《電子線路CAD》教學(xué)大綱

《電子線路CAD》教學(xué)大綱課程編號：13180401英文名稱：CADofElectronicCircuit學(xué)分：1學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，其中理論0學(xué)時(shí)，實(shí)踐32學(xué)時(shí)先修課程：大學(xué)計(jì)算機(jī)、電路原理課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課程授課對象：電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第3學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《電子線路CAD》是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門的專業(yè)平臺課，課程以實(shí)驗(yàn)的形式授課,課程主要內(nèi)容為應(yīng)用CAD軟件繪制電子線路的原理圖和印刷電路板。學(xué)習(xí)本課程的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生電子線路的設(shè)計(jì)能力，提高硬件設(shè)計(jì)水平，使得學(xué)生掌握常用電路設(shè)計(jì)軟件的使用方法。根據(jù)課程體系要求以及對應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，本課程的目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：能掌握電氣工程相關(guān)領(lǐng)域，特別是電機(jī)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)中常用的電子線路繪圖工具（例如AltiumDesigner，PADS，立創(chuàng)EDA等）的使用方法,應(yīng)用諸如AltiumDesigner等CAD軟件，分析電子線路的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的電子線路原理圖和印刷電路板。課程目標(biāo)2：能準(zhǔn)確描述電子線路原理圖以及印刷電路板圖原理，能回答同學(xué)或老師的疑義，能分析與解釋電子線路原理圖的屬性設(shè)置、參數(shù)選擇和印刷電路板的布局、線間距、線寬、走線等。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重5.1了解電氣工程相關(guān)領(lǐng)域，特別是電機(jī)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)中常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其技術(shù)參數(shù)與適用范圍等局限性。課程目標(biāo)1H10.1能就電氣工程相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)問題，以口頭、文稿、圖表等方式，準(zhǔn)確表達(dá)自己的觀點(diǎn)，回應(yīng)質(zhì)疑，理解與業(yè)界同行和社會公眾交流的差異性。課程目標(biāo)2M三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.上機(jī)講解本課程包含8學(xué)時(shí)的上機(jī)講解，有教師操作講解課程內(nèi)容，具體內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配等如下表：序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1電子線路原理圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)合AltiumDesigner軟件項(xiàng)目演示等形式，討論電子線路CAD課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法、以及教學(xué)形式、計(jì)劃、考核要求；結(jié)合項(xiàng)目案例討論，了解數(shù)電子電路原理圖的一般設(shè)計(jì)步驟和流程；學(xué)習(xí)電路原理圖設(shè)計(jì)的各種工具欄河圖紙的縮放方法；標(biāo)準(zhǔn)圖紙和自定義圖紙大小、顏色、字體等格式的設(shè)定；光標(biāo)和網(wǎng)格的設(shè)置?；疽螅赫莆针娮永L圖軟件的安裝、啟動、建立繪圖設(shè)計(jì)文件；掌握繪圖軟件系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。熟練掌握電路原理圖設(shè)計(jì)中常用工具欄的作用和使用方法；掌握電路原理圖繪圖圖紙格式的設(shè)置；掌握繪圖網(wǎng)格和光標(biāo)的設(shè)置。具備電子線路CAD軟件的基本操作能力。重點(diǎn)難點(diǎn)：繪圖軟件的參數(shù)設(shè)置。德育要求：支持國產(chǎn)軟件2集中講授課堂演示課程目標(biāo)12電子線路原理圖的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)電路原理圖元件庫的裝載；放置元器件、繪制導(dǎo)線和總線、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)名稱、放置電源和注釋文字、放置輸入輸出端口及繪制直接及相關(guān)圖形；編輯和修改各類元器件的屬性、進(jìn)行位置調(diào)整和線路連接及元件流水號的更新；設(shè)置原理圖的環(huán)境參數(shù)和設(shè)計(jì)文件的保存?；疽螅赫莆昭b載原理圖元件庫的方法；熟練掌握利用工具欄和菜單等各種方法，對元件、節(jié)點(diǎn)、導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)名稱等多種器件的放置，并對其屬性進(jìn)行編輯和修改；熟練掌握對元件位置的調(diào)整及對調(diào)整后的元件進(jìn)行線路連接和更新流水號；掌握原理圖環(huán)境參數(shù)的設(shè)置和保存設(shè)計(jì)文件的方法。具備運(yùn)用CAD軟件繪制電子線路原理圖的能力。重點(diǎn)難點(diǎn)：電子線路原理圖參數(shù)設(shè)置；原理圖繪制。德育要求：靜心、細(xì)心、耐心2集中講授課堂演示課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23制作原理圖元件和創(chuàng)建元件庫學(xué)習(xí)原理圖元件庫編輯器的加載和界面簡介；對元件庫的管理；原理圖元件繪圖工具欄的使用及管腳屬性的編輯；制作元件的一般方法和步驟；產(chǎn)生元件報(bào)表；電路原理圖的電氣規(guī)則基礎(chǔ)及ERC表的產(chǎn)生，網(wǎng)絡(luò)表的生成；學(xué)習(xí)元件列表的產(chǎn)生，交叉參考表和網(wǎng)絡(luò)比較表的生成，原理圖文件的輸出?；疽螅赫莆占虞d元件庫編輯器的方法；掌握元件庫編輯器中元件管理器內(nèi)的各部分功能和操作方法；掌握元件繪圖工具的使用方法；掌握繪制一個(gè)原理圖元件的步驟和各種元件報(bào)表的產(chǎn)生；掌握對電路原理圖的電氣規(guī)則檢查；掌握生成網(wǎng)絡(luò)表的方法；掌握電路原理圖的輸出方法。具備建立元件庫的能力。重點(diǎn)難點(diǎn)：原理圖庫的繪制；PCB封裝庫的繪制。德育要求：工匠精神2集中講授課堂演示課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24印刷電路板的制作討論P(yáng)CB板的結(jié)構(gòu)、元件封裝的分類、銅膜導(dǎo)線、焊盤、過孔、助焊膜和阻焊膜的作用及絲印層的功能，PCB封裝庫創(chuàng)建和加載，印刷電路板的布線流程和PCB設(shè)計(jì)基本原則；學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)編輯器和工具欄的使用，電路板層的設(shè)置和管理，PCB電路參數(shù)的設(shè)置。學(xué)習(xí)PCB繪圖工具繪制導(dǎo)線，放置焊盤過孔、坐標(biāo)與尺寸標(biāo)注、繪制圖形等操作的方法和屬性編輯；準(zhǔn)備原理圖和網(wǎng)絡(luò)表；規(guī)劃電路板和電氣定義；網(wǎng)絡(luò)表和元件的載入；脫節(jié)網(wǎng)絡(luò)連接；手工編輯調(diào)整元件的布局；設(shè)計(jì)規(guī)則檢查；手工布線；PCB板的3D顯示?；疽螅豪斫庥∷㈦娐钒宓慕Y(jié)構(gòu)、元件封裝的類型、銅膜導(dǎo)線、焊盤和過孔的作用；掌握PCB板設(shè)計(jì)原則和布線流程；掌握啟動PCB編輯器創(chuàng)建PCB設(shè)計(jì)文件的方法及工具欄的使用；掌握元件PCB封裝庫的設(shè)計(jì)；掌握PCB板工作層和電路參數(shù)的設(shè)置。掌握利用工具欄繪制導(dǎo)線、放置焊盤過孔等其它操作的方法；掌握由原理圖的網(wǎng)絡(luò)表直接生成PCB板圖的方法和步驟；掌握裝載PCB元件庫和瀏覽元件庫元件封裝的方法和步驟；掌握元件封裝的繪制；掌握手工布局和手工布線制作PCB線路及其它后續(xù)處理工作。具備運(yùn)用CAD軟件設(shè)計(jì)布局合理、符合工程應(yīng)用的PCB電路板的能力。重點(diǎn)難點(diǎn)：PCB電路的繪制。德育要求：熟能生巧2集中講授課堂演示課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2合計(jì)82．上機(jī)操作本課程包含24學(xué)時(shí)的上機(jī)操作教學(xué)，進(jìn)度安排如下表所示：序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對應(yīng)課程目標(biāo)1AltiumDesigner軟件基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：能正確安裝AltiumDesigner安裝，能根據(jù)要求設(shè)置原理圖參數(shù)，建立工程，對文檔進(jìn)行有效管理等。實(shí)驗(yàn)要求：必修2驗(yàn)證課程目標(biāo)12電子線路原理圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：能根據(jù)要求繪制電子線路原理圖，能利用工具欄和菜單等各種方法，對元件、節(jié)點(diǎn)、導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)名稱等多種器件的放置，并對其屬性進(jìn)行編輯和修改；能對元件位置進(jìn)行調(diào)整及對調(diào)整后的元件進(jìn)行線路連接和更新流水號；熟練掌握原理圖環(huán)境參數(shù)的設(shè)置和保存設(shè)計(jì)文件的方法。實(shí)驗(yàn)要求：必修4設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23元件庫創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：能根據(jù)要求管理元件庫；能熟練使用原理圖元件繪圖工具欄以及管腳屬性的編輯工具；能根據(jù)要求制作元件，創(chuàng)建元件庫。實(shí)驗(yàn)要求：必修2設(shè)計(jì)課程目標(biāo)14PCB封裝庫建立實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：能根據(jù)電子器件說明書建立符合要求的元器件封裝庫。實(shí)驗(yàn)要求：必修2設(shè)計(jì)課程目標(biāo)15PCB電路板基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：能建立符合要求的PCB文件，熟悉印刷電路板的布線流程和PCB設(shè)計(jì)基本原則電路板基本的操作。實(shí)驗(yàn)要求：必修4設(shè)計(jì)課程目標(biāo)16小型PCB電路板制作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：能制作一般小型PCB電路。能運(yùn)用PCB繪圖工具繪制導(dǎo)線，放置焊盤過孔、坐標(biāo)與尺寸標(biāo)注、繪制圖形等操作的方法和屬性編輯。實(shí)驗(yàn)要求：必修4綜合設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2中型PCB電路板制作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：能制作一般中型PCB電路的制作。能運(yùn)用手工編輯調(diào)整元件的布局，設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，手工布線，PCB板的3D顯示等PCB高級功能。實(shí)驗(yàn)要求：必修6綜合設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2合計(jì)24注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)等。四、課程教學(xué)方法本課程根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法1．基礎(chǔ)理論部分采用集中講授和課堂演示；2．實(shí)驗(yàn)部分采用上機(jī)操作，教師現(xiàn)場答疑；3．綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目采用項(xiàng)目小組形式課外完成設(shè)計(jì)，現(xiàn)場講解、展示形式評分。五、學(xué)業(yè)評價(jià)和課程考核學(xué)業(yè)評價(jià)由上機(jī)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目和期末上機(jī)操作三部分組成，其中上機(jī)實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目為平時(shí)考核，期末上機(jī)操作為期終考核。（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)上機(jī)操作、綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目、期末考核組成，均按百分制計(jì)分，其中期末上機(jī)操作成績占40%、平時(shí)上機(jī)操作成績占40%、綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目占20%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價(jià)序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）合計(jì)1平時(shí)上機(jī)操作3010402綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目1010203期末上機(jī)操作301040課程目標(biāo)對應(yīng)分值7030100（二）考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分上機(jī)操作（1）根據(jù)給定的要求繪制正確的原理圖、原理圖庫和封裝庫，并且對應(yīng)的原理圖紙參數(shù)設(shè)置正確，原理圖布局合理美觀；（2）根據(jù)原理圖繪制PCB圖布局合理美觀，走線合理正確，PCB參數(shù)設(shè)置正確，各層布局合理。（3）溝通交流順暢，回答問題正確。（1）根據(jù)給定的要求繪制正確的原理圖、原理圖庫和封裝庫，并且對應(yīng)的原理圖紙參數(shù)設(shè)置正確，原理圖布局較合理；（2）根據(jù)原理圖繪制PCB圖布局較合理，走線合理正確，PCB參數(shù)設(shè)置正確，各層布局合理。（3）溝通交流較順利，回答問題大部分正確。（1）根據(jù)給定的要求繪制基本正確的原理圖、原理圖庫和封裝庫；（2）根據(jù)原理圖繪制PCB圖布局基本合理，走線基本正確。（3）能溝通交流，回答部分問題。（1）沒有根據(jù)給定的要求繪制基本正確的原理圖、原理圖庫和封裝庫；（2）根據(jù)原理圖繪制PCB圖布局不合理，走線不正確。（3）溝通交流有障礙，不能正確回答問題。2.綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目（1）根據(jù)任務(wù)要求繪制正確的合理原理圖和布局合理美觀的PCB線路板；（2）調(diào)試制作完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)。（3）正確描述制作的實(shí)物能全部功能，團(tuán)隊(duì)合作良好。匯報(bào)時(shí)思路清晰，回答問題正確。（1）根據(jù)任務(wù)要求繪制正確的較合理原理圖和布局較合理的PCB線路板；（2）調(diào)試制作完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)。（3）正確描述制作的實(shí)物能全部功能，團(tuán)隊(duì)合作良好。匯報(bào)時(shí)思路較為清晰，回答問題大部分正確。（1）根據(jù)任務(wù)要求繪制正確的基本合理原理圖和布局基本合理的PCB線路板；（2）調(diào)試制作完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)大部分內(nèi)容。（3）描述制作的實(shí)物基本功能，匯報(bào)時(shí)基本能清楚地說明設(shè)計(jì)、制作過程。（1）根據(jù)任務(wù)要求繪制部分原理圖和部分PCB線路板；（2）調(diào)試制作未完成或完成小部分功能。（3）不能完整描述制作的實(shí)物功能，匯報(bào)時(shí)不能清楚地說明設(shè)計(jì)、制作過程。3期末上機(jī)操作考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分期末上機(jī)操作（1）很好完成命題任務(wù)要求；（2）原理圖完整，規(guī)范；（3）PCB電路布局合理美觀，走線符合規(guī)范要求。（1）較好完成命題任務(wù)要求；（2）原理圖較完整，符合規(guī)范；（3）PCB電路布局合理，走線符合規(guī)范要求。（4）細(xì)節(jié)需要改進(jìn)，例如線粗細(xì)，線間距等。（1）基本完成命題任務(wù)要求；（2）原理圖基本完整，基本符合規(guī)范；（3）PCB電路完成設(shè)計(jì);（4）細(xì)節(jié)需要改進(jìn)，例如線粗細(xì)，線間距，走線方向等。（1）沒有完成命題任務(wù)要求；（2）原理圖不完整，不符