《電子設(shè)計自動化》課程標準

1、“電子設(shè)計自動化”課程標準招生對象：高中畢業(yè)生及同等學力者教學時數(shù)：60H學歷層次：高職課程代碼：9040202修業(yè)年限：全日制三年學 分 數(shù)：3.5適用專業(yè)：電子類專業(yè)制 訂 人：楊亞琴一、課程概述1課程定位“電子設(shè)計自動化”是電子信息工程技術(shù)專業(yè)的核心課程，前導課程有“模擬電子技術(shù)”、“電子電路分析與實踐”、“單片機原理及應用”，為“智能儀器的分析與設(shè)計”、“電子生產(chǎn)工藝與設(shè)備”等后續(xù)課程的學習打下基礎(chǔ)。通過本課程教學，使學生能利用常用的EDA軟件進行原理圖繪制、印制電路板設(shè)計、電路仿真、可編程邏輯器件在線編程。培養(yǎng)學生計算機輔助設(shè)計、電路原理圖繪制與印制電路制板設(shè)計、電子產(chǎn)品初級設(shè)計與開

2、發(fā)的能力。2 設(shè)計思路 （1）內(nèi)容設(shè)計以計算機為平臺、以EDA軟件為核心、以硬件電路實現(xiàn)為目標，引入Protel99SE、Quartus II等EDA軟件開發(fā)工具和EDA硬件實驗開發(fā)系統(tǒng)，對應用電子技術(shù)專業(yè)的學生開設(shè)EDA技術(shù)軟硬件實驗和實訓。包括電子電路的仿真、電路圖的繪制、PCB板的生成等。（2）教學設(shè)計課程通過將Protel99SE軟件、Quartus II軟件的學習貫穿電子產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試的整個過程。按照軟件學習的規(guī)律，從簡單到復雜，由易到難進行學習。充分利用實踐教學環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。二、課程目標通過本課程的學習，使學生較好地掌握電子設(shè)計自動化的基本理論和基本

3、技能，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力,為后續(xù)課程的學習打下基礎(chǔ)。1具備收集、查閱電子元器件相關(guān)資料的渠道和方法的能力；2具備電路原理圖識圖、繪圖能力；3具備元器件符號和封裝繪制能力；4具備電子產(chǎn)品原理圖設(shè)計能力；5具備電子產(chǎn)品印制電路板圖設(shè)計能力；6具備整機電路單、雙面板分析和初步設(shè)計能力；7了解Protel 99 SE軟件，了解本課程涉及的新技術(shù)、新工藝等；8掌握電子產(chǎn)品原理圖設(shè)計；9掌握網(wǎng)絡(luò)表等報表的生成方法；10熟悉原理圖元件庫和PCB板封裝庫；11具備閱讀參考書籍和資料、自我擴充知識領(lǐng)域的能力；12具備獨立思考、深入鉆研問題的習慣和對問題提出多種解決方案、舉一反三的能力。三、內(nèi)容標準及實

4、施建議1課題安排及學時分配課程通過將Protel99SE軟件、Quartus II軟件的學習貫穿電子產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試的整個過程。按照軟件學習的規(guī)律，從簡單到復雜，從易到難進行項目設(shè)計，使學生掌握電子設(shè)計自動化知識和技能，本課程設(shè)計了7個教學課題，課題具體安排及課時分配見表1。表1 課題安排表課題序號課題名稱學時1可編程邏輯器件簡介22Protel原理圖的繪制83PCB板的設(shè)計與制作144Quartus II軟件的使用85VHDL語言的基本結(jié)構(gòu)及基本知識86利用VHDL語言設(shè)計組合電路87利用VHDL語言設(shè)計時序電路12合計60 2課題內(nèi)容及實施為實現(xiàn)課程教學目標，對各課題的教學目標、教學

5、內(nèi)容、重點與難點、教學實施、教學資源、教學考核進行了設(shè)計，見表28表所示。 表2 課題1教學內(nèi)容設(shè)計表課題1可編程邏輯器件簡介學時H2教學目標1.熟悉PLD、ASIC的定義；2.掌握PLD的分類；3.熟悉MAX7000系列的結(jié)構(gòu)。教學內(nèi)容1.PLD的定義及分類；2.復雜可編程邏輯器件；3.現(xiàn)場可編程門陣列；4.可編程邏輯器件的設(shè)計流程。重點難點重點：可編程邏輯器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及為什么可編程難點：可編程邏輯器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及為什么可編程教學實施建議步驟內(nèi)容方法、資源運用課時1PLD的定義及分類講授法0.52復雜可編程邏輯器件分析講授法0.53現(xiàn)場可編程門陣列講授法0.54可編程邏輯器件的設(shè)計流程講授

6、法0.5 以講授為主，課堂組織采用啟發(fā)式教學方法，保證學生參與性與師生互動性。教學資源場地：電子專用機房；設(shè)施：硬件：電腦、投影儀、屏幕、打印機、移動存儲設(shè)備； 軟件：Protel99SE軟件。考核評價作業(yè)完成情況及課堂隨機抽查本項目作為了解性內(nèi)容，不進行作業(yè)布置，在后續(xù)的學習與試驗中中逐步鞏固項目知識點。表3 課題2教學內(nèi)容設(shè)計表課題2Protel原理圖的繪制學時H8教學目標1掌握Protel99SE軟件的安裝方法；2熟悉原理圖環(huán)境設(shè)置；3熟悉元件的調(diào)入，會自行制作元件；4掌握原理圖繪制方法；5學會檢查并修改原理圖。6. 生成網(wǎng)絡(luò)表等一系列文件教學內(nèi)容1Protel99SE軟件的安裝；2圖紙

7、的設(shè)置；3設(shè)置柵格、系統(tǒng)字體、標題欄；4元器件的調(diào)入；5自己制作元件；6繪制電路原理圖的方法；7生成網(wǎng)絡(luò)表、檢查原理圖錯誤并修改。重點難點重點：元件庫制作；原理圖的繪制等難點：元件庫制作教學實施建議步驟內(nèi)容方法、資源運用課時1Protel99SE軟件的安裝講授法、演示法0.52原理圖繪圖環(huán)境的設(shè)置講授法、演示法1.53元件庫的加載、元件庫的制作講授法、演示法24原理圖的繪制講授法、演示法35網(wǎng)絡(luò)表等有效文件的生成講授法、演示法1 以講授為主，預留時間給學生當堂操練。課堂組織采用啟發(fā)式教學方法，保證學生參與性與師生互動性。教學資源場地：電子專用機房；設(shè)施：硬件：電腦、投影儀、屏幕、打印機、移動存

8、儲設(shè)備； 軟件：Protel99SE軟件?？己嗽u價作業(yè)完成情況及課堂隨機抽查說明：每次課基本安排一次作業(yè)，每次一至兩題，共分六個等級：A+、A，A-，B，B-，C；分別對應為100、90、80、70、60和50分，作為課程學習成績中平時成績的統(tǒng)計依據(jù)。 表4 課題3教學內(nèi)容設(shè)計表課題3PCB板的設(shè)計與制作學時H14教學目標1熟悉PCB板的規(guī)劃；2熟悉常用封裝庫的裝載；3學會自己制作封裝；4掌握網(wǎng)絡(luò)表的正確加載；5掌握元件的布局、編輯元件和放置安裝孔；6掌握單面板的布線規(guī)則及自動布線；7熟悉單面板的手工調(diào)整及設(shè)計規(guī)則檢查。教學內(nèi)容1PCB板尺寸規(guī)劃；2常用元件封裝庫的加載；3元件封裝的制作；3網(wǎng)

9、絡(luò)表的加載；4單面板布線設(shè)計規(guī)則的選取；5元件的布局與布線；6生成自己的封裝庫。重點難點重點：元件封裝庫的制作、網(wǎng)絡(luò)表的正確加載等難點：元件封裝庫的制作教學實施建議步驟內(nèi)容方法、資源運用課時1PCB板尺寸規(guī)劃；講授法、演示法0.52常用元件封裝庫的加載講授法、演示法1.53元件封裝的制作講授法、演示法24網(wǎng)絡(luò)表的正確加載講授法、演示法25單面板布線設(shè)計規(guī)則的選取講授法、演示法26元件的布局與布線講授法、演示法17單面板的制作講授法、演示法28雙面板的制作講授法、演示法3 以講授為主，預留時間給學生當堂操練。課堂組織采用啟發(fā)式教學方法，保證學生參與性與師生互動性。教學資源場地：電子專用機房；設(shè)施

10、：硬件：電腦、投影儀、屏幕、打印機、移動存儲設(shè)備； 軟件：Protel99SE軟件?？己嗽u價作業(yè)完成情況及課堂隨機抽查說明：每次課基本安排一次作業(yè)，每次一至兩題，共分六個等級：A+、A，A-，B，B-，C；分別對應為100、90、80、70、60和50分，作為課程學習成績中平時成績的統(tǒng)計依據(jù)。表5 課題4教學內(nèi)容設(shè)計表課題4Quartus II軟件的使用學時H8教學目標1.掌握Quartus II軟件的安裝與注冊；2.掌握的原理圖設(shè)計輸入方法；3.掌握元件的輸入、連線操作以及端口屬性的更改；4.掌握新建、復制、粘貼、剪切、移動、刪除、保存命令；5.掌握編譯、仿真、下載過程；6.熟悉常用的元件庫

11、；7.掌握時間分析過程。教學內(nèi)容1安裝Quartus II軟件并注冊；2原理圖輸入法；3仿真波形的設(shè)置；4仿真、下載、調(diào)試過程；5波形輸入法介紹。重點難點重點：原理圖輸入及波形仿真難點：仿真波形的設(shè)置教學實施建議步驟內(nèi)容方法、資源運用課時1安裝Quartus II軟件并注冊講授法、演示法0.52原理圖輸入法講授法、演示法1.53仿真波形的設(shè)置講授法、演示法24仿真、下載、調(diào)試過程講授法、演示法25波形輸入法介紹講授法、演示法2 以講授為主，預留時間給學生當堂操練。課堂組織采用啟發(fā)式教學方法，保證學生參與性與師生互動性。教學資源場地：電子專用機房；設(shè)施：硬件：電腦、投影儀、屏幕、打印機、移動存儲

12、設(shè)備； 軟件：Quartus II軟件?？己嗽u價作業(yè)完成情況及課堂隨機抽查說明：每次課基本安排一次作業(yè)，每次一至兩題，共分六個等級：A+、A，A-，B，B-，C；分別對應為100、90、80、70、60和50分，作為課程學習成績中平時成績的統(tǒng)計依據(jù)。表6 課題5教學內(nèi)容設(shè)計表課題5VHDL語言的基本結(jié)構(gòu)及基本知識學時H8教學目標1. 掌握文本設(shè)計輸入方法；2掌握VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)與基本知識；3能夠查找出源程序中的錯誤；4熟悉時序仿真的過程；5掌握時間分析過程；教學內(nèi)容1VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)與基本知識；2設(shè)計編譯分析、下載和調(diào)試；3延時分析；4引腳的分配與鎖定；重點難點重點：VHDL程序的

13、基本結(jié)構(gòu)與基本知識難點：設(shè)計編譯分析、下載和調(diào)試教學實施建議步驟內(nèi)容方法、資源運用課時1VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)與基本知識講授法、演示法22設(shè)計編譯分析、下載和調(diào)試講授法、演示法33延時分析；講授法、演示法14引腳的分配與鎖定講授法、演示法2 以講授為主，預留時間給學生當堂操練。課堂組織采用啟發(fā)式教學方法，保證學生參與性與師生互動性。教學資源場地：電子專用機房；設(shè)施：硬件：電腦、投影儀、屏幕、打印機、移動存儲設(shè)備； 軟件：Quartus II軟件?？己嗽u價作業(yè)完成情況及課堂隨機抽查說明：每次課基本安排一次作業(yè)，每次一至兩題，共分六個等級：A+、A，A-，B，B-，C；分別對應為100、90、80

14、、70、60和50分，作為課程學習成績中平時成績的統(tǒng)計依據(jù)。表7 課題6教學內(nèi)容設(shè)計表課題6利用VHDL語言設(shè)計組合電路學時H8教學目標1掌握數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法；2熟悉VHDL語言中的并行語句、順序語句；3掌握信號和變量的應用；4能對VHDL程序進行正確地編譯；5熟悉波形仿真的過程；6掌握下載、調(diào)試的過程教學內(nèi)容1VHDL的結(jié)構(gòu)描述方法；2信號賦值語句；3并行語句及其應用；4順序語句及其應用；5元件定義及元件例化語句的應用；64位全加器VHDL程序的編寫。重點難點重點：并行語句與順序語句的結(jié)構(gòu)及差別難點：并行語句與順序語句的結(jié)構(gòu)及差別教學實施建議步驟內(nèi)容方法、資源運用課時1VHDL的結(jié)構(gòu)描述方

15、法講授法、演示法12并行語句及其應用講授法、演示法23順序語句及其應用講授法、演示法14元件定義及元件例化語句的應用講授法、演示法254位全加器VHDL程序的編寫講授法、演示法2 以講授為主，預留時間給學生當堂操練。課堂組織采用啟發(fā)式教學方法，保證學生參與性與師生互動性。教學資源場地：電子專用機房；設(shè)施：硬件：電腦、投影儀、屏幕、打印機、移動存儲設(shè)備； 軟件：Quartus II軟件。考核評價作業(yè)完成情況及課堂隨機抽查說明：每次課基本安排一次作業(yè)，每次一至兩題，共分六個等級：A+、A，A-，B，B-，C；分別對應為100、90、80、70、60和50分，作為課程學習成績中平時成績的統(tǒng)計依據(jù)。

16、表8 課題7教學內(nèi)容設(shè)計表課題7利用VHDL語言設(shè)計時序電路學時H12教學目標1掌握數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法；2熟悉VHDL語言中的并行語句、順序語句；3掌握信號和變量的應用；4能對VHDL程序進行正確地編譯；5熟悉波形仿真的過程；6掌握下載、調(diào)試的過程教學內(nèi)容1VHDL的數(shù)據(jù)流描述方法；2利用順序語句設(shè)計時序電路；3利用并行語句設(shè)計時序電路；4N進制計數(shù)器VHDL程序的編寫；5時鐘電路的設(shè)計。重點難點重點：并行語句與順序語句的結(jié)構(gòu)及差別難點：并行語句與順序語句的結(jié)構(gòu)及差別教學實施建議步驟內(nèi)容方法、資源運用課時1VHDL的數(shù)據(jù)流描述方法講授法、演示法22利用順序語句設(shè)計時序電路講授法、演示法23利用

17、并行語句設(shè)計時序電路講授法、演示法24N進制計數(shù)器VHDL程序的編寫講授法、演示法25時鐘電路的設(shè)計講授法、演示法4 以講授為主，預留時間給學生當堂操練。課堂組織采用啟發(fā)式教學方法，保證學生參與性與師生互動性。教學資源場地：電子專用機房；設(shè)施：硬件：電腦、投影儀、屏幕、打印機、移動存儲設(shè)備； 軟件：Quartus II軟件。考核評價作業(yè)完成情況及課堂隨機抽查說明：每次課基本安排一次作業(yè)，每次一至兩題，共分六個等級：A+、A，A-，B，B-，C；分別對應為100、90、80、70、60和50分，作為課程學習成績中平時成績的統(tǒng)計依據(jù)。四、考核評價 課堂隨機測試及作業(yè)：說明：根據(jù)教學內(nèi)容的需要，布置

18、隨堂作業(yè)，一次題量可以為1-2題，當場打分，總量控制在10-15次；課堂抽查計入作業(yè)成績。作業(yè)質(zhì)量作為平時成績計入總成績，比例：50% 期末考試：50%五、教學實施條件1教師基本要求擔任本課程教師應具有企業(yè)工作經(jīng)驗或企業(yè)培訓經(jīng)歷，熟悉工廠生產(chǎn)流程和規(guī)章制度、執(zhí)行標準，熟練運用電子技術(shù)專業(yè)知識進行電子電路仿真、電路圖繪制、PCB板設(shè)計、可編程邏輯器件應用，具備較強的課程教學設(shè)計能力和組織能力。應加強對學生實際職業(yè)能力的培養(yǎng)，鼓勵創(chuàng)新精神，關(guān)注學生思維，注重提高學生的興趣，在工作任務(wù)實施過程中不斷強化使學生逐漸熟練電子設(shè)計自動化過程。在教學上應采用教、學、做一體化模式，學生通過理解教師對學習任務(wù)的

19、分解和提示，按要求完成各項學習任務(wù)，掌握本課程教學要求達到的職業(yè)能力。在教學中應注重培養(yǎng)學生的學習能力和社會能力。應注意培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力，以及在團隊中與人溝通、交流和相互協(xié)作的能力。在教學過程中教師應充分使用討論、講授、案例教學、現(xiàn)場教學等多種教學方法。2實踐教學條件本課程校內(nèi)實訓場地能按照教學目標完成專課程教學，滿足教學做一體化教學需要進行配置。主要有電子專用機房、EDA實驗室，具體配置見表9所示。表9 校內(nèi)實訓教學條件一覽表實訓場地名稱主要設(shè)備配置主要功能電子專用機房1臺式計算機2 Auto CAD軟件3 Multisim 軟件4 Protel99SE軟件5Quartus II 軟件6投影設(shè)備一套該場地主要開設(shè)電子工程制圖、模擬數(shù)字電路仿真、電路原理圖繪制、印制電路板圖設(shè)計、電子設(shè)計自動化、CPLD電路仿真；服務(wù)于電子工程制圖、常用EDA軟件使用等課程；培養(yǎng)Auto