全書共八個任務(wù)。任務(wù)一是了解電子CAD,主要介紹印制電路板及其設(shè)計(jì)軟件Protel DXP 2004,明確了職業(yè)崗位要求;任務(wù)二以兩個實(shí)例介紹單層板的設(shè)計(jì)方法;任務(wù)三通過實(shí)例介紹雙層板的設(shè)計(jì)方法;任務(wù)四分三部分介紹了原理圖元件的繪制方法;任務(wù)五通過實(shí)例講解如何繪制元件封裝;任務(wù)六通過實(shí)例介紹了如何設(shè)計(jì)層次電路圖;任務(wù)七以真實(shí)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為載體,對各技能點(diǎn)進(jìn)行綜合運(yùn)用,將前后續(xù)課程進(jìn)行了無縫銜接;任務(wù)八從實(shí)驗(yàn)室制板和工業(yè)制板兩個方面對印制電路板的制作工藝進(jìn)行了介紹。
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,集成電路與數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程已廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD,英文全稱為Computer Aided Design)技術(shù),日益復(fù)雜的電子電路對電子設(shè)計(jì)自動化(EDA,英文全稱為Electronic Design Automation)提出了更高的要求。電子CAD作為高等職業(yè)院校電子信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,直接面向應(yīng)用,是新一代電子設(shè)計(jì)工程師及從事電子技術(shù)開發(fā)和研究人員的必備技能。
本課程的目標(biāo)是讓學(xué)生掌握使用Protel DXP 2004 進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的一般方法,理解使用電子CAD軟件設(shè)計(jì)的工作流程,能熟練進(jìn)行電路原理圖和單面、雙面印制電路板的設(shè)計(jì),最后通過機(jī)械加工和化學(xué)腐蝕工藝制作出適用的印制板,為學(xué)生建立一座將電路理論應(yīng)用于實(shí)踐的橋梁。
本書要求學(xué)生具備基本的電工基礎(chǔ)知識,具有基本的電路分析、設(shè)計(jì)能力及基本的計(jì)算機(jī)操作能力。
本書的編寫貫徹高職高專教學(xué)“理論知識必需、夠用為度”的原則,堅(jiān)持“以學(xué)生為中心、強(qiáng)化應(yīng)用和能力培養(yǎng)”的職業(yè)教育思想,與企業(yè)合作編寫,注重職業(yè)崗位技能訓(xùn)練。本書所屬課程是省示范院校重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)的核心課程之一。
本書從實(shí)用角度出發(fā),以產(chǎn)品為例介紹電子電路的原理圖設(shè)計(jì)、原理圖元件繪制、PCB元件封裝設(shè)計(jì)、印制電路板設(shè)計(jì)等內(nèi)容。采用項(xiàng)目導(dǎo)向法組織內(nèi)容,適當(dāng)加入行業(yè)規(guī)范,并緊貼制圖員(電子類)中高級職業(yè)崗位技能要求,每個項(xiàng)目都強(qiáng)調(diào)知識、技能、職業(yè)素養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合,注重實(shí)訓(xùn),實(shí)踐性強(qiáng)。項(xiàng)目循序漸進(jìn),由淺入深,逐步提高學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力。
全書共八個任務(wù)。任務(wù)一是了解電子CAD,主要介紹印制電路板及其設(shè)計(jì)軟件Protel DXP 2004,明確了職業(yè)崗位要求;任務(wù)二以兩個實(shí)例介紹單層板的設(shè)計(jì)方法;任務(wù)三通過實(shí)例介紹雙層板的設(shè)計(jì)方法;任務(wù)四分三部分介紹了原理圖元件的繪制方法;任務(wù)五通過實(shí)例講解如何繪制元件封裝;任務(wù)六通過實(shí)例介紹了如何設(shè)計(jì)層次電路圖;任務(wù)七以真實(shí)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為載體,對各技能點(diǎn)進(jìn)行綜合運(yùn)用,將前后續(xù)課程進(jìn)行了無縫銜接;任務(wù)八從實(shí)驗(yàn)室制板和工業(yè)制板兩個方面對印制電路板的制作工藝進(jìn)行了介紹。學(xué)生可以通過以上八個任務(wù)的學(xué)習(xí),了解電子產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)的全過程,培養(yǎng)電子設(shè)計(jì)知識技能的綜合應(yīng)用能力和職業(yè)能力。本書各項(xiàng)目之間既相互獨(dú)立,又環(huán)環(huán)相扣。
本書可以作為高職高專院校電子類、機(jī)電類、通信類和計(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)的教材,也可以作為職業(yè)技術(shù)教育、培訓(xùn)和從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)工程人員的參考用書。
本書由廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院的李靖、錢姍姍任主編,廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院的符氣葉和中山好士佳電器有限公司的鄭尹銘工程師任副主編。全書由李靖負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。本書在編寫過程中吸收了院校領(lǐng)導(dǎo)和同事的許多寶貴意見,參考了許多專家學(xué)者的著作、實(shí)訓(xùn)題等資料,在此表示衷心的感謝!
本書所有案例和實(shí)訓(xùn)都經(jīng)過上機(jī)操作和認(rèn)真審核。但由于作者水平有限,且電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)發(fā)展迅速,書中難免有疏漏和不足之處,殷切期望讀者批評指正。
編 者
2016年6月
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李靖,女,副教授,廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師,具備多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),能夠準(zhǔn)確把握高職教學(xué)特色,本書是省級示范校重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)的核心教材之一,邀請企業(yè)人士共同編寫,內(nèi)容貼近崗位實(shí)際。
任務(wù)一 了解電子CAD 1
1.1 認(rèn)識印制電路板 2
1.1.1 什么是印制電路板 2
1.1.2 印制電路板組成 2
1.1.3 印制電路板分類 3
1.2 PCB設(shè)計(jì)軟件 4
1.3 職業(yè)崗位要求 5
任務(wù)二 設(shè)計(jì)單層板 7
2.1 印制電路板基本設(shè)計(jì)原則 8
2.2 設(shè)計(jì)電子彩燈電路PCB 8
2.2.1 Protel DXP 開發(fā)環(huán)境 8
2.2.2 元件及其封裝 12
2.2.3 手工設(shè)計(jì)單層PCB 13
2.3 設(shè)計(jì)正負(fù)電源電路PCB 22
2.3.1 創(chuàng)建PCB項(xiàng)目文件 23
2.3.2 繪制原理圖 23
2.3.3 從原理圖更新到PCB 33
2.3.4 單層PCB設(shè)計(jì) 43
實(shí)訓(xùn)一 設(shè)計(jì)兩級放大電路PCB 51
實(shí)訓(xùn)二 設(shè)計(jì)鋸齒波發(fā)生電路PCB 52
實(shí)訓(xùn)三 設(shè)計(jì)可調(diào)式穩(wěn)壓電源電路PCB 53
任務(wù)三 設(shè)計(jì)雙層板 55
3.1 認(rèn)識PCB的工作層 56
3.2 設(shè)計(jì)模擬交通燈控制電路PCB 58
3.2.1 編輯原理圖 60
3.2.2 雙層PCB設(shè)計(jì) 69
3.3 PCB打印及輸出 87
3.3.1 打印PCB圖 88
3.3.2 輸出制造文件 92
實(shí)訓(xùn)四 設(shè)計(jì)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路PCB 93
實(shí)訓(xùn)五 設(shè)計(jì)LED調(diào)光燈控制電路PCB 94
實(shí)訓(xùn)六 設(shè)計(jì)電子琴電路PCB 96
任務(wù)四 繪制原理圖元件 98
4.1 認(rèn)識原理圖元件庫編輯器 99
4.2 一般元件的制作 101
4.2.1 分立元件的繪制 102
4.2.2 集成電路元件的繪制 108
4.2.3 應(yīng)用 112
4.3 帶子件元件的制作 113
4.3.1 認(rèn)識帶子件元件 113
4.3.2 帶子件元件的繪制 113
4.4 對現(xiàn)有元件的修訂 116
4.4.1 抽取現(xiàn)有集成元件庫的源文件 117
4.4.2 將原理圖中的元件復(fù)制到元件庫 118
4.4.3 將原理圖中的元件生成到元件庫 118
實(shí)訓(xùn)七 繪制集成元件SN74LS78AD 119
實(shí)訓(xùn)八 繪制帶子件元件DM74LS04N 120
實(shí)訓(xùn)九 繪制聲光報(bào)警電路原理圖 121
任務(wù)五 制作元件封裝 123
5.1 認(rèn)識常用元件封裝 124
5.2 元件封裝制作及修訂 130
5.2.1 封裝的制作 130
5.2.2 封裝的修訂 138
5.3 創(chuàng)建集成元件庫 142
實(shí)訓(xùn)十 手工制作繼電器封裝 143
實(shí)訓(xùn)十一 向?qū)е谱麟p列直播式封裝 144
實(shí)訓(xùn)十二 制作變壓器的集成元件庫 145
任務(wù)六 設(shè)計(jì)層次電路 147
6.1 層次電路設(shè)計(jì) 148
6.1.1 層次電路的設(shè)計(jì)方法 148
6.1.2 劃分功能模塊電路 148
6.1.3 自下而上設(shè)計(jì)層次電路 149
6.1.4 自上而下設(shè)計(jì)層次電路 155
6.2 通道電路原理圖繪制 158
實(shí)訓(xùn)十三 設(shè)計(jì)核心控制器電路PCB 163
項(xiàng)目七 綜合實(shí)例 166
7.1 居家養(yǎng)老GSM呼救器電路原理圖 167
7.2 PCB設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備 168
7.3 建立項(xiàng)目集成庫 172
7.4 繪制原理圖 173
7.5 設(shè)計(jì)PCB 173
實(shí)訓(xùn)十四 設(shè)計(jì)模擬交通燈控制電路PCB 177
任務(wù)八 PCB制作工藝 179
8.1 實(shí)驗(yàn)制板法 180
8.1.1 熱轉(zhuǎn)印法制作印制電路板 180
8.1.2 感光腐蝕制板工藝 184
8.2 工業(yè)制板法 187
附錄A 常用原理圖元件符號、PCB封裝及所在庫 188
附錄B Protel DXP 2004常用快捷鍵 194
附錄C 違規(guī)類型中英文對照 198
附錄D PCB設(shè)計(jì)規(guī)則中英文對照 201
參考文獻(xiàn) 204