本書(shū)主要內(nèi)容分為電子電路的仿真、印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)及復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)設(shè)計(jì)3個(gè)方面,介紹了最近較為流行的3個(gè)軟件:Multisim(電子電路仿真軟件),Protel PCB 99 SE(印制電路板設(shè)計(jì)軟件),ispDesignEXPERT(Lattice公司的PLD設(shè)計(jì)軟件)。 書(shū)采用模塊式編寫(xiě),可供中等職業(yè)學(xué)校電子與信息技術(shù)等專(zhuān)業(yè)使用,同時(shí)也可以作為職業(yè)培訓(xùn)教材或從事電子技術(shù)工作的工程技術(shù)人員的參考資料。
本書(shū)是根據(jù)教育部頒發(fā)的中等職業(yè)學(xué)校電子與信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)”課程教學(xué)大綱編寫(xiě)的,并根據(jù)兩年來(lái)一些學(xué)校的使用反饋信息,對(duì)NI Multisim 11軟件部分的內(nèi)容進(jìn)行了重新編寫(xiě),引入漢化NI Multisim 11界面,更有利于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)。
本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中力圖體現(xiàn)如下特色。
1.實(shí)用性。本書(shū)所選內(nèi)容對(duì)學(xué)生將來(lái)工作及在校其他課程的學(xué)習(xí)非常有幫助,所列舉例題也盡量貼近實(shí)際。
2.通用性。本書(shū)在結(jié)構(gòu)上采用了模塊化方式組織內(nèi)容,各模塊之間既相互聯(lián)系又具有獨(dú)立性,以便于各校教師組織教學(xué)。在教學(xué)內(nèi)容的組織方面采用邊教邊學(xué)的方法,充分體現(xiàn)了職教的特色。
3.科學(xué)性。本書(shū)很好地處理了教學(xué)內(nèi)容與其他課程的銜接關(guān)系;在軟件選用上采用了較為流行、易于使用和教學(xué)的NI Multisim11和Protel 2004軟件,軟件所使用的符號(hào)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容分工上Multisim軟件負(fù)責(zé)原理圖繪制和電路的仿真,Protel 2004軟件負(fù)責(zé)印制電路板的設(shè)計(jì),兩種軟件又能做到很好的銜接,從原理圖繪制到印制電路板設(shè)計(jì)能平滑過(guò)渡?删幊淘O(shè)計(jì)軟件選用了ispDesignEXPERT軟件,該軟件既可以設(shè)計(jì)小規(guī)?删幊踢壿嬈骷,又可以設(shè)計(jì)復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD),較好地解決了從數(shù)字邏輯電路中的小規(guī)?删幊踢壿嬈骷O(shè)計(jì)到復(fù)雜可編程邏輯器件設(shè)計(jì)的過(guò)渡問(wèn)題。
4.交互性。為了便于教材的學(xué)習(xí),作者特開(kāi)通http://www.eda800.com網(wǎng)站,提供相關(guān)例子的下載,并對(duì)使用過(guò)程中的共性問(wèn)題提供解決辦法,為編者與讀者提供了交互式的平臺(tái)。
本書(shū)基礎(chǔ)模塊教學(xué)課時(shí)數(shù)為60學(xué)時(shí),學(xué)時(shí)分配方案建議如下,供授課教師參考。
序號(hào) 課 程 內(nèi) 容 課 時(shí) 數(shù)
合計(jì) 講授 實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn) 機(jī)動(dòng)
1 緒論 2 2
2 電子電路仿真 電子電路仿真軟件簡(jiǎn)介 4 2 2
電子電路原理圖繪制 8 4 4
虛擬儀器的使用方法 10 6 4
高級(jí)分析功能 10 6 4
仿真分析結(jié)果的應(yīng)用 4 2 2
3 印制電路板設(shè)計(jì) 印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2 2
電路板手動(dòng)設(shè)計(jì) 8 4 4
電路板自動(dòng)設(shè)計(jì) 6 2 4
4 復(fù)雜可編程邏輯器件設(shè)計(jì) 6 4 2
總 計(jì) 60 34 26
本書(shū)基礎(chǔ)模塊加選學(xué)模塊教學(xué)為80學(xué)時(shí),學(xué)時(shí)分配方案建議如下,供參考。
序號(hào) 課 程 內(nèi) 容 課 時(shí) 數(shù)
合計(jì) 講授 實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn) 機(jī)動(dòng)
1 緒論 2 2
2 電子電路仿真 電子電路仿真軟件簡(jiǎn)介 4 2 2
電子電路原理圖繪制 8 4 4
虛擬儀器的使用方法 12 6 6
高級(jí)分析功能 12 6 6
元件 8 4 4
仿真分析結(jié)果的應(yīng)用 4 2 2
3 印制電路板設(shè)計(jì) 印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2 2
電路板手動(dòng)設(shè)計(jì) 8 4 4
電路板自動(dòng)設(shè)計(jì) 8 2 4 2
4 復(fù)雜可編程邏輯器件設(shè)計(jì) 12 6 4 2
總 計(jì) 80 40 36 4
本書(shū)還需要說(shuō)明的一點(diǎn)是,書(shū)中沒(méi)有對(duì)元件和器件加以嚴(yán)格區(qū)分,大都以“元件”表示,是為了與Multisim軟件中的表述相一致,請(qǐng)讀者注意。
在修訂過(guò)程中,田陽(yáng)負(fù)責(zé)全書(shū)的統(tǒng)稿工作,第1章、第2章、第3章、第4章、第5章、第6章、第7章由珠海市理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校馮明新進(jìn)行了重新編寫(xiě),第8章、第9章、第10章由珠海市理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校朱海藝進(jìn)行了重新編寫(xiě),其他編寫(xiě)人員有陳松、陳月勝、陳金坡。由于編者學(xué)識(shí)和水平有限,錯(cuò)漏之處在所難免,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
為了方便教師教學(xué),本書(shū)還配有電子教學(xué)參考資料包(電子版),請(qǐng)有此需要的教師登錄華信教育資源網(wǎng)免費(fèi)注冊(cè)后再進(jìn)行下載,有問(wèn)題時(shí)請(qǐng)?jiān)诰W(wǎng)站留言板留言或與電子工業(yè)出版社聯(lián)系。
編 者
2016年3月
1章 緒論 (1)
1.1 電子設(shè)計(jì)的工作流程 (1)
1.1.1 傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)的工作流程 (1)
1.1.2 現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的工作流程 (1)
1.2 常用EDA軟件簡(jiǎn)介 (2)
1.2.1 電子設(shè)計(jì)與仿真軟件 (2)
1.2.2 原理圖繪制及PCB設(shè)計(jì)軟件 (3)
1.2.3 可編程器件設(shè)計(jì)軟件 (3)
第2章 電子電路仿真軟件簡(jiǎn)介 (4)
2.1 NI Multisim 11軟件的安裝 (4)
2.1.1 NI Multisim 11軟件功能簡(jiǎn)介 (4)
2.1.2 NI Multisim 11軟件的運(yùn)行環(huán)境 (5)
2.1.3 NI Multisim 11的安裝 (5)
2.2 NI Multisim 11軟件的基本界面 (13)
2.2.1 NI Multisim 11菜單 (13)
2.2.2 NI Multisim 11系統(tǒng)工具欄 (14)
2.2.3 NI Multisim 11設(shè)計(jì)工具欄 (14)
2.2.4 NI Multisim 11元器件工具欄 (15)
2.2.5 NI Multisim 11儀器工具欄 (15)
2.3 NI Multisim 11軟件的設(shè)置 (16)
2.3.1 電路圖顯示方式的設(shè)置 (16)
2.3.2 自動(dòng)存盤(pán)功能設(shè)置 (17)
2.3.3 電路窗口顯示特性設(shè)置 (18)
2.3.4 元件符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置 (18)
2.3.5 電路打印設(shè)置 (19)
習(xí)題 (20)
第3章 電子電路原理圖繪制 (21)
3.1 NI Multisim 11軟件的電路元件的選擇 (21)
3.1.1 元件的分類(lèi) (21)
3.1.2 元件的選擇 (21)
3.2 Multisim電路元件的放置及調(diào)整 (23)
3.2.1 元件的放置 (23)
3.2.2 元件的位置調(diào)整 (23)
3.2.3 元件的參數(shù)修改 (24)
3.3 NI Multisim 11元件的連線 (26)
3.3.1 自動(dòng)連線 (26)
3.3.2 手工連線 (26)
3.3.3 設(shè)置導(dǎo)線的顏色 (26)
3.4 子電路(Subcircuits) (26)
3.4.1 創(chuàng)建子電路 (27)
3.4.2 添加子電路 (27)
3.4.3 修改子電路 (28)
3.5 總線的應(yīng)用 (28)
3.6 原理圖的其他要素 (30)
3.6.1 原理圖圖紙的大小設(shè)置 (30)
3.6.2 原理圖中的文字說(shuō)明 (31)
3.6.3 原理圖標(biāo)題欄設(shè)置 (31)
3.7 原理圖繪制舉例 (32)
3.7.1 新建電路圖文件 (32)
3.7.2 放置元件及設(shè)置電路參數(shù) (33)
3.7.3 連接各元件 (34)
3.7.4 編寫(xiě)文字說(shuō)明 (34)
3.7.5 仿真 (35)
習(xí)題 (35)
第4章 虛擬儀器的使用方法 (36)
4.1 儀器的一般介紹 (36)
4.1.1 儀器的表示方法 (36)
4.1.2 在電路中放置儀器 (37)
4.1.3 儀器的使用 (37)
4.2 數(shù)字式萬(wàn)用表 (37)
4.2.1 萬(wàn)用表的測(cè)量方法 (38)
4.2.2 萬(wàn)用表應(yīng)用舉例 (40)
4.3 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(Function Generator) (42)
4.4 雙蹤示波器 (43)
4.4.1 使用示波器測(cè)量電容的充電特性 (44)
4.4.2 兩路非整數(shù)倍頻率信號(hào)波形的觀察 (45)
4.4.3 示波器應(yīng)用舉例 (45)
4.5 功率計(jì) (47)
4.6 波特圖示儀 (48)
4.6.1 波特圖示儀的連接方法 (48)
4.6.2 波特圖示儀的設(shè)置 (49)
4.6.3 測(cè)試結(jié)果的觀察 (49)
4.6.4 波特圖示儀應(yīng)用舉例 (50)
4.7 失真度分析儀 (50)
4.8 邏輯轉(zhuǎn)換儀 (51)
4.8.1 由電路圖得到真值表及表達(dá)式 (52)
4.8.2 由真值表得到表達(dá)式及電路 (53)
4.8.3 由表達(dá)式得到電路及真值表 (54)
4.8.4 邏輯轉(zhuǎn)換儀應(yīng)用舉例 (54)
4.9 字信號(hào)發(fā)生器 (56)
4.9.1 輸入狀態(tài) (56)
4.9.2 工作方式 (56)
4.9.3 頻率設(shè)置 (57)
4.9.4 應(yīng)用舉例 (57)
4.10 邏輯分析儀 (58)
4.11* 頻譜分析儀 (59)
4.11.1 頻譜分析儀的使用 (59)
4.11.2 頻譜分析儀應(yīng)用舉例 (60)
4.12 虛擬儀器應(yīng)用舉例 (62)
習(xí)題 (64)
第5章 高級(jí)分析功能 (67)
5.1 如何進(jìn)行分析 (67)
5.2 直流工作點(diǎn)分析 (70)
5.2.1 直流工作點(diǎn)分析舉例 (70)
5.2.2 直流工作點(diǎn)分析不成功的情況 (71)
5.3 交流分析 (72)
5.4 傅里葉分析 (73)
5.4.1 方波信號(hào)的傅里葉分析 (73)
5.4.2 調(diào)幅信號(hào)頻譜的分析 (75)
5.5 直流掃描分析 (75)
5.5.1 直流掃描分析的參數(shù)設(shè)置 (75)
5.5.2 直流掃描分析的應(yīng)用舉例 (76)
5.6 瞬態(tài)分析 (77)
5.6.1 瞬態(tài)分析的參數(shù)設(shè)置 (78)
5.6.2 瞬態(tài)分析應(yīng)用舉例 (78)
5.7 參數(shù)掃描分析 (80)
5.8 溫度掃描分析 (82)
習(xí)題 (83)
第6章 元件 (84)
6.1 NI Multisim 11軟件系統(tǒng)元件 (84)
6.1.1 電源信號(hào)源庫(kù) (84)
6.1.2 基本元件庫(kù) (85)
6.1.3 二極管庫(kù) (85)
6.1.4 晶體管庫(kù) (86)
6.1.5 模擬集成電路庫(kù) (87)
6.1.6 TTL集成電路庫(kù) (88)
6.1.7 CMOS集成電路庫(kù) (89)
6.1.8 數(shù)字集成電路庫(kù) (89)
6.1.9 混合芯片庫(kù) (90)
6.1.10 指示元件庫(kù) (90)
6.1.11 電源器件庫(kù) (91)
6.1.12 其他器件庫(kù) (91)
6.1.13 先進(jìn)的外圍設(shè)備庫(kù) (92)
6.1.14 射頻元件庫(kù) (92)
6.1.15 機(jī)電類(lèi)元件庫(kù) (93)
6.1.16 NI元件庫(kù) (93)
6.1.17 微控制器器件庫(kù) (94)
6.2 元件模型的建立方法 (94)
6.2.1 元件模型說(shuō)明 (94)
6.2.2 元件編輯器簡(jiǎn)介 (95)
6.2.3 元件庫(kù)編輯的一般步驟 (95)
6.2.4 元件符號(hào)編輯 (97)
6.2.5 編輯元件模型 (101)
6.3 新建元件庫(kù) (102)
6.4 新建元件的使用 (108)
第7章 仿真分析結(jié)果的應(yīng)用 (109)
7.1 原理圖在其他軟件中的應(yīng)用 (109)
7.2 仿真分析結(jié)果在其他文檔中的應(yīng)用 (110)
7.2.1 記錄儀 (110)
7.2.2 應(yīng)用圖表 (112)
7.3* PCB網(wǎng)絡(luò)表文件的生成 (112)
7.3.1 原理圖的準(zhǔn)備工作 (112)
7.3.2 元件封裝的定義 (113)
7.3.3 網(wǎng)絡(luò)表輸出 (113)
第8章 印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ) (115)
8.1 電路板的相關(guān)知識(shí) (115)
8.1.1 電路板的結(jié)構(gòu) (115)
8.1.2 電路元件封裝形式 (116)
8.1.3 電路原理圖與電路板圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (117)
8.2 電路板設(shè)計(jì)方法及過(guò)程 (118)
8.2.1 全手工設(shè)計(jì) (118)
8.2.2 半自動(dòng)化設(shè)計(jì) (119)
8.2.3 全自動(dòng)化設(shè)計(jì) (119)
8.3 Protel 2004軟件介紹 (120)
8.3.1 啟動(dòng)Protel 2004集成環(huán)境 (120)
8.3.2 Protel 2004集成環(huán)境簡(jiǎn)介 (120)
8.3.3 啟動(dòng)Protel 2004 (122)
8.3.4 Protel 2004工作界面 (124)
第9章 電路板手動(dòng)設(shè)計(jì) (127)
9.1 單面板的設(shè)計(jì)方法 (127)
9.1.1 新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)與電路板文件 (127)
9.1.2 元件的放置及調(diào)整 (128)
9.1.3 手工布線 (131)
9.1.4 電路板板框設(shè)置 (134)
9.1.5 電路板的打印和預(yù)覽 (134)
9.2 雙面電路板的設(shè)計(jì) (135)
9.2.1 雙面電路板的設(shè)計(jì)規(guī)則 (135)
9.2.2 雙面板的手工布線 (135)
9.3 創(chuàng)建新元件封裝 (136)
9.3.1 利用元件封裝向?qū)陆ǚ庋b (136)
9.3.2 新建元件封裝的使用 (139)
習(xí)題 (139)
第10章 電路板自動(dòng)設(shè)計(jì) (141)
10.1 從電路原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表 (141)
10.2 自動(dòng)走線實(shí)例 (142)
10.2.1 新建電路板文件并建立板框 (142)
10.2.2 裝入網(wǎng)絡(luò)表文件 (147)
10.2.3 放置元件 (148)
10.2.4 自動(dòng)走線 (148)
第11章 復(fù)雜可編程邏輯器件設(shè)計(jì) (149)
11.1 復(fù)雜可編程邏輯器件設(shè)計(jì)概述 (149)
11.2 可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)方法 (152)
11.2.1 硬件描述語(yǔ)言 (153)
11.2.2 原理圖描述 (156)
11.3 可編程邏輯器件設(shè)計(jì)軟件 (157)
11.3.1 ABEL-HDL語(yǔ)言輸入 (157)
11.3.2 原理圖輸入及混合輸入 (160)
11.3.3 熔絲圖文件下載 (165)
第12章 實(shí)驗(yàn) (167)
12.1 原理圖繪制實(shí)驗(yàn) (167)
12.2 單管放大器仿真實(shí)驗(yàn) (168)
12.3 兩級(jí)放大器測(cè)試 (169)
12.4 邏輯電路分析 (170)
12.5 印制電路板制作 (171)
12.6 可編程邏輯器件設(shè)計(jì) (173)
附錄A Multisim11軟件快捷鍵清單 (175)
參考文獻(xiàn) (176)