電工EDA（第三版）全套可編輯PPT課件第一單元ProtelDXP2004入門第二單元電路原理圖設(shè)計第三單元印制電路板設(shè)計課題1初識ProtelDXP2004課題2走進ProtelDXP20041.?了解Protel?DXP?2004的發(fā)展歷程。2.?熟悉Protel?DXP?2004的特點。3.?能獨立完成Protel?DXP?2004的安裝。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題1初識ProtelDXP2004一、ProtelDXP2004的發(fā)展歷程隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)計自動化（ElectronicDesignAutomation，EDA）技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了各行各業(yè)。以設(shè)計電路原理圖和印制電路板為目標(biāo)的EDA軟件，以其驚人的速度在不斷地更新?lián)Q代。常見的此類軟件有Protel、OrCAD、ViewLogic、PowerPCB等。二、ProtelDXP2004的基本文件1.?原理圖文件電路圖紙是生產(chǎn)檢修過程中常用的一種工具，它可以幫助人們更好地認(rèn)識和分析電路，通過ProtelDXP2004繪制的電路原理圖整潔、規(guī)范，如圖所示，它們可讀性強，直接可以由計算機連接的打印機輸出清晰規(guī)范的圖紙，并且具有很好的外延特性，制圖者可以通過在繪圖階段對元件庫進行必要的整理，提高今后同類型電路的繪圖速度和精度。同時，用戶還可以在繪圖完成后生成關(guān)于電路的元件清單，如圖所示，其中詳細列出了電路中各個元件的相關(guān)參數(shù)，為讀圖和后續(xù)PCB的制作提供了便利。三相異步電動機Y-△降壓啟動電路原理圖單片機電路原理圖電路元件清單2.?PCB文件在生活生產(chǎn)中，到處都能見到用電設(shè)備中放置的PCB，如圖所示。PCB通過ProtelDXP2004可以繪制并生成PCB文件，交由PCB加工中心加工便可以制成PCB，并且軟件也提供了PCB的3D預(yù)覽功能，如圖所示，它可以使制作者在計算機繪制階段便可以看到PCB的仿真模型，為進一步認(rèn)識、完善和調(diào)整PCB提供了部分依據(jù)。PCB文件軟件中PCB的3D預(yù)覽圖實例講解本例主要介紹ProtelDXP2004軟件的安裝。ProtelDXP2004的安裝方法和多數(shù)Windows應(yīng)用程序的安裝方法相類似，只要執(zhí)行安裝程序中的Setup.exe文件，然后根據(jù)安裝向?qū)У奶崾局鸩讲僮骷纯?。具體步驟如下：1.將光盤放入CD-ROM中，雙擊安裝程序中的Setup.exe文件，系統(tǒng)將彈出如圖所示的ProtelDXP2004安裝向?qū)Ы缑妗０惭b向?qū)Ы缑?.單擊

按鈕進入下一步，此界面要求用戶接受軟件的使用許可協(xié)議。選中

選項，然后單擊

按鈕。3.在如圖所示的用戶使用權(quán)限對話框中輸入用戶姓名和單位信息，選中

選項，然后單擊

按鈕。4.選擇安裝路徑，安裝結(jié)束后，安裝向?qū)⒊霈F(xiàn)安裝成功的提示信息，單擊

按鈕即完成安裝。用戶使用權(quán)限界面1.?熟悉Protel?DXP?2004的設(shè)計環(huán)境。2.?掌握Protel?DXP?2004常用環(huán)境參數(shù)的設(shè)置方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題2走進ProtelDXP2004實例講解一、ProtelDXP2004的設(shè)計環(huán)境啟動ProtelDXP2004，進入ProtelDXP2004的工作界面，如圖所示。ProtelDXP2004的工作界面1.?菜單欄與大多數(shù)Windows程序一樣，ProtelDXP2004的菜單欄也位于窗口的上方，在沒有打開任何編輯器時，菜單欄包括DXP（系統(tǒng)菜單）、File（文件）、View（查看）、Favorites（收藏）、Project（項目管理）、Window（視窗）、Help（幫助）七個下拉菜單，如圖所示。ProtelDXP2004的菜單欄（1）File菜單File菜單主要用于文件的新建、打開和保存。（2）View菜單View菜單主要用來設(shè)置窗口的外觀，包括工具欄、工作面板、狀態(tài)欄、命令欄等區(qū)域的顯示。2.?主窗口工作面板在ProtelDXP2004中大量地使用了工作面板，用戶可以通過工作面板方便地實現(xiàn)各種操作，如打開文件、訪問元件庫、瀏覽各個設(shè)計文件等。（1）工作面板的打開用標(biāo)簽欄打開工作面板（2）常用的工作面板Files工作面板二、ProtelDXP2004環(huán)境參數(shù)設(shè)置合理地設(shè)置環(huán)境參數(shù)是進行后續(xù)設(shè)計的第一步，執(zhí)行Preferences命令即可對ProtelDXP2004環(huán)境參數(shù)進行設(shè)置，如圖所示。執(zhí)行該命令后，窗口將出現(xiàn)如圖所示的環(huán)境參數(shù)設(shè)置對話框。環(huán)境參數(shù)設(shè)置對話框DXPSystem-General界面1.?啟動后的動作設(shè)置默認(rèn)文件路徑設(shè)置欄2.?默認(rèn)文件路徑的設(shè)置DXPSystem-General界面中的DefaultLocations欄即為默認(rèn)文件路徑設(shè)置欄，如圖所示，該文件路徑為創(chuàng)建、打開、保存文件的系統(tǒng)默認(rèn)路徑。備份文件參數(shù)設(shè)置欄3.?備份文件參數(shù)的設(shè)置單擊DXPSystem選項中的Backup命令，進入DXPSystem-Backup界面，其中的AutoSave欄可用于設(shè)置ProtelDXP2004的備份文件參數(shù)，如圖所示。課題1簡單電路原理圖的繪制課題2原理圖庫和元器件的創(chuàng)建課題3復(fù)雜電子線路原理圖的繪制課題4層次原理圖的繪制1.?熟悉電路設(shè)計及原理圖設(shè)計的一般步驟。2.?熟悉原理圖的構(gòu)成。3.?掌握原理圖的設(shè)計規(guī)劃。4.?能創(chuàng)建項目文件和原理圖文件。5.?掌握原理圖設(shè)計的基本操作。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題1簡單電路原理圖的繪制基礎(chǔ)知識一、電路設(shè)計的一般步驟1.?原理圖的設(shè)計2.?生成網(wǎng)絡(luò)表3.?印制電路板的設(shè)計4.?生成PCB報表并打印PCB圖二、原理圖設(shè)計的一般步驟原理圖設(shè)計的一般步驟1.?新建項目文件和原理圖文件2.?原理圖圖紙設(shè)置3.?加載元件庫4.?放置元件5.?連線6.?注釋與調(diào)整7.?原理圖保存與輸出三、原理圖的構(gòu)成原理圖即各種元件的電氣連接圖。原理圖主要包括元件、導(dǎo)線、標(biāo)志和參數(shù)，這些均是原理圖表述的重點。除此之外，實際電路原理圖中還含有信號的走向、各功能模塊集中表述、說明字符等信息，這些信息可為電路的分析、檢查提供方便。1.?元件各種元件2.?導(dǎo)線導(dǎo)線創(chuàng)建元件之間的電氣連接3.?電氣節(jié)點電氣節(jié)點的應(yīng)用4.?端口常見的電源端口類型四、原理圖的設(shè)計規(guī)則在繪制原理圖時，應(yīng)遵循以下規(guī)則：·按照信號的流向放置元器件。·電源線布在元件上部，地線布在元件下部?！は嗤δ艿脑M量放在一起?！そ硬寮袠?biāo)注引腳屬性。串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路原理圖實例講解一、新建項目文件和原理圖文件1.?新建項目文件2.?新建原理圖文件二、原理圖圖紙設(shè)置1.?圖紙大小的設(shè)置（1）打開文檔選項對話框（2）圖紙大小的設(shè)置2.?圖紙方向的設(shè)置圖紙方向設(shè)置3.?圖紙標(biāo)題欄的設(shè)置標(biāo)題欄設(shè)置4.?圖紙邊框及顏色的設(shè)置ChooseColor對話框5.?系統(tǒng)字體的設(shè)置字體對話框6.?系統(tǒng)單位的設(shè)置系統(tǒng)單位設(shè)置選項卡7.?文檔信息的設(shè)置文檔參數(shù)設(shè)定選項卡三、網(wǎng)格和光標(biāo)的設(shè)置1.?網(wǎng)格可見性的設(shè)置打開DocumentOptions對話框，進入SheetOptions選項卡，其中Grids欄的Visible選項可以設(shè)置網(wǎng)格的可見性。2.?網(wǎng)格捕捉的設(shè)置所謂網(wǎng)格捕捉設(shè)置，即設(shè)置光標(biāo)移動時的最小間距，通過上圖所示的Grids欄的Snap選項進行設(shè)置。網(wǎng)格設(shè)定區(qū)3.?網(wǎng)格形狀及顏色的設(shè)置ProtelDXP2004提供了兩種不同形狀的網(wǎng)格，分別是線狀（Line）和點狀（Dot）網(wǎng)格，如圖所示。線狀網(wǎng)格點狀網(wǎng)格4.?電氣網(wǎng)格的設(shè)置設(shè)置網(wǎng)格的形狀和顏色5.?光標(biāo)的設(shè)置設(shè)置光標(biāo)是指設(shè)置在畫圖、放置元件和繪制導(dǎo)線時的光標(biāo)形狀。執(zhí)行Options→GraphicalEditing命令光標(biāo)效果a）大90°光標(biāo)b）小90°光標(biāo)c）小45°光標(biāo)d）極小45°光標(biāo)原理圖環(huán)境設(shè)置對話框四、原理圖環(huán)境參數(shù)的設(shè)置1.?原理圖環(huán)境設(shè)置（1）Options欄（2）AlphaNumericSuffix欄（3）PinMargin欄（4）DefaultPowerObjectNames欄（5）IncludewithClipboardandPrints欄（6）Documentscopeforfilteringandselection欄（7）Auto-IncrementDuringPlacement欄（8）DefaultBlankSheetSize欄（9）Defaults欄原理圖圖形編輯環(huán)境設(shè)置2.?原理圖圖形編輯環(huán)境設(shè)置（1）Options欄（2）AutoPanOptions欄（3）Undo/Redo欄（4）ColorOptions欄五、畫面顯示操作1.?放大顯示區(qū)域2.?縮小顯示區(qū)域3.?按比例顯示繪圖區(qū)域4.?顯示整張圖紙5.?顯示所有對象6.?顯示選定區(qū)域7.?顯示選定點周圍區(qū)域8.?移動顯示中心9.?刷新顯示區(qū)域六、元件庫的加載1.?打開Libraries面板2.?瀏覽元件3.?加載和卸載元件庫七、放置元件1.?用Libraries面板放置元件2.?用Place?Part命令放置元件八、元件位置的調(diào)整1.?元件的刪除（1）執(zhí)行Edit→Delete命令刪除元件（2）用點取操作刪除元件（3）用選取操作刪除元件2.?元件的移動（1）單個元件的移動（2）同時移動多個元件3.?元件的旋轉(zhuǎn)（1）元件的90°旋轉(zhuǎn)（2）元件沿X軸方向翻轉(zhuǎn)（3）元件沿Y軸方向翻轉(zhuǎn)九、元件屬性的設(shè)置1.?通過Component?Properties對話框設(shè)置元件屬性2.?直接編輯元件的標(biāo)注3.?元件標(biāo)注的移動十、導(dǎo)線的連接1.?連線（1）啟動連線命令。（2）將光標(biāo)移動到連線起點，出現(xiàn)電氣節(jié)點時，單擊鼠標(biāo)左鍵，拖動鼠標(biāo)，便會出現(xiàn)一條隨光標(biāo)移動的預(yù)拉線。（3）將光標(biāo)移到終點上，出現(xiàn)電氣節(jié)點時，單擊鼠標(biāo)左鍵，即完成了一條導(dǎo)線的連接。2.?導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折方式在連線過程中，經(jīng)常遇到導(dǎo)線轉(zhuǎn)折的情況，按【Shift】+空格鍵，可在各種轉(zhuǎn)折方式中進行切換。3.?導(dǎo)線的修改（1）用鼠標(biāo)左鍵單擊導(dǎo)線，使導(dǎo)線處于選定狀態(tài)，此時導(dǎo)線的起始點、終點及轉(zhuǎn)折點上各會出現(xiàn)一個拖動標(biāo)志，把光標(biāo)移到拖動標(biāo)志上，將出現(xiàn)一個拖動箭頭。（2）按住鼠標(biāo)不放，就可以拖動導(dǎo)線。（3）拖動導(dǎo)線到合適的位置，松開鼠標(biāo)左鍵即可。編輯導(dǎo)線屬性4.?導(dǎo)線屬性的編輯十一、電源網(wǎng)絡(luò)端口的放置電源網(wǎng)絡(luò)端口包括電源符號及接地符號。放置電源和接地符號可以將同一類電源或接地線連接起來，從而建立起各元件之間的供電關(guān)系。十二、原理圖文件的保存和打印1.?保存2.?打印文件1.?了解模型與元器件的概念。2.?熟悉元件庫的常見類型。3.?能創(chuàng)建原理圖庫。4.?能創(chuàng)建簡單元件。5.?能正確使用自建元件。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題2原理圖庫和元器件的創(chuàng)建基礎(chǔ)知識一、模型與元器件在物理世界中，元器件是有形的、相對容易識別的對象；但在虛擬的設(shè)計世界中，元器件被抽象成了不同的設(shè)計域模型，也就是說，一個元器件對應(yīng)多個不同的表示方法。1.?模型模型是一個設(shè)計域中對元器件的特定表達方式。2.?元器件元器件是電子設(shè)計中所有器件的通稱，它在每個設(shè)計階段都有單獨的表示方法，根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行的操作可能會有不同的上下文稱謂。二、元件庫元件庫是包含模型的集合。1.?模型庫2.?原理圖庫3.?集成庫實例講解一、原理圖庫的創(chuàng)建1.?新建原理圖庫2.?保存原理圖庫文件二、簡單元件的創(chuàng)建1.熔斷器的制作（1）創(chuàng)建元件（2）繪制元件圖形（3）放置引腳2.聲表面波濾波器的制作（1）創(chuàng)建元件（2）繪制元件圖形（3）放置引腳（4）放置附加信息3.變壓器的制作（1）創(chuàng)建元件（2）繪制元件圖形4.?SCH?Library工作面板的操作（1）Components欄在Components欄中列出了當(dāng)前庫文件中的所有元件。（2）Aliases欄在元件欄中選定一個元件，在Aliases欄中將列出該元件的別名。（3）Pins欄在元件欄中選定一個元件，在Pins欄中將列出該元件的所有引腳信息，包括引腳編號、名稱、類型等。（4）Model欄在元件欄中選定一個元件，在Model欄中將列出該元件的其他模型信息，包括模型的類型、描述信息等。三、自建元件的使用1.加載元件庫2.放置元件使用Libraries面板是放置元件比較簡單的方法，只要打開Libraries面板，用鼠標(biāo)左鍵雙擊元件列表中的元件名稱即可放置元件。3.多個元件屬性的修改將此處的三個元件的序號分別定義為T1、FU1、SAW1，有以下三種方法：第一種是元件在懸浮狀態(tài)（放置前）按【Tab】鍵，在彈出的元件屬性對話框中可以修改元件序號；第二種是在元件放置后，雙擊元件序號，在彈出的對話框中對元件序號的屬性進行設(shè)置；第三種是在原理圖上對已經(jīng)放置好的元件直接進行修改。1.?了解復(fù)雜電子線路原理圖的繪制原則。2.?了解原理圖中的總線、總線端口及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號等實體。3.?能進行元件的查找和屬性編輯。4.?能創(chuàng)建新元件。5.?能合理排列和放置元件。6.?掌握總線、總線端口、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號及電源網(wǎng)絡(luò)端口的放置方法。7.?能進行元件序號的自動標(biāo)注及參數(shù)設(shè)置。8.?能正確進行原理圖編譯、網(wǎng)絡(luò)表輸出及元件清單報表輸出。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題3復(fù)雜電子線路原理圖的繪制基礎(chǔ)知識一、復(fù)雜電子線路原理圖的繪制原則在復(fù)雜電子線路原理圖中，由于線路復(fù)雜、元件較多，在繪制時應(yīng)遵循“化整為零”的原則，即將整個電路按功能劃分為不同的電路模塊，再進行分步連線。單片機電路原理圖中的其他實體二、原理圖中的其他實體1.?總線（Bus）和總線端口（BusEntry）在原理圖中，總線代表一組并行的導(dǎo)線，用比較粗的線表示?？偩€通過總線端口和其他電路進行連接。總線常用在數(shù)字電路的數(shù)據(jù)總線和地址總線中。需要注意的是，總線本身并沒有任何電氣意義，它只是用來更清晰地表示電路的連接關(guān)系。而實際上，定義電路連接關(guān)系的是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。盡管如此，習(xí)慣上，為了讀圖方便，仍然要繪制總線。2.?網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號（NetLabel）當(dāng)兩個或多個元件的引腳連接在一起時，這些引腳之間就建立了一個網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)表中，該網(wǎng)絡(luò)具有唯一的識別標(biāo)號，該標(biāo)號是ProtelDXP2004根據(jù)實際情況自動生成的。在設(shè)計中，也可以人為添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，給網(wǎng)絡(luò)命名，以便于理解這些網(wǎng)絡(luò)的含義。具有相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的元件引腳無須再畫導(dǎo)線，系統(tǒng)會將它們自動連接在同一個網(wǎng)絡(luò)中。實例講解一、查找元件的方法及其屬性的修改在原理圖繪制過程中，電路中的很多元件都在ProtelDXP2004的自帶元件庫中，對于不熟悉元件庫的用戶來說，要找到相應(yīng)的元件在哪個元件庫中，及在元件庫中的哪個位置，其操作非常煩瑣。在這種情況下，就要用到ProtelDXP2004的元件查找功能。1.?元件的查找（1）打開元件查找對話框（2）查找范圍設(shè)置（3）查找元件信息設(shè)置2.?元件屬性的修改（1）串口接頭（DConnector9）的修改（2）雙列插座（Header4×2）的修改二、新元件的創(chuàng)建1.打開已創(chuàng)建的原理圖庫文件“單片機電路.SchLib”。設(shè)置元件屬性2.按快捷鍵【P】→【R】，啟用PlaceRectangle命令，在工作區(qū)坐標(biāo)原點放置矩形框，如圖所示。放置矩形框3.放置引腳并設(shè)置屬性。設(shè)置引腳屬性放置完畢1號引腳放置的結(jié)果三、元件的排列和放置1.?陣列粘貼（1）將被復(fù)制電路放置于合適的位置，并修改元件的屬性，如圖所示。（2）選定被復(fù)制電路，并按快捷鍵【Ctrl+C】執(zhí)行復(fù)制操作。然后啟動陣列粘貼命令。準(zhǔn)備元件2.?元件排列將元件按例圖的要求放置到合適的位置。由于圖中元件較多，在放置過程中應(yīng)分塊放置，各電路塊應(yīng)以電路中的主要元件為基準(zhǔn)，本例中整個電路應(yīng)以AT89C51為基準(zhǔn)，如圖所示。元件布局圖四、導(dǎo)線的連接及電源端口的放置連線后的原理圖1.?放置總線2.?放置總線端口3.?放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號4.?放置電源網(wǎng)絡(luò)端口五、元件序號的自動標(biāo)注及參數(shù)設(shè)置1.?元件序號的自動標(biāo)注（1）打開Annotate（自動標(biāo)注）對話框Annotate對話框（2）設(shè)置自動排序方案自動排序方案a）UpThenAcrossb）DownThenAcrossc）AcrossThenUpd）AcrossThenDown（3）設(shè)置元件序號的起始下標(biāo)和后綴字符設(shè)置元件序號的起始下標(biāo)和后綴字符（4）元件序號自動標(biāo)注元件序號自動標(biāo)注列表執(zhí)行元件序號自動標(biāo)注元件序號自動標(biāo)注報告2.?元件參數(shù)的設(shè)置改變參數(shù)的多種方法，最簡單的方法是用鼠標(biāo)左鍵兩次單擊該參數(shù)，即可在輸入欄改變參數(shù)內(nèi)容，如圖所示。元件參數(shù)設(shè)置六、原理圖輸出1.?原理圖編譯（1）編譯項目設(shè)置（2）原理圖編譯（3）放置NoERC標(biāo)志2.?原理圖網(wǎng)絡(luò)表輸出3.?原理圖元件清單報表輸出（1）執(zhí)行BillofMaterials命令生成元件清單報表（2）執(zhí)行ComponentCrossReference命令生成元件清單報表1.?熟悉層次原理圖的概念。2.?了解層次原理圖的設(shè)計方法。3.?能進行層次原理圖的設(shè)計和切換。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題4層次原理圖的繪制基礎(chǔ)知識一、層次原理圖的概念層次原理圖設(shè)計實際上是一種化整為零、聚零為整的模塊化設(shè)計方法。用戶可以將整個電路系統(tǒng)根據(jù)功能不同劃分為若干個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)對應(yīng)著相應(yīng)功能的原理圖模塊，并分別繪制在多張圖樣上（子圖），然后定義模塊之間的連接關(guān)系（母圖），這樣就可以達到聚零為整的目的，即使多張子原理圖組合起來構(gòu)成一個完整的特定電氣功能系統(tǒng)。ProtelDXP2004支持無限分層的原理圖，即在子系統(tǒng)下還可以再分出子系統(tǒng)。1.?子圖在層次原理圖中，最底層的子圖為描述特定電氣功能的普通原理圖，在子圖中設(shè)有電路輸入/輸出端口來和其他的子圖進行連接，它隸屬于母圖。但對于多層次的原理圖，處于中間層的子圖一方面是上級母圖分離出來的子圖，另一方面也是描述下級子圖連接關(guān)系的母圖。2.?母圖在層次原理圖中，母圖的主要作用是用于表達各子圖之間的連接關(guān)系。在母圖中的每一個方塊電路代表一個子圖，其連接關(guān)系是通過放置在方塊電路中的輸入/輸出端口來實現(xiàn)的。二、層次原理圖的設(shè)計方法1.?自上而下的設(shè)計方法這種方法是將整個系統(tǒng)分成若干個模塊，在層次原理圖母圖中繪制這些功能模塊對應(yīng)的方塊電路，再由這些方塊電路生成層次原理圖的子圖，并分別完成子圖的繪制。這樣由上而下，層層細化，逐步完成整個系統(tǒng)的設(shè)計，如圖所示。自上而下的層次原理圖設(shè)計流程2.?自下而上的設(shè)計方法自下而上的設(shè)計方法和自上而下的設(shè)計方法相反，其先繪制好層次原理圖的各子圖，再由子圖生成母圖中的方塊電路。這樣由下而上，層層集中，直到最后完成母圖的繪制，如圖所示。自下而上的層次原理圖設(shè)計流程實例講解一、自上而下的層次原理圖設(shè)計下面以圖為例，詳細介紹自上而下的層次原理圖設(shè)計方法。阻尼力矩自上而下的層次原理圖設(shè)計a）母圖80C51.SchDoc自上而下的層次原理圖設(shè)計b）子圖C51_control.SchDoc自上而下的層次原理圖設(shè)計c）子圖C51_memory.SchDoc自上而下的層次原理圖設(shè)計d）子圖C51_power.SchDoc1.?繪制層次原理圖母圖（1）新建工程和原理圖（2）繪制方塊電路（3）放置方塊電路端口（4）電氣連接2.?繪制層次原理圖子圖（1）子圖的生成（2）子圖的繪制二、自下而上的層次原理圖設(shè)計自下而上和自上而下的層次原理圖設(shè)計方法相反。下面以圖為例，詳細介紹自下而上的層次原理圖設(shè)計方法。自下而上的層次原理圖設(shè)計a）母圖Z80Processor.SchDoc自下而上的層次原理圖設(shè)計b）子圖CPUClock.SchDoc自下而上的層次原理圖設(shè)計c）子圖CPUSection.SchDoc自下而上的層次原理圖設(shè)計d）子圖Memory.SchDoc自下而上的層次原理圖設(shè)計e）子圖PowerSupply.SchDoc自下而上的層次原理圖設(shè)計f）子圖ProgrammablePeripheralInterface.SchDoc自下而上的層次原理圖設(shè)計g）子圖SerialInterface.SchDoc自下而上的層次原理圖設(shè)計h）子圖SerialBaudClock.SchDoc1.?新建項目和原理圖2.?繪制層次原理圖子圖3.?繪制層次原理圖母圖三、層次原理圖的切換1.?使用Navigator面板切換2.?母圖切換到子圖3.?子圖切換到母圖課題1印制電路板的設(shè)計基礎(chǔ)課題2人工布線單面板的制作課題3人工布線雙面板的制作課題4自動布線制作PCB課題5具有自建元件封裝的PCB制作1.?熟悉電路板的結(jié)構(gòu)。2.?了解PCB的設(shè)計制作術(shù)語。3.?熟悉PCB編輯器的操作界面。4.?能獨立完成PCB環(huán)境參數(shù)的設(shè)置。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題1印制電路板的設(shè)計基礎(chǔ)基礎(chǔ)知識一、電路板的結(jié)構(gòu)印制電路板（PCB）是覆蓋著導(dǎo)電銅層的絕緣板。早期的電路板絕緣材料是膠木板，而現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的是環(huán)氧樹脂板，其厚度越來越薄，韌性越來越強，層數(shù)也越來越多。板層可以分為敷銅層和非敷銅層兩種，敷銅層的層數(shù)就是一般所說的板層數(shù)。若將一片銅膜貼在一片環(huán)氧樹脂板上，就是單面板；若上下各有一層銅膜，就是雙面板；若將多片環(huán)氧樹脂板和多片銅膜按照一層銅膜加一層環(huán)氧樹脂板不斷地疊下去，就形成了多層板。1.?單面板單面板也就是只有一面敷銅的電路板。元器件放置在沒有敷銅的一面，敷銅的一面用于布線和元件焊接。單面板的特點是價格便宜，但是，當(dāng)進行比較復(fù)雜的電路設(shè)計時，其布線比較困難，經(jīng)常需要用跳線連接不能布通的銅膜線。圖所示為單面板。單面板a）元件面b）焊接面2.?雙面板雙面板就是雙面敷銅的電路板。兩個敷銅層通常分別稱為頂層和底層，一般頂層為元件面，底層為焊接面。頂層和底層均可以布線。雙面板的特點是價格適中、布線容易，是常用的比較理想的板型，如圖所示。雙面板3.?多層板多層板就是有多個工作層面的電路板。除了有頂層和底層以外，還增加了中間層，中間層可以是電源層、地線層、信號層等，層與層之間互相絕緣。最簡單的多層板有四層，結(jié)構(gòu)如圖所示。通過這樣的處理，可以在極大程度上解決電磁干擾問題，提高系統(tǒng)的可靠性，同時也可以提高布通率，縮小PCB的面積。多層板二、PCB的設(shè)計制作術(shù)語設(shè)計好的單面電路板1.?元件封裝常用的部分元件封裝及說明部分元件封裝外形2.?焊盤電路板與元件之間是通過焊盤聯(lián)系起來的。Protel DXP

2004在封裝庫中給出了一系列不同大小和形狀的焊盤，如圓形、方形、八角形焊盤等，如圖所示。焊盤形狀3.?飛線與銅膜線制作電路板時，系統(tǒng)會自動生成預(yù)拉線，常稱為“飛線”，用來指引布線，飛線不具有電氣功能，如圖所示。飛線示意圖銅膜線就是連接兩個焊盤的導(dǎo)線，在電路板中實際就是把原理圖中元件引腳與引腳之間的導(dǎo)線連接轉(zhuǎn)換成焊盤與焊盤之間的銅膜線連接，從而實現(xiàn)電路的電氣功能，如圖所示。銅膜線示意圖 4.?過孔需要在連接兩個層面上的銅膜走線時就需要過孔。過孔的制作工藝復(fù)雜，所以過孔的數(shù)量越少越好。過孔示意圖如圖所示。過孔示意圖實例講解一、創(chuàng)建新項目ProtelDXP2004工作界面1. 執(zhí)行菜單命令File→New→Project→PCB

Project，就可以創(chuàng)建一個新項目，如圖3-1-11所示，可將新建的項目選擇好路徑并保存為“PCB_Project1.PrjPCB”。創(chuàng)建PCB項目文件2. 執(zhí)行菜單命令File→New→PCB，創(chuàng)建一個新的PCB設(shè)計文件，如圖所示。將其保存為“PCB1.PcbDoc”，此時就進入了如圖所示的PCB編輯環(huán)境。創(chuàng)建PCB項目文件PCB編輯環(huán)境二、打開PCB文件選擇打開PCB文件打開PCB文件后的工作界面三、PCB編輯器介紹1.?菜單欄2.?主工具欄3.?布線工具欄4.?實用工具欄5.?編輯區(qū)6.?項目管理區(qū)四、PCB環(huán)境參數(shù)的設(shè)置1.?圖紙的設(shè)定2.?板層的設(shè)置（1）圖層堆棧管理器（2）設(shè)置工作層面1）設(shè)置工作層面的個數(shù)。2）設(shè)置工作層面的顏色。1.?熟悉PCB的設(shè)計步驟。2.?能直接定義印制電路板。3.?能人工放置元件封裝。4.?能人工調(diào)整元件布局。5.?能進行人工布線。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題2人工布線單面板的制作基礎(chǔ)知識印制電路板的設(shè)計流程如圖所示。具體的設(shè)計步驟如下：印制電路板的設(shè)計流程圖1.?準(zhǔn)備電路原理圖和網(wǎng)絡(luò)表2.?規(guī)劃印制電路板3.?設(shè)置參數(shù)4.?加載網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝5.?元件布局6.?自動布線7.?人工調(diào)整8.?DRC檢查9.?保存及打印輸出實例講解設(shè)計如圖所示單級放大電路的印制電路板。單級放大電路一、直接定義印制電路板1.?定義印制電路板層單面板的設(shè)置2.?定義印制電路板邊緣尺寸定義印制電路板的尺寸二、元件封裝的放置1.?元件庫的管理2.?人工放置元件封裝3.?設(shè)置元件屬性（1）Component

Properties欄（2）Designator欄（3）Comment欄（4）Footprint欄三、元件布局1.?元件布局的原則好的布局應(yīng)該考慮到以下幾個方面：（1）接插件的安裝位置。插頭、插座、顯示器等接插件的位置應(yīng)符合設(shè)計要求。（2）元件在PCB上布置的位置平衡、疏密有致，不能出現(xiàn)頭重腳輕的情況。（3）散熱要求。（4）盡量做到按模塊布局。（5）盡量使連線的距離最短、交叉最少。（6）抗干擾要求。2.?元件布局的實現(xiàn)（1）移動元件（2）元件的排列四、人工布線1.?銅膜線的放置（1）轉(zhuǎn)角模式的切換（2）導(dǎo)線方向的切換（3）板層的切換（4）取消前一段導(dǎo)線放置2.?銅膜線的屬性設(shè)置調(diào)整完電源線和地線寬度后的PCB1.?能使用菜單命令定義電路板。2.?能利用同步器載入網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝。3.?能進行元件的人工布局和雙面板的人工布線。4.?能進行尺寸標(biāo)注的放置與屬性編輯。5.?能正確打印PCB圖。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題3人工布線雙面板的制作實例講解對于較復(fù)雜的電路，采用單面板布線很困難且布通率不高，因此，通常采用雙面板。本例要求設(shè)計如圖所示的自激多諧振蕩器電路的電路板。自激多諧振蕩器電路原理圖一、使用菜單命令定義電路板1.在PCB編輯器中，執(zhí)行菜單命令Design→BoardShape后，將彈出編輯PCB外形的菜單選項，如圖所示。編輯PCB外形的菜單選項2. 執(zhí)行上述菜單中的Redefine

Board Shape命令，光標(biāo)變成十字形，工作窗口變成綠色，系統(tǒng)進入編輯PCB外形的命令狀態(tài)。定義PCB的形狀3. 單擊工作窗口下方的

標(biāo)簽，將當(dāng)前的工作層面設(shè)定為【Mechani

cal1】，在該層面上確定電路板的物理邊界。4. 單擊工作窗口下方的

標(biāo)簽，將當(dāng)前的工作層面設(shè)定為Keep-Out

Layer，執(zhí)行菜單命令Place→Keepout→Track，光標(biāo)變成十字形，在該層面上確定電路板的電氣邊界。二、利用同步器載入網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝1. 由于Protel

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2004中實現(xiàn)了真正的雙向同步設(shè)計，在PCB的設(shè)計過程中，用戶可以不生成網(wǎng)絡(luò)文件，即在原理圖編輯器中，直接執(zhí)行菜單命令Design→Update

PCB

Document，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)表與元件封裝的載入，如圖所示。利用原理圖設(shè)計同步器載入網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝利用PCB編輯器載入網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝Protel

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2004也可以在PCB編輯器中利用從原理圖導(dǎo)入變化按鈕來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝的載入，如圖所示。EngineeringChangeOrder對話框修正后的EngineeringChangeOrder對話框2. 單擊

按鈕，檢查所有改變操作是否有效。執(zhí)行改變信息顯示3. 單擊

按鈕，在此PCB文件中執(zhí)行所有改變。工作區(qū)的內(nèi)容4. 單擊

按鈕，返回PCB編輯環(huán)境。執(zhí)行菜單命令View→Fit

Document，查看工作區(qū)內(nèi)所有的電氣對象。此時工作區(qū)的內(nèi)容如圖所示。擴大工作區(qū)內(nèi)顯示內(nèi)容5. 放置光標(biāo)到導(dǎo)入元件的中央位置，連續(xù)按【Page

Down】鍵擴大可見工作區(qū)范圍，直到工作區(qū)顯示出如圖所示的內(nèi)容。帶有預(yù)拉線的元件封裝6. 移動光標(biāo)到元件盒上（非元件位置），此時光標(biāo)變?yōu)槭中危醋∈髽?biāo)左鍵將元件拖到工作區(qū)內(nèi)，松開鼠標(biāo)左鍵，實現(xiàn)元件的移動。三、元件的人工布局四、雙面板的人工布線調(diào)整好的元件布局五、尺寸標(biāo)注的放置與屬性編輯1.?尺寸標(biāo)注的放置2.?尺寸標(biāo)注的屬性編輯六、PCB圖的打印1.?打印頁面設(shè)置2.?打印層面設(shè)置3.?打印機設(shè)置4.?打印預(yù)覽1.?能使用向?qū)Фx電路板。2.?能正確放置設(shè)計對象。3.?能進行元件的人工預(yù)布局和自動布局。4.?能人工調(diào)整元件布局和元件標(biāo)注。5.?掌握布線規(guī)則的設(shè)置方法。6.?能進行自動布線器的參數(shù)設(shè)置和自動布線。7.?能進行設(shè)計規(guī)則檢查。8.?了解淚滴、包地與敷銅操作。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題4自動布線制作PCB實例講解本例要求通過設(shè)計如圖所示整流電源電路的電路板來介紹元件的自動布局、布線規(guī)則的設(shè)定以及自動布線的實現(xiàn)方法。整流電源電路一、使用向?qū)Фx電路板二、放置設(shè)計對象三、元件布局1.?元件的人工預(yù)布局2.?元件的自動布局3.?人工調(diào)整元件布局4.?元件標(biāo)注的調(diào)整四、布線規(guī)則的設(shè)置1.?設(shè)置布線的寬度2.?設(shè)置布線的工作層面3.?設(shè)置布線的拐角模式4.?設(shè)置布線的優(yōu)先級5.?設(shè)置布線的拓撲結(jié)構(gòu)6.?設(shè)置過孔形式五、自動布線器的參數(shù)設(shè)置六、自動布線七、設(shè)計規(guī)則檢查八、補淚滴、包地與敷銅1.?補淚滴淚滴是指在導(dǎo)線與焊盤連接處的淚滴狀過渡區(qū)域。2.?包地包地是在指定網(wǎng)絡(luò)的四周圍繞一條接地線，起抗干擾的作用。3.?敷銅敷銅就是在電路板上放置一層銅膜，一般將這層銅膜接地，這樣可以增強電路的抗干擾能力，并提高電路板的強度。1.?了解元件封裝的分類。2.?熟悉PCB元件庫常用的繪圖工具及命令。3.?了解元件封裝庫管理器的主要組成。4.?掌握創(chuàng)建元件封裝的基本操作方法和常用技巧。5.?能創(chuàng)建集成元件封裝庫。6.?能制作具有自建元件封裝的PCB。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題5具有自建元件封裝的PCB制作?基本知識一、元件封裝的分類1.?分立元件的封裝分立元件的封裝出現(xiàn)得較早，種類也比較多，涉及的元件有電阻、電容、二極管、三極管、繼電器和接口等。2.?集成電路的封裝集成電路的封裝是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和增強電熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部和外部電路的橋梁——芯片上的接點用導(dǎo)線連接到封裝的引腳上，這些引腳又通過印制電路板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。二、PCB元件封裝庫繪圖工具及命令PCB元件封裝庫繪圖工具欄如圖所示。各按鈕的功能見表。PCB元件封裝庫繪圖工具欄PCB元件封裝庫繪圖工具欄按鈕功能列表三、元件封裝庫管理器1.?屏蔽查詢欄2.?封裝列表框3.?元件封裝原始信息列表4.?航行視圖實例講解本例要求根據(jù)如圖所示的CPLD1016E實驗板原理圖，學(xué)習(xí)制作具有自建元件封裝的PCB。CPLD1016E實驗板原理圖一、創(chuàng)建PCB元件封裝庫元件封裝庫編輯器界面二、創(chuàng)建元件封裝1.?人工創(chuàng)建開關(guān)和按鈕封裝2.?利用向?qū)?chuàng)建CPLD1016E封裝三、創(chuàng)建集成元件封裝庫四、新建項目和原理圖五、加載創(chuàng)建的元件封裝庫六、給元件添加封裝七、放置元件封裝八、元件布局九、布線規(guī)則的設(shè)置十、規(guī)劃電路板大小十一、自動布線十二、設(shè)計規(guī)則檢查十三、保存文件延伸閱讀：EDA技術(shù)在電工電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用摘要：EDA技術(shù)旨在通過應(yīng)用計算機中的EDA軟件系統(tǒng)，按照電路設(shè)計的規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)，靈活的實現(xiàn)并完成電氣電子電路的基礎(chǔ)分析、模型轉(zhuǎn)化和最終設(shè)計工作。當(dāng)前，在很多開設(shè)有電工電子技術(shù)課程的教學(xué)中，已經(jīng)把利用EDA技術(shù)進行教學(xué)實踐，作為了教學(xué)中重要的一環(huán)，這種教學(xué)應(yīng)用，可以克服傳統(tǒng)電工電子技術(shù)課程教學(xué)更新復(fù)雜、直觀教學(xué)效果差、結(jié)果展示不明晰等不足，通過計算機模擬、計算、分析，能夠較為有效的提升相關(guān)電工電子電路設(shè)計的時效，同時能夠高質(zhì)量的展現(xiàn)其電路運行效果。因此在降低教學(xué)成本的基礎(chǔ)上，提升了教學(xué)效率，也讓學(xué)生可以更加直觀的學(xué)習(xí)到電子技術(shù)課程的教學(xué)重點，受到了廣大教師及學(xué)生的歡迎。關(guān)鍵詞：EDA技術(shù);電工電子;教學(xué)應(yīng)用引言：隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和電子電路小型化的發(fā)展趨勢日益體現(xiàn)，EDA輔助電子設(shè)計發(fā)揮出越來越大的作用，特別是通過計算機的輔助計算和模擬，可以完美解決早期電路設(shè)計無法避免的設(shè)計瓶頸問題。現(xiàn)階段，很多學(xué)校以EDA技術(shù)貫穿電工電子教學(xué)，以實際模擬量化數(shù)字模擬電路及高低頻電路的運作流程，可以更為直觀地展現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)，從而用感性的認(rèn)識促進學(xué)生對陌生的理論體系的學(xué)習(xí)，獲得了較好的授課成果。作為高校電工電子技術(shù)課堂改革的成功經(jīng)驗，本文分析了相關(guān)教學(xué)的結(jié)合點，并通過實際教學(xué)案例，展現(xiàn)了采用EDA技術(shù)推進電工電子技術(shù)課程教授對重要現(xiàn)實效果。一、EDA技術(shù)發(fā)展及特點，相關(guān)軟件平臺簡介EDA技術(shù)作為計算機輔助運算與電子信息技術(shù)高度融合的計算機輔助設(shè)計平臺，借助于計算機強大的計算能力，進行電工電子電路原理圖的設(shè)計和PCB電路板的輔助描繪，同時也能裝載不同架構(gòu)處理器模型，實現(xiàn)擬態(tài)過程仿真，從而讓電工電子課程講述更為直觀易懂。其相關(guān)軟件平臺主要包括以下三種：AlumDesigner是基于Protel軟件的一體化開發(fā)環(huán)境，可以通過電路設(shè)計、模擬/數(shù)字電路模擬、PCB規(guī)范設(shè)計、邏輯聯(lián)通、完整分析、最終設(shè)計輸出，提供了高效的設(shè)計解決方案。其當(dāng)前的產(chǎn)品迭代，通過拓展電路設(shè)計架構(gòu)，進一步混合了FPGA設(shè)計能力和SOPC設(shè)計樣例，從而使其對大規(guī)模數(shù)字電路設(shè)計支持更為完善，對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計更為便捷。Proteus具備優(yōu)越的模擬功能，還對元器件甚至SOC都具有良好的仿真模擬能力，從電路設(shè)計、構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)到外圍電路混合仿真，均有良好的適應(yīng)性。其豐富的元器件庫資源，為電路修改設(shè)計提供了更為靈活、高效的解決方案，其構(gòu)建的功能、性能貼近現(xiàn)實的虛擬儀器、儀表，可以培養(yǎng)學(xué)生更好的實踐，并降低了教學(xué)成本。Multisim作為眾所周知的仿真工具，主要用于模/數(shù)電子電路設(shè)計工作。采用圖形化關(guān)聯(lián)或描述性輸入方式，更容易在教學(xué)中直觀應(yīng)用。以互動方式構(gòu)建電氣原理圖，綁定SPICE擬合的關(guān)鍵內(nèi)容，對電路實現(xiàn)仿真，可以讓學(xué)生在相關(guān)研究課程中掌握相關(guān)信號采集、電路仿真和原理研究。其完善的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用技術(shù)，更有利于實現(xiàn)原型構(gòu)型和檢測全流程。二、解析理論概念，利用EDA關(guān)聯(lián)相關(guān)知識體系在EDA有關(guān)的電工電子教學(xué)課程中，是理論與實踐相結(jié)合的知識體系結(jié)構(gòu)。其基礎(chǔ)理論包括電子元件、電路構(gòu)成、電器特性、工作原理等內(nèi)容。過去的教學(xué)過程中，對于這些晦澀抽象的理論內(nèi)容，很難用語言描述，需要通過實物教學(xué)演示，才能加深學(xué)生對相關(guān)理論的認(rèn)知，但是實物教具的成本較高，且更新較慢。而教師運用AlumDesigner、Multisim開展課程講解，可以大大提升授課效率。通過軟件內(nèi)含的儀器、3D圖例，可以充分展示理論課程涉及的電子元器件及其結(jié)構(gòu)、特性等。例如在開展弦波振蕩電路的虛擬仿真對課程教學(xué)中，其教學(xué)重點是要學(xué)生對波的頻率進行觀察和計算，通過Multisim平臺構(gòu)建正弦波發(fā)生器，并擬合正弦波的產(chǎn)生過程。首先，調(diào)用軟件中仿真庫中振蕩波形產(chǎn)生庫，按照提示的電路設(shè)計要求，對電路的節(jié)點連接集元器件布局進行設(shè)置;選用相關(guān)分析類型，例如用傅立葉分析和瞬態(tài)分析的方法對電路進行分析;根據(jù)電路中參數(shù)的選定，瞬態(tài)分析的啟始時間設(shè)為0，中止時間設(shè)為5ms，step設(shè)置為100ns，用傅氏級數(shù)分析法分析對基波頻率進行分析。實驗課程過程中，可以引導(dǎo)學(xué)生改變電路中元器件件參數(shù)或節(jié)點布設(shè)方式，觀察電路模擬仿真分析的結(jié)果，從而讓學(xué)生對于振蕩器的理論有更為深刻的理解。這種直觀具體的教學(xué)模式，可以穩(wěn)步提升電工電子的教學(xué)質(zhì)量。三、推進實踐學(xué)習(xí)，采用EDA開展教學(xué)實驗電工電子技術(shù)課程的實踐教學(xué)，是學(xué)生最終能否掌握課程知識點點關(guān)鍵。相關(guān)實踐課程中，原理圖設(shè)計和PCB電路布線是很多電工電子課程教學(xué)的主要形式。其實踐課程要求，一般是通過EDA軟件，能夠設(shè)計實現(xiàn)并滿足相關(guān)要求的電工電子電路，采用仿真模擬，確保電路形式、結(jié)構(gòu)和功能的正確性。例如，采用AlumDesigner開展具有總線架構(gòu)的電子電路原理圖教學(xué)過程中，教師可以利用之前繪制的分立元件的電工電路，完成初步周邊器件布局原理圖設(shè)計，首先讓學(xué)生建立總線結(jié)構(gòu)對概念，即多條并行導(dǎo)線對集合，之后讓其采用放置總線命令完成總線布設(shè)，同時根據(jù)總線功能布局網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，定義端口功能，最后完成原理圖構(gòu)件的設(shè)計、連接。這種利用EDA軟件進行電工電子實驗教學(xué)，能夠體現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，為學(xué)生樹立明確的電工電子電路基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范，并用最終仿真結(jié)果使學(xué)生加深設(shè)計認(rèn)識。結(jié)束語：綜上所述，EDA是給了電工電子技術(shù)教學(xué)以虛擬化、計算機輔助教學(xué)方式，其在教學(xué)中的應(yīng)用操作簡單、界面直觀。同時，通過對大多數(shù)的模擬數(shù)字電路、高低頻電路的仿真，與實驗結(jié)果評估，確保了在實際教學(xué)過程中理論與教學(xué)實際的緊密結(jié)合，增強了教學(xué)的趣味性。延伸閱讀：EDA技術(shù)在電工電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用研究引言EDA技術(shù)，中文全程為電子設(shè)計自動化技術(shù)，它指的是利用EDA軟件去進行電子電路的設(shè)計和仿真的技術(shù)，它通過軟件的方式來進行硬件設(shè)計，并能方便地進行電路分析。目前EDA技術(shù)軟件較多，包括Multisim、PSPICE、orCad、Protel等軟件。由于EDA技術(shù)能便利的進行電子電路設(shè)計和分析，以及進行仿真，因此將EDA技術(shù)應(yīng)用在電工電子技術(shù)教學(xué)中，不僅能提升課堂理論學(xué)習(xí)的效果，也能提升學(xué)生的實踐能力。1EDA技術(shù)在電工電子技術(shù)課堂教學(xué)的應(yīng)用在電工電子技術(shù)課堂教學(xué)中充分融入EDA技術(shù)，有助于在有限的課堂時間里教授更多的知識，提升教學(xué)效率，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到更多的知識，從而豐富學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。在課堂教學(xué)中，教師可以將EDA技術(shù)與多媒體教學(xué)充分融合在一起，讓課堂教學(xué)內(nèi)容更加直觀、通俗易懂。教師可以在進行電路原理教學(xué)時，通過EDA軟件進行仿真，用仿真數(shù)據(jù)和圖形來取代傳統(tǒng)的灌輸式課堂教學(xué)方式，這樣可以把原本抽象、煩悶的核心知識點生動形象的展示出來，既能讓學(xué)生更輕松的理解核心知識點，化抽象的理論為具象的知識點，也能調(diào)動學(xué)生的積極性和對電工電子技術(shù)課程的興趣，從而提升教學(xué)效果。同時，在學(xué)生學(xué)習(xí)EDA技術(shù)后，可以在課后運用自己的計算器進行電子電路的仿真和分析，這比起單純的書本復(fù)習(xí)有更大的效果，能讓學(xué)生充分理解課堂知識，更加透徹的理解電子電路相關(guān)理論。在EDA軟件中，學(xué)生可以根據(jù)自己的想法進行仿真和電子電路分析，并可以迅速獲得結(jié)果反饋，驗證自己的想法正確與否，在這個過程中能大大提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和對課程學(xué)習(xí)的積極性。此外，EDA技術(shù)還有助于學(xué)生理解實驗室設(shè)備無法展現(xiàn)出來的原理。例如因為瞬態(tài)過程持續(xù)時間過短，電壓電流的波形變化無法通過儀器反映出來，學(xué)生也就無法理解這一知識點，只能知其然而不知其所以然，而通過EDA軟件，通過對相應(yīng)參數(shù)的合理調(diào)整，就能清晰的展現(xiàn)出其波形變化，從而讓學(xué)生更加深入的理解其過程和原理，提升了學(xué)習(xí)的質(zhì)量[1]。2EDA技術(shù)在電工電子技術(shù)實踐教學(xué)的應(yīng)用EDA技術(shù)充分應(yīng)用在電工電子技術(shù)實踐教學(xué)中，能大大提升學(xué)生的實踐能力，并有助于提高學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)質(zhì)量。首先，EDA技術(shù)在電工電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用解決了實踐中硬件不足的問題，能讓學(xué)生充分進行電工電子技術(shù)實踐活動。受制于經(jīng)費因素，目前很多學(xué)校缺乏完善的電子電路實驗室，不是必要的設(shè)備、電子器件缺乏，就是實驗室設(shè)備陳舊，跟不上課程實踐需求。而EDA技術(shù)的應(yīng)用能有效解決這一問題，EDA軟件中具有強大的虛擬儀器、電子器件庫，學(xué)生可以通過EDA軟件進行仿真實驗，并且若沒有合適的器件，學(xué)生可以根據(jù)自己的需求進行設(shè)計，完全解決了實驗室硬件不足的問題。其次，EDA技術(shù)在電工電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用能豐富實踐內(nèi)容，避免實驗室實踐的盲目性。在進入實驗室實踐之前，教師可以通過EDA軟件指導(dǎo)學(xué)生進行仿真實驗，這樣當(dāng)學(xué)生在實驗室親自動手實驗時，就不會茫然無措，能輕車熟路的上手實驗，通過EDA技術(shù)就提升了學(xué)習(xí)的效率。最后，EDA技術(shù)在電工電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用能有效提升學(xué)生的實踐能力，并提高就業(yè)質(zhì)量。電子公司在產(chǎn)品開發(fā)中普遍使用EDA軟件，學(xué)生通過對EDA軟件的充分應(yīng)用，不僅能提升自己的實踐能力，更能實現(xiàn)學(xué)校學(xué)習(xí)與畢業(yè)工作的有效銜接，獲得更多的就業(yè)機會，提升就業(yè)質(zhì)量[2]。3EDA技術(shù)在電工電子技術(shù)課程整合的應(yīng)用傳統(tǒng)的電工電子技術(shù)課程已經(jīng)無法適應(yīng)時代的發(fā)展需求，因此通過EDA技術(shù)的融入實現(xiàn)電工電子技術(shù)課程整合能促進課程向好的方向變革，滿足企業(yè)對應(yīng)用型人才的需求。第一，通過EDA技術(shù)可以對課程學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)進行重新劃分和整合，教師可以通過多媒體與EDA技術(shù)的融合，將原先的課程體系設(shè)計成一個個的專題，將原本按部就班的理論學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橛兄攸c、有方向的專題學(xué)習(xí)模式。在專題學(xué)習(xí)中，教師可以將專題相關(guān)的學(xué)科前沿知識整合進來，與時俱進，提升知識學(xué)習(xí)的時效性。第二，將EDA軟件實驗與實驗室實驗整合起來，提升實踐效果和學(xué)生的實驗?zāi)芰?。一方面，在進入實驗室實驗前，進行充分的EDA軟件仿真實驗，能讓學(xué)生在進入實驗室后更加順暢的開展實驗步驟，提升實驗效率。另一方面，EDA軟件能補充實驗室不能展現(xiàn)的原理，例如可能對儀器造成很大傷害的實驗兩者互相補充，共同提升學(xué)生的實踐能力。第三，通過EDA技術(shù)進行電工電子技術(shù)課程系統(tǒng)的實踐設(shè)計，培養(yǎng)出電子類應(yīng)用型人才。具體實現(xiàn)方法上，可以通過畢業(yè)設(shè)計的方式，要求學(xué)生利用EDA軟件技術(shù)進行課題研究，包括建模、仿真、驗證以及結(jié)果分析等，通過一整套流程滿足實踐的要求，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。延伸閱讀：EDA技術(shù)在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用【摘要】EDA技術(shù)是電子設(shè)計和自動化技術(shù)，它主要通過計算機中的EDA軟件平臺來完成電氣和電子電路的分析和設(shè)計。因此，在電工電子教學(xué)中使用EDA技術(shù)可以有效提高電工電子電路設(shè)計的效率和質(zhì)量。本文主要探討了EDA技術(shù)在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用，并提出了電工電子教學(xué)的設(shè)計方案?！娟P(guān)鍵詞】EDA技術(shù);電子和電氣工程;教學(xué)設(shè)計;應(yīng)用一、EDA技術(shù)的理論概述和基本特征EDA技術(shù)是電子信息技術(shù)和計算機信息技術(shù)的綜合。借助計算機仿真平臺，進行了電工電子電路原理圖（包括簡單的電子電路原理圖，復(fù)雜的電子電路原理圖和機床電路原理圖）和印刷電路板的設(shè)計。EDA技術(shù)在電氣和電子電路設(shè)計中非常靈活。Proteldxp2004仿真軟件作為EDA技術(shù)的重要組成部分，已應(yīng)用于電氣和電子教學(xué)。ProtelDXP2004繪制的電路原理圖簡潔，標(biāo)準(zhǔn)，易讀，并且具有良好的擴展特性。通過在繪圖階段整理出元件庫，繪圖員可以提高相同類型電路的繪圖速度和精度。同時，用戶還可以在繪制后生成電路組件列表，其中詳細列出了電路中每個組件的相關(guān)參數(shù)，這為閱讀器和后續(xù)的PCB生產(chǎn)提供了便利。教師可以使用proteldxp2004仿真軟件來繪制并生成電子PCB電路板文件。通過PCB的3D預(yù)覽功能，可以輕松看到PCB的仿真模型。通過proteldxp2004軟件，電工電子仿真實驗可以有效提高電工電子課程的教學(xué)效率。二、EDA在電工電子理論教學(xué)中的應(yīng)用在電工電子教學(xué)中，它主要包括組成，電路結(jié)構(gòu)，電路特性，電路工作原理等理論內(nèi)容。對于這些更抽象的理論教學(xué)內(nèi)容，我們需要使用各種具體的教學(xué)演示方法來加深學(xué)生對電氣和電子理論的理解。因此，教師可以使用EDA技術(shù)中的proteldxp2004軟件來解釋組件，電路結(jié)構(gòu)，電路特性，電路工作原理等。其中，proteldxp2004軟件包含大量電氣和電子組件。教師可以通過相應(yīng)的儀表圖顯示各種電子組件的型號，結(jié)構(gòu)和特性。proteldxp2004軟件的仿真還可用于完成電氣和電子電路的設(shè)計。此外，在電氣和電子“電氣驅(qū)動”課程的教學(xué)中，教師可以使用proteldxp2004軟件繪制接觸器互鎖控制電路。由于缺乏電氣和電子技術(shù)的知識儲備，在接觸器互鎖電路的圖紙中存在相應(yīng)的電路連接困難。接觸器的互鎖電路包括主電路和控制電路。控制電路串聯(lián)使用接觸器的常閉輔助觸點來實現(xiàn)互鎖功能。主電路存在三相電源正負旋轉(zhuǎn)的問題。因此，教師可以使用proteldxp2004軟件在教學(xué)屏幕中向?qū)W生演示控制電路的接線，然后演示主電路的接線。通過使用proteldxp2004軟件進行屏幕演示，效果比課堂上的“教學(xué)”更好，學(xué)生可以更直觀，更具體地了解接線步驟。因此，EDA在電工電子理論教學(xué)中的應(yīng)用可以向?qū)W生生動地展示相應(yīng)的電工電子理論，提高電工電子教學(xué)質(zhì)量。三、EDA技術(shù)在實驗教學(xué)中的應(yīng)用EDA技術(shù)主要用于科學(xué)與工程的實驗教學(xué)。EDA技術(shù)課程主要側(cè)重于繪制電路原理圖和印刷電路板的教學(xué)。電氣和電子電路的系統(tǒng)設(shè)計可以通過EDA工具完成，并通過相應(yīng)的仿真實驗進行仿真。例如，proteldxp2004軟件可以在布線設(shè)計過程中自由復(fù)制，粘貼和選擇，因此教師可以使用之前繪制的電路來設(shè)計和連接其他原理圖組件。在電路的創(chuàng)新設(shè)計中，教師要求學(xué)生使用原始電路圖來設(shè)計新的電路圖[3]。此時，可以使用proteldxp2004軟件來調(diào)整整個電路的布線。學(xué)生可以使用proteldxp2004軟件將主電路右側(cè)的交流接觸器km2移動到電機主電路的頂部，以增加整個電路的接線難度。因此，可以根據(jù)電路的設(shè)備布局自由選擇和調(diào)整proteidxp2004軟件。通過proteldxp2004軟件的仿真實驗，可以得出結(jié)論，EDA軟件在電工電子實驗教學(xué)中的應(yīng)用可以鞏固學(xué)生的電工電子電路并獲得準(zhǔn)確的仿真結(jié)果。四、進行教學(xué)改革，創(chuàng)新實踐教學(xué)在傳統(tǒng)的中等職業(yè)教育中，實踐培訓(xùn)時間很少，大部分是理論教學(xué)。在注重理論勝于實踐的模式下訓(xùn)練的學(xué)生嚴(yán)重偏離了企業(yè)所需的熟練人才。學(xué)生進入企業(yè)時常常感到茫然。中等職業(yè)學(xué)校要意識到自己的問題，積極調(diào)整教學(xué)思路，注重實踐教學(xué)。在電工電子專業(yè)教學(xué)計劃中，學(xué)校應(yīng)根據(jù)企業(yè)對技術(shù)人才的要求建立課程模塊，并邀請用人單位參加專業(yè)課程的設(shè)計和企業(yè)實踐計劃的制定，以制定學(xué)校開設(shè)的課程更加符合企業(yè)的需求。當(dāng)現(xiàn)代學(xué)徒制思想應(yīng)用于電氣和電子專業(yè)教學(xué)時，學(xué)生有一半的時間參加企業(yè)實踐。前兩年，學(xué)生主要學(xué)習(xí)學(xué)校的理論，配合企業(yè)的定期培訓(xùn)，最后一年，他們在企業(yè)中實習(xí)?，F(xiàn)代學(xué)徒制教學(xué)模式增加了學(xué)生技能培訓(xùn)的上課時間，并通過雙重方式達到了校企聯(lián)合教育的目的。在實踐教學(xué)中，學(xué)校和企業(yè)應(yīng)根據(jù)學(xué)生的特點采取多樣化的培訓(xùn)方式，激發(fā)學(xué)生的實踐興趣。一方面，要加強學(xué)校實訓(xùn)基地的硬件建設(shè)，確保學(xué)生的實習(xí)條件;另一方面，要選擇實用有趣的培訓(xùn)項目，將實踐內(nèi)容與企業(yè)的實際生產(chǎn)相結(jié)合，使學(xué)生有意識地有意識地進行實踐和收獲實踐成果，從而獲得成就感。實際操作是一個循序漸進的過程，必須掌握難度。如果太難了，學(xué)生將不容易掌握，這將導(dǎo)致對困難的恐懼。如果太容易了，學(xué)生會感到缺乏挑戰(zhàn)性，并且會產(chǎn)生開除的心理。只有從簡單到復(fù)雜逐漸深入，才能讓學(xué)生穩(wěn)定地掌握每種訓(xùn)練技巧，并出色地完成訓(xùn)練任務(wù)。五、結(jié)束語EDA技術(shù)是電子電氣的虛擬化技術(shù)，是整個電子電氣電路的仿真。EDA技術(shù)在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用，可以對數(shù)字電子電路和高頻電路進行仿真和分析，并獲得電工電子教學(xué)的最終仿真實驗結(jié)果。并借助EDA技術(shù)在電子電氣，信息技術(shù)工程等領(lǐng)域的應(yīng)用，可以提高電子電氣的教學(xué)效果。延伸閱讀：EDA技術(shù)在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用研究EDA技術(shù)在電工電子教學(xué)中的作用和價值十分顯著,若能科學(xué)、合理運用EDA技術(shù),不僅能有效提升電工電子教學(xué)的質(zhì)量和效率,還能幫助打破理論教室和實踐教學(xué)的界限,促使學(xué)生更好地將理論知識運用到實踐中,提高學(xué)習(xí)成效.基于此,本文首先介紹EDA技術(shù)的基本特征,然后分析EDA技術(shù)在電工電子理論教學(xué)和實驗教學(xué)中的應(yīng)用,望能為同行提供一些參考和借鑒.EDA技術(shù);電子電工;MULTISIM軟件;仿真實驗EDA技術(shù)(英文ElectronicsDesignAutomation),即電子設(shè)計自動化技術(shù),EDA技術(shù)主要依托于計算機,給設(shè)計者提供EDA軟件平臺,借助硬件描述語言完成文件的設(shè)計,接著再利用計算機自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線以及仿真,直至對于特定目標(biāo)芯片的邏輯映射、適配編譯以及編程下載等相關(guān)工作[1].EDA技術(shù)的誕生,極大地提高了電路設(shè)計的效率、質(zhì)量以及可操作性,緩解了設(shè)計者的勞動負擔(dān),值得在電工電子教學(xué)中推廣和使用.電工電子課是計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)、光電技術(shù)、機電一體化、自動控制等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,該課程基礎(chǔ)性、實踐性、工程性均較強,教學(xué)中要理論聯(lián)系實際.結(jié)合現(xiàn)代計算機仿真技術(shù)與EDA(電子設(shè)計自動化技術(shù))工具,從教學(xué)方法和教學(xué)手段上給予改革,注重引導(dǎo)學(xué)生開放性思維,有計劃的培養(yǎng)學(xué)生由不同渠道,通過不同方法對相同問題展開討論,使學(xué)生盡快掌握課本中的基本概念與基礎(chǔ)知識,提高學(xué)生問題分析與解決能力,增強學(xué)生綜合素質(zhì),是電工電子教學(xué)改革的重要內(nèi)容.一、EDA技術(shù)的基本特征1.系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu).EDA技術(shù)的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)是一套配置與使用EDA軟件包的規(guī)范,當(dāng)前EDA系統(tǒng)均創(chuàng)建了框架結(jié)構(gòu),且所有框架結(jié)構(gòu)均滿足國際CFI組織(CADFrameworkInitiative)的統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[2].2.ASIC設(shè)計.根據(jù)設(shè)計方法可分為三種:全定制ASIC設(shè)計,即設(shè)計者需要先定義芯片上全部晶體管的工藝規(guī)則及幾何圖形,然后由IC廠家完成設(shè)計的掩膜制造;半定制ASIC技術(shù),此技術(shù)分為兩種約束性設(shè)計方法,門陣列設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計,主要設(shè)計以簡化為主,通過犧牲芯片性能達到縮減開發(fā)時間的目的;可編程ASIC技術(shù),即設(shè)計者在實驗室就可根據(jù)事先設(shè)計好的版圖燒制芯片,不需要IC廠家參與,有效縮短開發(fā)周期.3.硬件描述語言.英文HDL-HardwareDescriptionLanguage,主要運用于硬件電子系統(tǒng)的設(shè)計,通過軟件編程實現(xiàn)電子系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)、邏輯功能以及連接形式的描述.硬件描述語言具備四個有點:一是范圍描述能力很寬,將設(shè)計者工作重心提升至系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和調(diào)試,減少物理實現(xiàn)花費的精力;二是通過簡單明了的代碼描述復(fù)雜控制邏輯的設(shè)計,既便捷又靈活,對交流、保存以及重用設(shè)計結(jié)果都有一定意義;三是不用依靠特定的器件進行設(shè)計,使得工藝轉(zhuǎn)換更加便捷;四是屬于標(biāo)準(zhǔn)性語言,支持多數(shù)的EDA廠商,具備良好的移植性.4.自頂向下設(shè)計.自頂向下(Top-down)設(shè)計首先應(yīng)以系統(tǒng)設(shè)計為著手點,在頂層劃分功能方框圖以及設(shè)計結(jié)構(gòu),并在方框圖一級做仿真和糾錯處理,借助硬件描述語言描述高層次系統(tǒng),在系統(tǒng)一級實施驗證;接著利用綜合優(yōu)化工具完成具體門電路網(wǎng)表,其對應(yīng)物理實現(xiàn)級為專用集成電路或是印刷電路板.自頂向下設(shè)計時在高層次上進行仿真與調(diào)試,便于及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計上存在的缺陷和漏洞,減少重復(fù)設(shè)計和邏輯功能仿真工作量,確保設(shè)計一次成功率.二、EDA在電工電子理論教學(xué)中的應(yīng)用電工電子技術(shù)理論教學(xué)內(nèi)容主要包括基本元件器(結(jié)構(gòu)、特性、原理、主要參數(shù)、有關(guān)應(yīng)用)、基本電路(電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、基本的分析方法、電路特性和有關(guān)應(yīng)用)等,知識的抽象性和綜合性強,學(xué)生學(xué)習(xí)起來較吃力.EDA軟件(如Multisim軟件)里包含大量元器件庫,這些器件、儀器儀表在軟件里通過圖表的方式展現(xiàn)出來,且標(biāo)有具體型號,可快速而準(zhǔn)確的完成電子線路設(shè)計、仿真和制版,使用非常方便,并且形象直觀,老師在電工電子技術(shù)理論教學(xué)中,若合理靈活應(yīng)用EDA軟件,可以老師可較形象生動地講解所教內(nèi)容,學(xué)生也較容易理解掌握所學(xué)知識,則能大大地提高體教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果.如在《模擬電子技術(shù)》課共射極放大電路的教學(xué)中,老師在理論講授的同時或后續(xù),即可應(yīng)用EDA軟件如Multisim,連接理論講授時的放大電路,運行,調(diào)用虛擬示波器進行電路輸入輸出波形的觀察,這樣,學(xué)生一眼就可看出輸入信號被放大了,可以結(jié)合輸入輸出波形還能直接計算電路的放大倍數(shù),驗證理論計算的放大倍數(shù).還能改變電路參數(shù)如基極電阻大小,使放大電路工作在飽和或截止?fàn)顟B(tài),通過虛擬儀器觀察此狀態(tài)時輸出波形,理解其失真.當(dāng)然還可調(diào)用虛擬儀器萬能表測定三極管基極、集電極、發(fā)射極的電位,等等,這樣,通過EDA軟件,可以直觀形象觀察和理解共發(fā)射極放大電路中靜態(tài)工作點設(shè)置對放大信號的影響.三、EDA技術(shù)在實驗教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)階段,理工科(尤其是電子信息)類的高?；旧暇鲈O(shè)了EDA課程,主要目的即促學(xué)生掌握EDA基本概念與基本原理,了解用VHDL語言編寫規(guī)范,了解邏輯綜合理論與算法,借助EDA工具完成電子電路課程的實驗驗證且從事簡單系統(tǒng)的設(shè)計[3].許多高校主要是在CPLD/FPCA實驗過程里,利用Altera公司的Max+PlusII軟件、Xilinx公司的Fonidation軟件、Lattice公司的ispEXPERT軟件,通過VHDL語言進行電子設(shè)計過程的功能方針、編譯、邏輯綜合、芯片的引腳鎖定、編程下載與時序仿真等操作.例如在做串聯(lián)諧震電路實驗時,因?qū)嶒炇胰狈Σㄌ貓D儀,讓該實驗僅能依靠取點求諧振曲線,但Multisim軟件則能觀察到光滑的諧振曲線,且可同時了解到參數(shù)變化為諧振曲線造成的影響,如圖1所示.這種教學(xué)模式形象直觀,利于學(xué)生的理解與記憶,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,激發(fā)其興趣和學(xué)習(xí)熱情,提升課堂教學(xué)效率和質(zhì)量.圖1統(tǒng)一坐標(biāo)系里不同電阻時的幅頻特性與相頻特性又例如電路分析模塊的教學(xué).當(dāng)電路里僅僅存在獨立源的時候,創(chuàng)建仿真電路相對容易,且仿真結(jié)果基本上不會出錯;若電路里存在受控源,是否能正確創(chuàng)建電路就直接關(guān)系到仿真結(jié)果的正確性.如圖2所示,電路里存在一個電壓控制的電壓源,需要計算出電路里的電壓.圖2圖3要解決這一問題,教師就可引導(dǎo)學(xué)生運用MULTISIM軟件構(gòu)建一個仿真電路,并設(shè)置好各個元件參數(shù),簡言之,就是先從電源