《电路仿真与PCB设计》教学大纲

设计》第 1 版
郝文化
机械工业出版社
先修课程： 《VHDL 语言设计》、《计算机原 大纲审核人： 专业教学指导组
理》、《单片机》、《嵌入式系统驱动
开发与移植》、《嵌入式经典实验》
等
适用专业： 测控技术与仪器
一、课程目标 课程具体目标为：
1. 能解释电路仿真与设计密切相关的概念、性质、设计工具、设计方法及 PCB 设计方案选择，BOM 精确提交，网络表核对，PCB 导入与更新，PCB 布局 与布线，DRC，Gerber 文件制作与提交，工艺文件正确书写，PCB 产品化应 用相关专业术语。
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重点以元件为核心，以电气连接为手段，讲解原理图设计流程，全 面细致说明各种原理图设计方法的使用和注意事项。 11. 习题
以二极管显示电路为设计目标，完成原理图设计。 第四章 绘制层次原理图（支撑课程目标 1、2、5、6、7） 1. 范例 Z80 处理器
4. 能正确分析和描述典型 PCB 装配工艺。 5. 能根据高频电路理论（包括微带、模拟数字混合系统），解决高频模拟数字
混合电路设计复杂工程问题，能够基于模拟数字混合设计原理，采用现代 科学方法对高频电路领域的复杂测试计量及控制问题进行研究，能设计高
速模拟数字混合信号采集实验，对实验数据进行分析与解释，得到合理有 效的结论。 6. 能解释和应用阻抗计算、信号反射、EMC 等概念。 7. 能解释 LVDS 和 SDI 信号高速传输方法，解决超长距离、高带宽信号传输方 面的一般工程问题。 8. 能解释盲孔、埋孔、通孔工艺的本质区别，适用场合，经济性，可靠性等 基本工艺问题。 9. 能在设计或选择超高速模拟数字混合电路时，综合考虑电路仿真、SI、EMC、 环境适应性等方面的要求，使用现代电子测量工具：能够针对超高速模拟 数字混合电路工程领域复杂测试计量及控制问题，开发与选用恰当的技术、 资源及现代工具对问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。
讲解原理图元件电气连接常用方法，重点讲解网络标号在电气连接 中重要作用及容易出现的问题，并且举例说明各个实体电气连接方法。 8. 选择和筛选
讲解选择和筛选重要作用以及操作方法，重点举例说明选择和筛选 在大型项目设计中高效率的设计技巧。 9. 对原理图实体进行编辑
讲解原理图实体属性的各种编辑方法，举例说明元件标号的修改以 及全局批量编辑实体属性方法。 10. 小结
《电路仿真与 PCB 设计》教学大纲
课程编号： 30202320
课程性质： 选修
课程名称： 电路仿真与 PCB 设计
学时/学分： 32/2
英文名称： Circuit simulate and PCB design 考核方式： 闭卷笔试
选用教材： 《Protel DXP 电路原理图与 PCB 大纲执笔人： 晋崇九
二、教学内容 第一章 Protel DXP 简介（支撑课程目标 1） 1. Protel DXP 的新特性 讲解本课程学习内容，学习方法，学习难点和重点以及成绩评定方式。 讲解 PCB 概念，结合专业发展方向，详细论述 PCB 在电路设计中的重要地位，
强调软件和硬件仿真在 PCB 设计中重要作用，举例说明仿真技术的应用领域，仿 真技术使用方法，增强学生对仿真技术在 PCB 设计中的重视程度。
讲解原理图概念，重点讲解原理图在现代 PCB 设计中的重要作用。 2. 原理图基本实体
讲解原理图主要实体，重点讲解元件及其重要作用。 3. 新建和打开设计项目
讲解原理图设计流程，举例说明原理图项目的创建及设计步骤。 4. 认识 Protel DXP 的工作空间
讲解每个工作空间重要特点以及各个工作空间的相互协同工作机制。 5. 小结
讲解 Protel DXP 的新特性，对比 Layout 专用 EDA 特点和适用场合。 2. Protel DXP 系统要求 讲解安装所需要的 OS 以及计算机最低配置要求，。 3. Protel DXP 的安装 讲解软件安装，重点讲解安装版本以及补丁安装过程。 4. Protel DXP 的项目组织 讲解各种 Layout 软件通用设计流程以及各自项目组织方式，重点讲解 Protel DXP 和 Cadence 项目组织。要求学生下载并安装 Cadence。 5. 小结 总计基本概念，串讲 Layout 设计流程和各种 EDA 特点。 6. 习题 布置学生对比 Protel DXP 和 Cadence 的区别和联系。掌握 PCB 的基本生产工艺。 第二章 原理图基础与编辑界面（支撑课程目标 1、2） 1. 原理图的作用
以原理图为核心，围绕项目组织，说明 Layout 设计流程，重点讲解每 个实体特点和作用。 6. 习题
新建 PCB 设计项目，并且熟练使用各种工作空间。 第三章 绘制一张简单原理图（支撑课程目标 3、4、9） 1. 二极管显示板。
讲解绘制原理图步骤，重点讲解元件库工作空间的操作方法。 2. 新建项目和原理图
2. 能利用板层堆叠基本概念和阻抗计算理论分析解决实际高速 PCB 设计，装 配与调试中的复杂工程问题，用于超高速模拟数字混合测量电路的分析和 模型建立，并对阻抗分析结果进行评价。
3. 能分析高速 PCB 的设计要求，结合 BGA 和 SMD 以及少数直插元件混合焊 接工艺的特殊要求，正确选择板层堆叠，合理设置层顺序；对于 DDR3 以 及 EMAC 合理计算阻抗，对 Layout 提出 SI 要求；最终设计出高质量 PCB。 在电路仿真应用领域，重点讲解 Xilinx 的 V7 系列 FPGA 仿真先进技术和实 战技巧，达到能在实际超高速电路仿真与设计工作中熟练掌握与应用 EDA 技术，并且能在学术和科研方面做出贡献。
新建一个 PCB 项目，重点讲解如何添加必要元件库。 3. 窗口的缩放与浏览
重点讲解窗口缩放与浏览的操作方法。 4. 元件的放置
讲解当前库概念，举例说明如何查找、添加元件。 5. 调整元件位置
细致讲解使用菜单和鼠标对元件进行位置调整。 6. 电气连接
讲解电气连接概念及其重要作用，重点说明每个实体电气热点和连 接方法。 7. 连接原理图