《电子电路CAD》教学大纲

《电子电路CAD》课程教学大纲

课程名称 课程编码 课程性质 电子电路CAD / CAD for Electronics Circuits 070270 必修课 课程类型 适用范围 其自动化专业 学分数 学时数 课外学时 执笔者 制定单位

2.5 46 0 赵莹琦 先修课程 实验/实践学时 考核方式 审核者 电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、大学计算机基础 10 考查 专业选修 电子信息工程、电气工程及电气与汽车工程系电子信息工程教研室 一、教学大纲说明

（一）课程的地位、作用和任务

电子技术CAD是借助计算机来辅助电子设计，是电子信息工程类学生专业基础课程，是一门必修课。 计算机发展后引起很多方面的改变，电子技术设计同样受到巨大的影响。对电子类学生来说，无论是为了以后专业工作的需要，或是为了以后专业课学习的方便，都应该学习本课程。本课程以PROTEL软件为主介绍电子电路CAD技术。

本课程的主要任务是：掌握电子电路CAD的基本概念及发展方向；掌握利用Protel作电路图；利用Protel仿真（验证实验，检验设计，辅助学习）及修改电路图；利用Protel把电路原理图转为印刷电路板（PCB）。

（二）课程教学的目的和要求

电子电路cad课程的教学目的是学生通过该课程的学习掌握应用计算机辅助软件Protel 99 se设计电路的方法，会用该软件绘制电路原理图，制作PCB板，对电路进行仿真。 1.掌握Protel 99 SE软件的界面环境及其功能模块的功能

2.掌握原理图编辑器中以下几个操作

原理图图纸的设置，网格、光标和电气节点的设置，绘图工具栏和连线工具栏的使用，元件编辑及位置的调整，原理图环境参数的设置。

3.掌握PCB编辑器中的下面的操作

PCB界面的参数的设置，PCB板的自动和手动布局，PCB板的自动和手动布线， 4.掌握下列报表的生成

原理图中的ERC报表和网络表，PCB板中的DRC检测和相关报表。

5.掌握设计原理图的整个步骤，能独立完成一个原理图的设计；掌握设计PCB板的整个流程，能熟练完成一个PCB板的设计。

（三）课程教学的方法与手段

本课程采用多媒体教学的方式，并且有一定的实践课时，让学生理论与实践相结合。 （四）教材与教学参考书

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推荐教材：

《Protel 99 se 电路原理图与PCB设计及仿真》，第一版，

主 编：清源科技

出版社：机械工业出版社

出版或修订时间：2007年7月

参考书：

《电路原理图与电路板设计教程》， 主 编：夏路易 石宗义

出版社：北京希望电子出版社 出版或修订时间：2002年6月

二、课程的教学内容、重点和难点

（一） 教学内容

1、Protel 99 se 基础

Protel 99 se功能模块：介绍了Protel 99 se软件的几个功能模块的具体功能。 Protel 99 se文件管理：文件管理的具体方式与操作命令。 Protel 99 se界面环境：环境界面的主要参数及其设置方式。 2、 protel 99 se 电路原理图设计基础 设计步骤：原理图设计的步骤介绍。

设计工具：常用的设计工具及其操作方式。

设置图纸：原理图的图纸大小、类型、方向、颜色的设置方法。

网格、电气节点和光标：网格的类型、大小的设置，电气节点的设置，光标的类型的选择。 3、绘制原理图

元件库：原理图设计中的常用元件库及其装载的方式。

元器件：元器件的放置方法，元器件属性的编辑与修改，元器件的位置的调整方式以及排列方法，元件流水号的更新。

电源与接地元件：常用的电源和接地元件类型以及放置的方法和属性的设置。 电路方块图：电路方块图的概念，放置方式以及属性设置。 电气连接：电气连接的方式和具体的放置操作。

总线和总线入口：总线和总线入口的概念，放置方法及属性设置。 原理图环境参数：参数的内容和参数的设置方法。

绘制原理图实例：通过一个具体的原理图的绘制介绍整个绘制过程以及注意事项和技巧。 ４、制作元件和创建元件库

元件的制作：元件的制作方法和具体的操作方式 创建元件库：创作元件库的方法 ５、电路的层次化设计

层次化电路：层次化电路的概念，层次化电路的设计方法 ６、原理图中的报表

网络表：网络表的重要性，网络表的生成方式

ERC报表：ERC检测的重要性，ERC 报表的生成方式 其他的报表：元件列表，交叉参考表，网络比较表， ７、印制电路板设计基础

印制电路板的基础：电路板的结构、元件封装、铜膜导线、焊盘和过孔等常用的对象的介绍 印制电路板的布线流程：PCB板的设计过程介绍 ８、印制电路板的布局和布线

印制电路板的布局：布局的参数设置，布局的规则设置，自动布局方式，手动布局方式

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印制电路板的布线：布线的参数设置，布线的规则设置，手动布线的操作方式，自动布线的方法及操作

9、制作元件封装

元件封装编辑器：启动方式，编辑界面介绍

元件封装的制作：元件封装的管理，元件封装的创作过程 10、生成印制电路板报表

电路板报表：元件清单报表，NC钻孔报表以及其他相关的PCB报表的生成 11、电路仿真

SIM 99仿真库：仿真库中的元件介绍，

SIM 99中的激励源：各种激励源介绍及其使用方法及相关属性设置 仿真器的设置：介绍各种方针分析的功能及具体仿真方式

实例仿真：仿真原理图的设计，模拟电路的仿真操作，数字电路的仿真操作 （二） 课程的教学重点、难点

1、Protel 99 se 基础

重点： Protel 99 se文件管理方式，Protel 99 se界面环境参数的设置方式。 难点：界面环境参数的具体设置步骤。 2、 protel 99 se 电路原理图设计基础

重点：原理图的设计步骤 和图纸的设置与操作。 难点： 网格、电气节点和光标的设置 3、绘制原理图

重点：元器件的放置方法，元器件属性的编辑与修改，元器件的位置的调整方式以及排列方法以及电源与接地元件的放置和属性修改电路方块图：电路方块图的概念，放置方式以及属性设置。

难点：电气连接的方式和具体的放置操作，原理图绘制的注意事项和技巧。 ４、制作元件和创建元件库 重点：：元件的制作方法和具体的操作方式 难点：元件制作中的各个对象的放置操作 ５、电路的层次化设计

重点：层次化电路的设计方法和具体的实现 难点：层次化电路设计的技巧 ６、原理图中的报表

重点：网络表和ERC报表的生成方式及作用 难点：网络表和ERC报表的设置 ７、印制电路板设计基础

重点：电路板的结构、元件封装、铜膜导线、焊盘和过孔等常用的对象印制 难点： PCB板的设计过程 ８、印制电路板的布局和布线

重点：自动布局和手动布局方式及操作，手动布线和自动布线的方法及操作 难点：布局与布线的规则设置 9、制作元件封装

重点：元件封装的制作

难点：元件封装的制作技巧 10、电路仿真

重点：仿真器的设置及实例仿真

难点：各种仿真分析方式的功能及设置

三、学时分配

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本课程教学时数为46学时，其中理论36学时，实践10学时，学时分配表如下： 教学环节 课程内容 学时 讲 课 实践 小 计 Protel 99se 基础 原理图设计基础 绘制电路原理图 制作元件和创作元件库 电路的层次化设计 生成报表 印制电路板设计基础 印制电路板的布局与布线 制作元件封装 生成PCB报表 电路仿真 总复习 合 计 2 2 8 2 1 1 4 8 1 1 4 1 36 1 1 2 0 0 0 0 4 0 0 2 0 10 3 3 10 2 1 1 4 12 1 1 6 1 46

四、实验教学 （一）、实验教学目的和任务

通过实验教学掌握Protel设计电路的流程；DesignExplorer 的设计环境、SCH模块的设计技巧与方法、掌握层次化设计电路、原理图库文件设计、网络表的分析、PCB模块的设计技巧与方法、PCB的工艺流程、单面及双面板的制作。（原理图设计、层次化设计、原理图库文件管理设计、自动布局布线PCB图制作、双面板PCB制作）通过实验，掌握基本的实验方法和技能；培养从事科学实验的技能、技巧，提高学生分析和解决问题的能力；培养学生得出创新能力。 （二） 实验项目及学时分配

序 号 1 2 3 4 5 实 验 项 目 名 称 PROTEL 99设计参数和原理图基础实训 原理图设计 印制电路板设计 原理图、PCB设计 电路仿真 实验学时 每组人数 实验类型 2 2 2 2 2 验证 设计 设计 综合 验证 开出要求 必做 必做 必做 必做 必做 （三）、每项实验的内容和要求

1、PROTEL 99设计参数和原理图基础实训 1）实验目的及要求

掌握PROTEL 99 SE 软件的基础知识与设计环境； 掌握原理图设计的环境设置； 2）涉及的内容或知识点

PROTEL 99 SE 的基础内容及原理图的环境界面的设置方法

3）设备：PC 机 2、原理图设计

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1）实验目的及要求

掌握原理图设计的基本流程与操作； 能够独立的完成原理图的绘制。 2）涉及的内容或知识点

原理图设计的流程与具体操作 3）设备：PC 机 3、印制电路板设计 1）实验目的及要求

掌握PCB的设计流程与操作； 能独立完成PCB板的设计。 2）涉及的内容或知识点

PCB的设计流程与具体操作方法 3）设备：PC 机 4、原理图、PCB设计 1）实验目的及要求

熟练原理图的设计，能根据原理图完成PCB板的设计 2）涉及的内容或知识点

原理图的设计，PCB板的印制 3）设备：PC 机 5、电路仿真

1）实验目的及要求

掌握对模拟电路或数字电路的仿真操作； 能够独立完成电路的仿真过程。 2）涉及的内容或知识点 电路的仿真操作方法 3）设备：PC 机 （四）、实验改革与特色

电子电路CAD课程的实验主要是上机操作，通过理论讲授后，要求学生根据实验项目的具体内容进行上机操作，完成相应的设计内容，将理论的只是转化为实际操作。该课程的实验主要是通过上级来完成的。 （五）、教材及实验指导书

推荐教材：清源科技《PROTE99 SE电路原理图与PCB设计及仿真》 机械工业出版社 2007年1月

制订单位：电气与汽车工程系电子信息工程教研室 修订日期：2014-9 执笔者：赵莹琦

审定人：

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