《电子线路CAD》教学内容及教学安排

《电子线路CAD》教学内容及教学安排
课程性质：必修课
课程类别：专业基础课
学时数： 54学时
学分数： 3学分
适用专业：电子信息科学与技术
执笔人：
时间：
一、课程的任务
本课程的任务是结合Protel 99 SE软件的各种基本操作，使学生准确、快速掌握以下内容，为后续课程打下坚实基础，为将来从事本专业的技术工作做好准备。

1、掌握绘制满足工程应用要求的各种电子、电气系统原理图的方法和技巧；
2、掌握绘制满足工程应用要求的各种电子、电气系统PCB电路板图的方法和技巧；
3、学会编辑原理图组件库和编辑PCB组件封装库；
4、熟悉各种电子、电气系统的设计流程，PCB电路板制作工艺；
5、了解对所设计的电路进行仿真调试的方法。

以上5部分以教材为主线，进行讲解，在此基础上，结合电路设计的实际需要，补充讲解下面两个部分内容。

6、了解现代电子线路设计的相关EDA工具（教材外补充讲解内容）
7、了解高速PCB板设计和PCB设计的常识和要求，能与Protel 99 SE工具紧密结合，完成可靠的系统设计（补充讲解PCB设计经验、华为PCB设计规范等内容）
二、教学方法
电子线路CAD的教学，以工程实际为导向，结合CAD技术在电子竞赛中的应用,以实际工程应用引出理论讲解，引入生产一线真实多媒体图片，理论联系实际，采用电路板实物教学，有效的培养实践技能，使教学与生产一线零距离。

采用理论与实践相结合进行教学，以提高学生能力，实现教学目标。

确立了“ 一切为了学生，为了学生一切” 的教学理念。

本课程采用项目教学方法，把教材上的所有知识整合为原理图设计和印板图设计两大部分,补充讲解EDA知识和高速电路板设计基础，每个部分分成几个专题讲解，结合工程实际，让学生掌握所需要的各种知识和技能。

在理论教学内容进行一个段落后，安排学生进行相应的实践练习，在EDA 机房进行对应的实际操作训练，同时给学生布置同步的课外设计项目，让学生课内与课外结合，理论与实践结合，能够熟练应用CAD技术进行电路设计。

教学过程中，设置信息反馈收集、记录和分析。

以提高教学质量和教学效果为目的，将知识化难为易，变枯燥为兴趣，根据学生实际进行教学方法和教学方式的调整和改革，为以后的教学提供参考。

三、本课程的内容、基本要求、能力训练
说明：由于排课在晚上，以3学时一次安排，因此教学计划以3学时为单位规划，15周教学计划）
教学安排表
第一部分：原理图设计和编辑原理图组件库（15学时，其中12学时课堂理论讲解后，3学时的上机练习）
（一）、Protel 99 SE基础（3学时，第一周）
基本要求：1、熟悉Protel 99 SE运行环境、功能模块、文件管理以及窗口界面等；
2、掌握Protel 99 SE各功能模块的作用和文件组成。

能力训练：掌握Protel 99 SE的基本操作（学生课外安排，在项目作业中体现效果）
（二）、原理图设计环境的设置（3学时，第二周）
基本要求：1、学会Protel 99 SE原理图设计中，窗口的设置、图纸设置、网格和光标设置及其它环境设置；
2、了解Protel 99 SE原理图设计流程。

能力训练：熟悉原理图编辑器、熟练设置图纸等设计环境。

（三）、原理图设计（5学时，第三、四周）
基本要求：1、能够熟练使用Protel 99 SE的原理图编辑器来进行原理图的设计；
2、掌握原理图的设计中的规则。

能力训练：1、完成两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计
2、完成双路直流稳压电源电路原理图设计
（四）、原理图组件库编辑（1学时，第四周）
基本要求：熟练地使用Protel 99 SE的组件库编辑器来制作组件和管理组件库。

能力训练：掌握原理图元件库的创建、新元件的绘制
第一部分综合实训：1、完成三相桥式全控整流主电路原理图设计（3学时，第五周，EDA实验室上机）
2、完成可控硅触发电路原理图设计
3、完成8031单片机存储器扩展小系统电路原理图设计
第二部分：印制电路板图的设计和组件封装库管理（18学时，其中3学时的上机实训）
（一）、印制电路板图的设计环境及设置（3学时，第六周）
基本要求：1、掌握各种印制电路板的特点
2、熟悉印制电路板图的设计环境，
3、掌握印制电路板图设计环境的设置。

能力训练：熟练印制电路板图设计环境的设置
（二）、印制电路板图的设计（3学时，第七周）
基本要求：1、学会印制电路板图的各种设计方法；
2、了解印制电路板制作中的工艺特点；
3、了解电路板设计中的抗干扰技术。

能力训练：设计完成两级阻容耦合三极管放大电路的印制电路版图（设计为单面版）
（三）、制作组件封装（3学时，第八周）
基本要求：1、熟练掌握创建新的组件封装的方法；
2、掌握编辑PCB组件封装库的方法；
3、掌握创建项目组件封装库的方法。

能力训练：创建一个双列直插式12脚的元件封装
（四）、电路仿真（6学时，第九、十周）
基本要求：了解Protel 99 SE的仿真工具、设置仿真器及运行电路仿真的相关知识。

第二部分综合实训：1、设计完成双路直流稳压电源电路PCB图（3学时，第十一周，EDA实验室上机）
2、设计完成可控硅触发电路PCB图
全课程综合实训：（3学时）
1、设计完成8031单片机存储器扩展电路PCB图（3学时，第十二周，EDA实验室上机）
2、使用自动布局、自动布线的方法完成可控硅触发电路PCB图的
3、使用自动布局、自动布线的方法完成对8031单片机存储器扩展电路PCB图
补充内容：9学时
1、代电子线路设计的相关EDA工具分析介绍（3学时，第十三周）
2、高速PCB板设计和PCB设计和复习（6学时，第十四、十五周）
四、课堂教学、上机实践练习、作业、考核方式及成绩评定
1、课堂教学
主要任务是：讲解重点应该掌握的内容、介绍工程实践经验、解答学生学习中遇到的疑难问题、了解学生对所要求内容的掌握程度。

2、上机实践练习
主要任务是：提高学生对Protel工具软件熟练操作水平培养学生把电子、电路等知识与Protel软件进行综合应用能力。

培养学生对现代化电路图设计的工程应用能力。

缩短学生能力水平与职业能力水平的差距。

3、作业：
在教学过程中除了有大量的练习外，还为学生布置自主创新项目的作业。

自主创新项目的目的是培养学生自主创新的能力，课题的选取根据教学内容和人才培养方案中能力需求安排。

4、考核方式及成绩评定
考核主要以能力考核为主，考核内容和比例：学生出勤与课堂表现（15%）、上机实训情况（30%）、作业情况（15%）、项目设计情况（40）。

以上四项，必须各项达到及格标准，既获得对应的60%分值，才能参加期末总评，任何一项不合格，均视为本课程没有达到学习要求，应重修。

学生出勤与课堂表现15分：旷课或次违纪一次扣2分，迟到早退一次扣1分，最后没有获得9分，则本课考核不合格。

上机实训情况30分：教学过程安排了3次上机实训，每次10分，遵守纪律、爱护卫生、正确使用仪器、规范操作电脑（4分），实训过程中，能将理论知识用于实践，与课堂学习内容结合（6分）
作业15分，平时理论课布置的书本上的作业，多次平均合计。

项目设计情况（40分），为了让学生课内与课外结合，在教学过程中布置4个课外设计项目，学生按要求设计好后，交电子文档，项目内容包括原理图设计、原理图仿真、PCB设计、信号完整性分析四个方面，每个项目占10分，共40分，学生必须按要求，在规定的时间内上交，才有成绩。

五、四个课外设计项目
自己利用课余时间到开放实验室完成设计，以WORD文档格式，在规定时间前发送到邮箱zhouxu0813@.逾期不交者不计成绩。

项目一：设计一个放大倍数为自己学号后两位的2倍的晶体管放大器。

画出规范的电路原理图，并进行仿真确定放大倍数。

纸张为A4，文件名为自己名字的拼音。

放大倍数通过仿真曲线说明。

上交时间第7周星期5以前。

项目二：设计并绘制一个由74LS90或74LS91为主要器件构成的计数器，以自己学号的后4位为进制，实现可循环计数，画出原理图和PCB图，纸张为A4，文件名为自己名字的拼音，生成器件清单和安装图。

第12周星期5前交。

项目三：设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的特定形状波形。

示意图如下：
要求
1．基本要求：以层次电路画出原理图。

在13周星期5前上交，性能指标如下：
（1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能。

（2）用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（5次以下）线性组合的波形。

（3）具有波形存储功能。

（4）输出波形的频率范围为100Hz～20kHz（非正弦波频率按10次谐波计算）；重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz。

（5）输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。

（6）具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。

项目四：设计项目三对应的PCB图，对信号完整性进行分析，生成安装图、器件清单和GERBER文件。

在14周星期5前上交。

六、学生意见反馈收集
学生意见反馈收集的目的是为了更好地和学生沟通，以学生为主体，教师为主导，密切联系实际，探寻更好的教学方式和方法，采用无记名方式，要求学生每个星期将自己的学习体会，心得和教学建议及评价如实填写，每个星期上交一次。