《電路設(shè)計(jì)與制板》課程教學(xué)大綱（本科）

1、電路設(shè)計(jì)與制板(Circuit Design and PCB Layout)課程代碼：06410131學(xué)分：2.0學(xué) 時(shí)：32 （其中：講課學(xué)時(shí)：26 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6 上機(jī)學(xué)時(shí)：0） 先修課程：物聯(lián)網(wǎng)硬件基礎(chǔ)、無線單片機(jī)與協(xié)議開發(fā)適用專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)工程教 材：Wtium Designer 13電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)教程，趙月飛、胡仁喜編著， 科學(xué)出版社，2015年12月。開課學(xué)院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（-）課程性質(zhì)電路設(shè)計(jì)與制板課程是物聯(lián)網(wǎng)工程及相近專業(yè)的專業(yè)課。在學(xué)習(xí)了物聯(lián) 網(wǎng)硬件基礎(chǔ)、無線單片機(jī)與協(xié)議開發(fā)等課程后，學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠掌 握電路設(shè)計(jì)和印制電路板制作的基本知

2、識(shí)和技能，能夠了解常見的電路元器件和 外圍應(yīng)用電路，了解印制電路板的構(gòu)成和制作過程，了解常用的電路設(shè)計(jì)和制板 軟件，掌握Altium Designer電路設(shè)計(jì)軟件的基本使用方法和技巧，為從事物聯(lián) 網(wǎng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)L 了解和認(rèn)識(shí)電路常用元器件的功能和基本參數(shù)，掌握運(yùn)用軟件 設(shè)計(jì)電路原理圖和印制電路板器件庫的方法；課程目標(biāo)2： 了解和認(rèn)識(shí)電路圖符號(hào)，具有電路原理圖分析與設(shè)計(jì)的基本能 力；課程目標(biāo)3： 了解和認(rèn)識(shí)印制電路板的結(jié)構(gòu)，運(yùn)用軟件設(shè)計(jì)印制電路板；課程目標(biāo)4：逐步培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求

3、指標(biāo)點(diǎn)4. 1、5.1和7. 2：附錄2課程報(bào)告評分細(xì)那么工程優(yōu)秀(100-90)良好(80-89)中等（7079）及格(60-69)不及格（60以下）設(shè)計(jì)文件40%設(shè)計(jì)正確 圖形規(guī)范設(shè)計(jì)正確圖基本規(guī)范設(shè)計(jì)正確 圖不規(guī)范設(shè)計(jì)基本正 確 圖基本規(guī)范原理圖不正確 設(shè)計(jì)不規(guī)范報(bào)告格式20%工程齊全 格式清晰工程較齊全格式清晰工程較齊全 格式較清晰工程不夠齊 全格式不夠清 晰工程不齊全 格式混亂報(bào)告內(nèi)容40%分析過程完 整，設(shè)計(jì)完善， 表達(dá)準(zhǔn)確分析過程完 整，設(shè)計(jì)較完 善，表達(dá)較準(zhǔn) 確分析過程基 本完整，設(shè)計(jì) 基本完善，表 達(dá)基本準(zhǔn)確基本能夠有 設(shè)計(jì)過程和 思路不能表達(dá)設(shè)計(jì)過程和思路.畢業(yè)要求4.1：

4、 了解物聯(lián)網(wǎng)涉及學(xué)科的相關(guān)理論、方法和技術(shù)開展現(xiàn)狀及趨勢。.畢業(yè)要求5.1： 了解物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新工具、新技術(shù)，能夠通過多種途徑 獲取有效信息和資源。.畢業(yè)要求7.2：理解物聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜工程問題中工程實(shí)踐對環(huán)境和社會(huì)可持 續(xù)開展的影響，并理解應(yīng)承當(dāng)?shù)呢?zé)任和進(jìn)行評價(jià)。程目標(biāo) 畢業(yè)要求指焉課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4畢業(yè)要求4. 1VVVV畢業(yè)要求5. 1VVV畢業(yè)要求7. 2V課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章 Altium Designer 概述 （一）課程內(nèi)容.本課程的性質(zhì)、學(xué)習(xí)方法、目的、任務(wù)。（講授）.電路設(shè)計(jì)、制板和仿真的方法、流程和常用軟件。（講授）. Altium Designer的主

5、窗口、文件管理和常用編輯組件。（講授） （二）教學(xué)要求具有電路設(shè)計(jì)、制板和仿真的基本知識(shí)。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)（1）認(rèn)識(shí)軟件主界面和各個(gè)組件的功能和啟動(dòng)方法。（2）區(qū)分電路原理圖、印制電路幅員。.難點(diǎn)Altium Designer軟件的文件管理。第二章原理圖設(shè)計(jì)（一）課程內(nèi)容.原理圖編輯器的界面簡介。（講授）.原理圖圖紙?jiān)O(shè)置。（講授）.加載元件庫。（講授）.放置元件。（講授）.元件的電氣連接。（講授）（二）教學(xué)要求.具有原理圖繪制的基本能力。. 了解元器件和其間的電氣連接。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)（1）電路原理圖和兀器件的表小。（2）器件的放置和連接。.難點(diǎn)采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的器件連接方法。第三章原

6、理圖的后續(xù)處理（一）課程內(nèi)容.在原理圖中添加PCB設(shè)計(jì)規(guī)那么。（講授）.原理圖的查錯(cuò)及編譯。（講授+案例）.打印與報(bào)表輸出。（講授+案例）（二）教學(xué)要求.具有原理圖轉(zhuǎn)化為PCB的基本知識(shí)。.能夠運(yùn)用Altium Designer完成電路查錯(cuò)。.能夠根據(jù)原理圖進(jìn)行打印和報(bào)表輸出。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)（1）為原理圖添加PCB設(shè)計(jì)規(guī)那么。（2）原理圖的查錯(cuò)和編譯。.難點(diǎn)PCB設(shè)計(jì)規(guī)那么的添加和原理圖查錯(cuò)。第四章層次化原理圖的設(shè)計(jì)（一）課程內(nèi)容.層次原理圖的設(shè)計(jì)方法。（講授）.層次原理圖之間的切換。（講授+自學(xué)）（二）教學(xué)要求.掌握原理圖的層次設(shè)計(jì)方法。. 了解原理圖分解和分層次設(shè)計(jì)解決大工程的思想

7、。.具備層次設(shè)計(jì)的能力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)層次原理圖的設(shè)計(jì)方法。.難點(diǎn)層次原理圖的設(shè)計(jì)思想和層次分解。第五章印制電路板設(shè)計(jì)（一）課程內(nèi)容.電路板物理結(jié)構(gòu)及環(huán)境參數(shù)設(shè)置。（講授+案例）.在PCB文件中導(dǎo)入原理圖網(wǎng)絡(luò)表信息。（講授+案例）.元件的布局。（講授+案例+實(shí)驗(yàn)）.電路板的布線。（講授+案例+實(shí)驗(yàn)）.覆銅和補(bǔ)淚滴。（講授+案例+自學(xué)）（二）教學(xué)要求.具有印制電路板的設(shè)計(jì)能力。.能夠設(shè)計(jì)簡單的PCB電路板。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)（1）從原理圖導(dǎo)入PCB。（2）元件的布局和布線。.難點(diǎn)電路板的布線。第六章電路板的后期處理（-*）課程內(nèi)容.電路板的測量。（講授+案例）. DRC檢查。（講授）

8、.電路板的報(bào)表輸出。（講授）.電路板的打印輸出。（講授）（二）教學(xué)要求. 了解Altium Designer環(huán)境提供的測量功能；. 了解設(shè)計(jì)規(guī)那么檢查的功能和用法。.掌握電路設(shè)計(jì)環(huán)境的報(bào)表輸出和打印功能。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)（1）設(shè)計(jì)規(guī)那么檢查電路圖存在的問題；（2）元器件報(bào)表輸出和電路圖打印。.難點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)那么檢查分析設(shè)計(jì)存在的問題和解決方法。第七章創(chuàng)立元件庫及元件封裝（一）課程內(nèi)容.創(chuàng)立原理圖元件庫。（講授）.創(chuàng)立PCB元件庫及封裝。（講授）.元件封裝檢錯(cuò)和元件封裝庫報(bào)表。（講授+自學(xué)）.創(chuàng)立工程元件庫。（講授+自學(xué)）（二）教學(xué)要求了解元器件庫的功能。了解PCB封裝的類型。掌握原理圖元件庫

9、和PCB元件庫的制作方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)（1）原理圖器件庫的創(chuàng)立和制作。（2）印制電路板器件庫的創(chuàng)立和制作。2.難點(diǎn)器件庫的制作和集成。三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)工程實(shí)驗(yàn)1單片機(jī)電路原理圖設(shè)計(jì)編號(hào)實(shí)驗(yàn)工程名稱學(xué)時(shí)類型要求支撐的課程目標(biāo)1單片機(jī)電路原理圖設(shè)計(jì)2驗(yàn)證必做課程目標(biāo)2, 42單片機(jī)電路PCB圖設(shè)計(jì)2驗(yàn)證必做課程目標(biāo)3, 43自制元器件庫2驗(yàn)證必做課程目標(biāo)1, 41、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握用Altium Designer設(shè)計(jì)電路原理圖的方法。(2)加深對電路元件引腳和功能的理解。2、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容(1)設(shè)計(jì)一個(gè)8051單片機(jī)的電路原理圖。3、設(shè)備要求PC 機(jī)一臺(tái)。(2)安裝好 Altium

10、Designer 軟件。實(shí)驗(yàn)2單片機(jī)電路PCB圖設(shè)計(jì)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握印制電路板PCB圖的設(shè)計(jì)方法和流程；(2)熟悉Altium Designer的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境。2、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容(1)規(guī)劃電路板的外形、尺寸，導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表。(2)根據(jù)單片機(jī)的電路原理圖，進(jìn)行電路布線和檢查。3、設(shè)備要求PC 機(jī)一臺(tái)。(2)安裝好 Altium Designer 軟件。實(shí)驗(yàn)3自制元器件庫1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉Altium Designer元件制作過程。(2)進(jìn)一步了解元器件的引腳和特性。2、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容(1)設(shè)計(jì)一個(gè)微處理器的原理圖器件和PCB器件。3、設(shè)備要求PC 機(jī)一臺(tái)。(2)安裝好 Altium Desi

11、gnero四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)上機(jī)課外第一章2講授、案例課程目標(biāo)1第二章4講授、案例、自學(xué)課程目標(biāo)2, 4第二早2講授、案例課程目標(biāo)2, 4第四章22講授、案例、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)2, 4第五章6講授、案例、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)3, 4第六章22講授、案例、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)3, 4第七章62講授、案例、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1, 4合計(jì)246五、課程考核(一)考核方式.課程考核方式包括課程報(bào)告、平時(shí)及作業(yè)情況考核和實(shí)驗(yàn)情況考核。.課程成績:平時(shí)考核成績xl5%+實(shí)驗(yàn)成績xl5%+課程報(bào)告成績x70%。 具體構(gòu)成如下：考核方式 或途徑考核要求考核權(quán)重備注平時(shí)成績平

12、時(shí)作業(yè)：課后完成10-20個(gè)習(xí)題，主要考 核學(xué)生對每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握 程度，計(jì)算全部作業(yè)的平均成績再按10%計(jì) 入總成績。10%點(diǎn)名及課堂提問：以隨機(jī)的形式，在每章內(nèi) 容進(jìn)行中或結(jié)束后，會(huì)隨機(jī)提問，根據(jù)回答5%的正確度給分，結(jié)合平時(shí)的點(diǎn)名（缺一次扣 一分），最后按5%計(jì)入課程總成績。實(shí)驗(yàn)成績完成7個(gè)實(shí)驗(yàn),主要考核學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備 設(shè)計(jì)、驗(yàn)證邏輯電路的能力、掌握EDA工具 編程應(yīng)用的能力并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析的 能力，最后按15%計(jì)入課程總成績。15%評分細(xì)那么見 附錄1課程報(bào)告課程結(jié)束，布置一個(gè)電路設(shè)計(jì)的任務(wù)，學(xué)生 完成設(shè)計(jì)的原理圖和PCB圖，并提交設(shè)計(jì)報(bào) 告。70%詳見附錄2 報(bào)告

13、評分細(xì) 那么注：1.考核方式或途徑主要包括課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、階段設(shè)計(jì)報(bào)告、期中設(shè)計(jì) 報(bào)告、期末設(shè)計(jì)報(bào)告、大作業(yè)、小論文、工程設(shè)計(jì)和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開卷、閉卷）、工程設(shè)計(jì)要求等。.實(shí)驗(yàn)工程考核要求需說明對預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等考核要求。.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績中所占比重。六 參考書目及學(xué)習(xí)資料1、AltiumDesigner 14電子線路板設(shè)計(jì)工程教程，彭遠(yuǎn)芳、張靜、黃曉峰著, 清華大學(xué)出版社，2017年6月。2、Altium Designer 13電路設(shè)計(jì)、制板與仿真從入門到精通，陳學(xué)平編著， 清華大學(xué)出版社，2014年10月。3、Altium

14、Designer快速入門第二版，徐向民主編，北京航空航天大學(xué)出版 社，2011年4月。七 大綱說明1、采用多媒體教學(xué)。2、每次課后布置一些作業(yè)，主要是書中所附的習(xí)題與思考題。制定人：陳向益 審定人：熊書明 批準(zhǔn)人：毛啟容 2017年8月29日附錄1:實(shí)驗(yàn)評價(jià)內(nèi)容和評分細(xì)那么實(shí)驗(yàn)評價(jià)內(nèi)容評分項(xiàng) 編號(hào)實(shí)驗(yàn)評價(jià)內(nèi)容所占 比重要求1實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力10%透徹把握實(shí)驗(yàn)任務(wù)，完成實(shí)驗(yàn) 方案2問題分析和求解能力60%制定實(shí)驗(yàn)方案或根據(jù)推薦實(shí) 驗(yàn)方案開展實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果 進(jìn)行分析、研究。3開發(fā)工具應(yīng)用能力10%熟練掌握開發(fā)工具4實(shí)驗(yàn)總結(jié)能力10%表述實(shí)驗(yàn)得失成敗，收獲與不 足5報(bào)告認(rèn)真，按時(shí)提交10%書寫規(guī)范

15、、清晰，按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分細(xì)那么（每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告按100分計(jì)算）工程優(yōu)良中及格不及格實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力（10 分）能夠根據(jù)計(jì) 算機(jī)部件的 功能，透徹把 握實(shí)驗(yàn)任務(wù)， 獨(dú)立、正確設(shè) 計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。（9-10 分）能透徹把握 實(shí)驗(yàn)任務(wù)，方 案設(shè)計(jì)完整， 有少許錯(cuò)誤。（8分）不能透徹把 握實(shí)驗(yàn)任務(wù)， 方案設(shè)計(jì)不 完整。（7分）基本理解和 把握實(shí)驗(yàn)任 務(wù)和方案設(shè) 計(jì)。（6分）不能把握實(shí) 驗(yàn)任務(wù)，無 法獨(dú)立完成 實(shí)驗(yàn)方案設(shè) 計(jì)。（6分以 下）問題分析和 求解能力 （60 分）實(shí)驗(yàn)結(jié)果正 確，分析正 確。（54-60 分）有少許錯(cuò)誤。 （48-53 分）錯(cuò)誤較多。（42-47 分）錯(cuò)誤非常多。 （36-41 分）無法得到正 確的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果。（36分以 下）開發(fā)工具應(yīng) 用能力（10 分）熟練并正確 使用開發(fā)工 具。（9-10 分）正確使用開 發(fā)工具。（8 分）能獨(dú)立使用 開發(fā)工