《电子设计自动化技术》
课程教学计划
(90学时)
一、课程性质和任务
本课程是我校主干专业《电子电器应用与维修》专业的新课程。
其任务是:使学生掌握电子设计自动化技术的基础知识,具备电子线路方面的计算机应用能力、电路的基本仿真设计能力和印制线路板的设计能力,并为培养学生的创新能力和全面素质打下良好的基础。
二、课程教学目标
(一) 知识教学目标
1. 理解电子设计自动化(EDA) 技术的基本概念。
2. 了解电子行业应用EDA技术的概况。
3. 进一步理解电子线路的电路结构、原理和特性。
4. 了解印制线路板的设计原则和制作工艺。
(二) 能力培养目标
1. 能正确使用EDA工具软件。
2. 能绘制符合规范要求的电原理图和印制线路板图。
3. 会对简单的电子线路进行仿真设计。
(三) 思想教育目标
1. 具有规范操作的意识和认真细致的工作作风。
2. 具有理论联系实际的能力和一定的创新精神和创业能力。
三、教学内容和要求
基础模块
(一) 绪论
1. 了解EDA技术的基本概念、发展与应用概况,了解常用EDA软件,了解本课程的主要内容和学习方法。
2. 了解电路仿真和PCB辅助设计在EDA技术中的作用和地位。
(二) 电路仿真软件基础
1. 了解仿真软件基本界面和帮助信息。
2. 掌握文件打开与建立、元器件操作、连线、文件存盘与退出、查看分析结
果和电路图输出等基本操作。
3. 理解子电路的含义及功能,掌握子电路的设计和使用方法。
(三) 仿真虚拟仪器使用
1. 了解数字万用表、函数信号发生器、示波器、扫频仪、信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪等虚拟仪器的面板功能。
2. 掌握电路仿真虚拟仪器的参数设置、连接、显示调整以及测量结果记录等方法。
(四) 电路仿真分析与设计
1. 掌握仿真元件参数的设置方法及器件的替换方法。
2. 了解仿真软件的重要分析方法对电路设计的作用。
3. 掌握静态工作点的分析、AC分析、瞬态分析、参数扫描分析等常用分析方法。
4. 了解常用器件建模过程,了解在互联网上获取新器件仿真模型的方法,并将其引入仿真软件中。
5. 了解晶体管、常用模拟集成电路、数字集成电路的建模方法及过程,了解常用新器件的模型收集方法。
6. 了解仿真结果的应用方法。
7. 了解将仿真结果进行再处理和应用到技术文档中的方法。
8. 了解电路网络表文件与印制线路板设计之间的联系,加深对EDA技术的理解。
(五) 印制线路板基础知识
1. 了解印制线路板的基本概念、种类和制作工艺。
2. 了解印制线路板设计的基本过程。
3. 理解印制线路板布局原则。
4. 理解印制线路板布线原则。
(六) 原理图编辑
1. 了解原理图设计软件的基本界面和各种编辑器。
2. 掌握原理图设计软件的启动、文件管理、工作环境设置。
3. 掌握原理图设计软件的电路元件、电源、I/O端口的放置与连接。
4. 理解总线、网络标号的概念,掌握总线的应用。
5. 理解层次图的概念及作用,掌握层次图的应用。
6. 理解电气规则检查的作用,掌握电气规则检查的方法。
7. 理解网络表文件的概念和作用,掌握网络表文件和元件清单的生成方法。
8. 掌握元件的设计方法。
9. 了解原理图输出参数的设置,掌握原理图的输出方法。
10. 学会原理图编辑的文件操作、元件调用和连线操作。
11. 学会总线和网络标号的应用。
12. 能绘制原理图。
(七) PCB设计软件
1. 了解印制线路板的设计流程。
2. 理解原理图、网络表和PCB元件之间的匹配问题。
3. 掌握网络表文件的修改方法。
4. 理解印制线路板的设计规则,掌握印制线路板的设计基本规则。
5. 掌握印制线路板手工布线的方法。
6. 掌握印制线路板元件设计。
7. 掌握自动布局和自动布线及修正的方法。
8. 了解印制线路板设计规则检查方法。
9. 掌握印制线路板图形的输出方法。
(八) CPLD工具软件
1. 了解CPLD器件的应用。
2. 了解CPLD工具软件的特点和功能。
3. 了解CPLD的设计过程和定义器件逻辑功能的方法。
4. 了解CPLD的熔丝图文件的作用和写芯片的方法。
实践训练项目
(一) 电路仿真基本操作
掌握仿真元器件的调用、连线及文件的基本操作。
(二) 单管放大电路测试
掌握正确使用基本仪器、仪表测试单管放大电路的方法。
(三) 阻容耦合放大电路测试
掌握示波器、扫频仪的使用方法和电路的调试方法。
(四) 数码显示电路测试
掌握正确使用信号发生器、逻辑分析仪测试数码显示电路的方法。
(五) 运放组成的反相比例运算电路
掌握电路的基本设计和调试方法,了解传输函数分析方法。
(六) OTL功率放大电路测试
1. 掌握静态工作点的调试和元件故障的模拟方法。
2. 了解理想元件与实际元件的差异。
(七) LC正弦波振荡电路参数分析
掌握瞬态分析与参数扫描分析等分析方法。
(八) 计数器电路
掌握常用数字器件和数字仪器的使用以及电路的调试方法。
(九) A/D转换器的应用
理解A/D转换器的工作原理,掌握各种仪器、仪表的使用。
(十) 电子密码锁报警电路设计
提高电子线路综合设计能力。
(十一) 简易振荡电路的绘制
掌握原理图编辑的文件操作、元件调用和连线操作。
(十二) 接口电路图的绘制
理解总线和网络标号的意义,熟悉原理图的绘制。
(十三) 层次式电路图的绘制
理解层次图的概念和应用场合,掌握层次图的绘制。
(十四) 原理图库元件的制作
掌握原理图元件的设计方法。
(十五) PCB软件的基本操作
掌握PCB设计的文件操作、元件调用和连线操作。
(十六) 单面印制线路板的制作
理解布局、布线规则,能手工绘制印制线路板。
(十七) 双面电路板的制作
1. 掌握网络表文件的调用与修改、自动布局及布局调整。
2. 学会设置布线参数,掌握自动布线方式设计印制线路板。
(十八) 元件封装的制作
掌握印制线路板元件封装图的设计。
(十九) 实验板的认识和在系统编程
了解CLPD的基本原理和实验的基本设备。
(二十) 基本逻辑实验
初步掌握简单逻辑设计。
(二十一) 基本时序实验
初步掌握简单时序设计。
(二十二) 流水灯实验
进一步提高时序设计的能力。
(二十三) 设计文件输出实验
学会输出设计文件的操作方法。
四、学时分配
五、说明
1. 本课程应采用多媒体教学,理论教学与实践训练交叉进行。
2. 本课程教学中可以将内容拆为两部分,电路仿真(EWB) 部分在计算机应用基础、低频电子线路等课程之后开设,可以与数字电路课程并行;印制线路板设计(PROTEL) 部分在介绍整机电路之后开设。
3. 为了培养学生解决实际问题的能力,将电路仿真设计、印制线路板设计、元器件选择及成品焊接、调试、制作有机地结合起来,提高学生的实践动手能力。