及標(biāo)準(zhǔn)本課程為考查課，考核方法為上機(jī)操作方式，在考試時間內(nèi)完成考核內(nèi)容提交電子版作業(yè)。期末成績構(gòu)成：平時成績占50%,期末成績占50%o二、各部分教學(xué)綱要第一部分概述（2學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)介紹《電子線路CAD》課程的主要內(nèi)容，PCB板設(shè)計工作流程，AltiumDesigner軟件的產(chǎn)生和發(fā)展、AltiumDesigner軟件的界面及基本操作，AltiumDesigner軟件的文件類型及擴(kuò)展名。本部分重點(diǎn)AltiumDesigner基本操作本部分難點(diǎn)菜單欄、工作面板的使用教學(xué)內(nèi)容1《電子線路CAD》課程的主要內(nèi)容，PCB板設(shè)計工作流程AltiumDesigner軟件的產(chǎn)生和發(fā)展AltiumD函gner?軟件基本操作：AltiumDesigner文件管理系統(tǒng)第二部分原理圖的繪制（8學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)在整個電子電路設(shè)計過程中，電路原理圖的設(shè)計是最重要的基礎(chǔ)性工作，只有先設(shè)計出符合需要和規(guī)則的電路原理圖，然后才能順利地對其進(jìn)行仿真分析,最終變?yōu)榭梢杂糜谏a(chǎn)的PCB印制電路板設(shè)計文件。本部分要求掌握原理圖繪制基礎(chǔ)及原理圖的繪制，繪制基礎(chǔ)包括原理圖編輯器的基本操作、元件庫的加載、元件的查找、原理圖環(huán)境設(shè)置等；原理圖的繪制包括元件的放置、原理圖的布局及電氣連接、原理圖元件庫的創(chuàng)建。本部分重點(diǎn)原理圖編輯器的基本操作、元件庫的加載與放置、原理圖的布局與電氣連接。本部分難點(diǎn)原理圖編輯器的基本操作、元件所在庫的加載、原理圖的布局。教學(xué)內(nèi)容1原理圖繪制基礎(chǔ)2原理圖的繪制第三部分原理圖的高級操作及后續(xù)處理（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)熟悉原理圖編輯環(huán)境中一些高級工具的使用，元件編號管理、元件的過濾、原理圖的查錯與編譯、原理圖的繪制方法和技巧、原理圖報表及打印輸出等。本部分重點(diǎn)元件編號管理、元件的過濾、原理圖查錯與編譯，原理圖網(wǎng)絡(luò)報表。本部分難點(diǎn)高級粘貼、原理圖元件的過濾、原理圖的編譯、網(wǎng)絡(luò)報表。教學(xué)內(nèi)容1高級工具的使用2元件編號管理3元件的過濾4在原理圖中添加PCB設(shè)計規(guī)則.使用Navigator（導(dǎo)航）面板進(jìn)行快速瀏覽6原理圖電氣檢測及編譯第四部分層次結(jié)構(gòu)原理圖的設(shè)計（2學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)在大規(guī)模電路系統(tǒng)中，電氣對象數(shù)量多，結(jié)構(gòu)關(guān)系復(fù)雜，很難在一張?jiān)韴D上完整地繪出，這時可以將整體系統(tǒng)按照功能分解成若干個電路模塊，每個電路模塊具有特定的獨(dú)立功能及相對獨(dú)立性，可以分別繪制在不同原理圖上，這樣可以使電路結(jié)構(gòu)清晰，便于設(shè)計團(tuán)隊(duì)共同參與設(shè)計，這種設(shè)計方法稱為電路的模塊設(shè)計方法，即層次結(jié)構(gòu)原理圖的設(shè)計。本部分重點(diǎn)層次結(jié)構(gòu)原理圖的概念、層次結(jié)構(gòu)電路原理圖的設(shè)計方法、層次結(jié)構(gòu)電路原理圖之間的切換。本部分難點(diǎn)層次電路圖中父圖與子圖之間連接關(guān)系的理解及標(biāo)注。教學(xué)內(nèi)容1層次結(jié)構(gòu)原理圖的基本結(jié)構(gòu)和組成2層次結(jié)構(gòu)原理圖的設(shè)計方法3層次結(jié)構(gòu)原理圖之間的切換4層次設(shè)計表第五部分PCB設(shè)計與布局（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)元件的設(shè)計與布局是指將網(wǎng)絡(luò)表中的所有元件放置在PCB板上。好的布局通常使具有電氣連接的元件引腳比較靠近，這樣可以使走線距離短，占用空間比較小，從而使整個電路板的導(dǎo)線能夠易于連通，獲得更好的效果。本部分包括印制電路板的結(jié)構(gòu)、PCB編輯器的基本操作、元件封裝庫的裝載、自動布局的約束參數(shù)、PCB板的自動布局、PCB板的手動布局等內(nèi)容。本部分重點(diǎn)印制電路板的結(jié)構(gòu)、PCB設(shè)計界面、PCB設(shè)計流程，自動布局的約束參數(shù)、PCB板的自動布局、PCB板的手動布局。本部分難點(diǎn)裝載元件封裝庫、設(shè)置同步比較規(guī)則、導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表、原理圖與PCB圖的同步更新、PCB板的手動布局。教學(xué)內(nèi)容PCB編輯器界面簡介2新建PCB文件3PCB面板的應(yīng)用4電路板物理結(jié)構(gòu)及編輯環(huán)境參數(shù)設(shè)置5在PCB文件中導(dǎo)入原理圖網(wǎng)絡(luò)表信息6元件的自動布局7兀件的手動布局第六部分創(chuàng)建元件庫及元件封裝（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)熟悉原理圖元件庫的創(chuàng)建及PCB元件封裝庫的創(chuàng)建。本部分重點(diǎn)創(chuàng)建原理圖元件庫、創(chuàng)建PCB元件封裝庫。本部分難點(diǎn)PCB元件庫的創(chuàng)建。教學(xué)內(nèi)容1創(chuàng)建原理圖元件庫2創(chuàng)建PCB元件庫及元件封裝第七部分印制電路板的布線（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)布線是完成產(chǎn)品設(shè)計的重要步驟，PCB布線可分為單面布線、雙面布線和多層布線。布線的方式有自動布線和交互式布線兩種。在PCB上布通所有導(dǎo)線，建立電路所需的所有電氣連接前提下盡量做到：走線長度盡量短而直，以保證電氣信號的完整性；走線中盡量少使用過孔；走線寬度要盡量寬；輸入、輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾，必要時應(yīng)加地線隔離；相鄰電路板工作層之間的布線要互相垂直，平行則容易產(chǎn)生耦合。本部分重點(diǎn)PCB的自動布線、PCB的手動布線。本部分難點(diǎn)設(shè)置PCB自動布線的規(guī)則、設(shè)置PCB自動布線的策略。教學(xué)內(nèi)容1電路板的自動布線2電路板手動布線3添加安裝孔4覆銅和補(bǔ)淚滴5電路板的后期制作第八部分電路仿真系統(tǒng)（4學(xué)時）教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生懂得Simulate（仿真）技術(shù)對電子線路原理圖設(shè)計的重要意義；它可以部分代替實(shí)驗(yàn)室的硬件實(shí)驗(yàn)，完成一些不具備條件進(jìn)行的硬件實(shí)驗(yàn)，提高電路設(shè)計效率和可靠性。要求學(xué)生掌握電路仿真的窗口操作和基本設(shè)置方法，能夠完成簡單模擬電路和數(shù)字電路的仿真實(shí)驗(yàn)，熟悉常用仿真器件的使用和設(shè)置。本部分重點(diǎn)設(shè)計仿真原理圖、電路仿真參數(shù)設(shè)置、分析仿真波形圖。本部分難點(diǎn)仿真參數(shù)設(shè)置。教學(xué)內(nèi)容1放置電源及仿真激勵源2仿真分析的參數(shù)設(shè)置三、教材及教學(xué)資源使用教材：胡仁喜，李瑞，鄧湘金等.