曲阜师范大学：物联网工程专业《电路CAD》课程教学大纲

“电路CAD”课程教学大纲教研室主任：赵建平执笔人：李秀娟一、课程基本信息开课单位：物理工程学院课程名称：电路CAD课程编号：074312英文名称：ElectronicsCircuitCAD课程类型：专业任选课总学时：52实验学时：16理论学时：36学分：3开设专业：通信工程物联网先修课程：模拟电路、数字电路、单片机二、课程任务自标《电路CAD》是自动化、电子信息科学等电类专业的任选课程。它的内容与电子线路的设计和制作密切相联，是一门实践性、应用性很强的实用课程。通过本课程的学习，使学生能够掌握电子线路的计算机辅助设计基础知识、基本理论和基本设计方法，从而使学生在今后走向工作岗位后，面临电子线路的实际问题时具备分析和解决问题的技能，并具有独立设计电子线路图和制板的工作能力。三、教学内容和要求（一）理论教学的内容及要求第一部分计算机绘图软件基础（1）了解电子线路绘图软件的由来和发展：（2）掌握电子线路绘图软件的特点和使用场合：(3）掌握电子绘图软件的安装、启动、建立绘图设计文件的方法；(4）掌握绘图软件系统参数的设置。要求：电子线路的计算机辅助设计的发展：电子线路绘图软件的组成和它的特点：进入绘图环境建立绘图设计文件：对设计文件和设计小组的管理：设置绘图软件的界面环境和系统参数。第二部分原理图设计基础（1）了解电子电路原理图设计的步骤：（2）熟练掌握电路原理图设计中常用工具栏的作用和使用方法：(3）掌握电路原理图绘图图纸格式的设置：（4）掌握绘图网格和光标的设置要求：电路原理图的一般设计步骤和流程；电路原理图设计的各种工具栏和图纸的缩放方法：标准图纸和自定义图纸大小、颜色、字体等格式的设定：光标和网格的设置

“电路 CAD”课程教学大纲 教研室主任： 赵建平 执笔人：李秀娟 一、课程基本信息 开课单位：物理工程学院 课程名称：电路 CAD 课程编号：074312 英文名称：Electronics Circuit CAD 课程类型：专业任选课 总 学 时：52 理论学时：36 实验学时： 16 学 分：3 开设专业：通信工程 物联网 先修课程：模拟电路、数字电路、单片机 二、课程任务目标 《电路 CAD》是自动化、电子信息科学等电类专业的任选课程。它的内容与电子线路的设计和 制作密切相联，是一门实践性、应用性很强的实用课程。 通过本课程的学习，使学生能够掌握电子线路的计算机辅助设计基础知识、基本理论和基本设 计方法，从而使学生在今后走向工作岗位后，面临电子线路的实际问题时具备分析和解决问题的技 能，并具有独立设计电子线路图和制板的工作能力。 三、教学内容和要求 （一）理论教学的内容及要求 第一部分 计算机绘图软件基础 ⑴ 了解电子线路绘图软件的由来和发展； ⑵ 掌握电子线路绘图软件的特点和使用场合； ⑶ 掌握电子绘图软件的安装、启动、建立绘图设计文件的方法； ⑷ 掌握绘图软件系统参数的设置。 要求：电子线路的计算机辅助设计的发展；电子线路绘图软件的组成和它的特点；进入绘图环境建 立绘图设计文件；对设计文件和设计小组的管理；设置绘图软件的界面环境和系统参数。 第二部分 原理图设计基础 ⑴ 了解电子电路原理图设计的步骤； ⑵ 熟练掌握电路原理图设计中常用工具栏的作用和使用方法； ⑶ 掌握电路原理图绘图图纸格式的设置； ⑷ 掌握绘图网格和光标的设置 要求：电路原理图的一般设计步骤和流程；电路原理图设计的各种工具栏和图纸的缩放方法；标准 图纸和自定义图纸大小、颜色、字体等格式的设定；光标和网格的设置

第三部分完整原理图的设计（1）掌握绘图前，装载原理图元件库的方法；（2）熟练掌握利用工具栏和菜单等多种方法，对元件、节点、导线、网络名称等多种器件的放置，并对其属性进行编辑和修改：(3）熟练掌握对元件位置的调整及对调整后的元件进行线路连接和更新流水号；（4）掌握原理图环境参数的设置和保存设计文件的方法要求：电路原理图元件库的装载；放置元器件、绘制导线和总线、设置网络名称、放置电源和注释文字、放置输入输出端口及绘制直接及相关图形：编辑和修改各类元器件的属性、进行位置调整和线路连接及元件流水号的更新：设置原理图的环境参数和设计文件的保存。第四部分制作原理图元件和创建元件库(1）掌握加载元件库编辑器的方法：（2）掌握元件库编辑器中元件管理器内的各部分功能和操作方法：(3)掌握元件绘图工具的使用方法；（4）掌握绘制一个原理图元件的步骤和各种元件报表的产生。要求：原理图元件库编辑器的加载和界面简介：对元件库的管理：原理图元件绘图工具栏的使用及管脚属性的编辑：制作元件的一般方法和步骤：产生元件报表。第五部分层次电路原理图设计（1）理解层次电路原理图的构成及各部分之间的关系：(2)掌握层次电路原理图的设计方法：（3）掌握自上而下建立层次原理图的步骤：（4）理解自下而上建立层次原理图的步骤；。要求：层次电路原理图的组成及各部分之间的关系：层次原理图的设计方法：建立层次原理图的一般步骤；不同层次电路之间的切换：由方块电路符号产生新原理图的I/O端口符号：由原理图文件产生方块电路符号；生产层次表。第六部分生成原理图的各种报表（1）掌握对电路原理图的电气规则检查：（2）掌握生成网络表的方法及它的特点和应用：掌握产生元件列表、交叉参考表和网络比较表的步骤；(3)（4）掌握电路原理图的输出方法：要求：电路原理图的电气规则基础及ERC表的产生，网络表的生成：元件列表的产生：交叉参考表和网络比较表的生成，原理图文件的输出。第七部分PCB印刷电路板基础（1）理解印刷电路板的结构、元件封装的类型、铜膜导线、焊盘和过孔的作用。(2）掌握PCB板设计原则和布线流程：(3)掌握启动PCB编辑器创建PCB设计文件的方法及工具栏的使用；(4)掌握电路板各工作层的作用及对工作层的管理：(5)掌握PCB板工作层和电路参数的设置。要求：PCB板的结构、元件封装的分类、铜膜导线、焊盘、过孔、助焊膜和阻焊膜的作用及丝印层的功能；印刷电路板的布线流程和PCB设计基本原则：PCB设计编辑器和工具栏的使用：电路板层的设置和管理，PCB电路参数的设置。第八部分印刷电路板的制作（1）掌握利用工具栏绘制导线、放置焊盘过孔等其它操作的方法。(2）掌握由原理图的网络表直接生成PCB板图的方法和步骤；(3)掌握装载PCB元件库和浏览元件库元件封装的方法和步骤：(4）掌握元件自动布局和手工调整元件布局以及添加网络连接的方法：

第三部分 完整原理图的设计 ⑴ 掌握绘图前，装载原理图元件库的方法； ⑵ 熟练掌握利用工具栏和菜单等多种方法，对元件、节点、导线、网络名称等多种器件 的放置，并对其属性进行编辑和修改； ⑶ 熟练掌握对元件位置的调整及对调整后的元件进行线路连接和更新流水号； ⑷ 掌握原理图环境参数的设置和保存设计文件的方法 要求：电路原理图元件库的装载；放置元器件、绘制导线和总线、设置网络名称、放置电源和注释 文字、放置输入输出端口及绘制直接及相关图形；编辑和修改各类元器件的属性、进行位置调整和 线路连接及元件流水号的更新；设置原理图的环境参数和设计文件的保存。 第四部分 制作原理图元件和创建元件库 ⑴ 掌握加载元件库编辑器的方法； ⑵ 掌握元件库编辑器中元件管理器内的各部分功能和操作方法； ⑶ 掌握元件绘图工具的使用方法； ⑷ 掌握绘制一个原理图元件的步骤和各种元件报表的产生。 要求：原理图元件库编辑器的加载和界面简介；对元件库的管理；原理图元件绘图工具栏的使用及 管脚属性的编辑；制作元件的一般方法和步骤；产生元件报表。 第五部分 层次电路原理图设计 ⑴ 理解层次电路原理图的构成及各部分之间的关系； ⑵ 掌握层次电路原理图的设计方法； ⑶ 掌握自上而下建立层次原理图的步骤； ⑷ 理解自下而上建立层次原理图的步骤；。 要求：层次电路原理图的组成及各部分之间的关系；层次原理图的设计方法；建立层次原理图的一 般步骤；不同层次电路之间的切换；由方块电路符号产生新原理图的 I/O 端口符号；由原理图文件 产生方块电路符号；生产层次表。 第六部分 生成原理图的各种报表 ⑴ 掌握对电路原理图的电气规则检查； ⑵ 掌握生成网络表的方法及它的特点和应用； ⑶ 掌握产生元件列表、交叉参考表和网络比较表的步骤； ⑷ 掌握电路原理图的输出方法； 要求：电路原理图的电气规则基础及 ERC 表的产生，网络表的生成；元件列表的产生；交叉参 考表和网络比较表的生成，原理图文件的输出。 第七部分 PCB 印刷电路板基础 ⑴ 理解印刷电路板的结构、元件封装的类型、铜膜导线、焊盘和过孔的作用。 ⑵ 掌握 PCB 板设计原则和布线流程； ⑶ 掌握启动 PCB 编辑器创建 PCB 设计文件的方法及工具栏的使用； ⑷ 掌握电路板各工作层的作用及对工作层的管理； ⑸ 掌握 PCB 板工作层和电路参数的设置。 要求：PCB 板的结构、元件封装的分类、铜膜导线、焊盘、过孔、助焊膜和阻焊膜的作用及丝 印层的功能；印刷电路板的布线流程和 PCB 设计基本原则；PCB 设计编辑器和工具栏的使用；电路 板层的设置和管理，PCB 电路参数的设置。 第八部分 印刷电路板的制作 ⑴ 掌握利用工具栏绘制导线、放置焊盘过孔等其它操作的方法。 ⑵ 掌握由原理图的网络表直接生成 PCB 板图的方法和步骤； ⑶ 掌握装载 PCB 元件库和浏览元件库元件封装的方法和步骤； ⑷ 掌握元件自动布局和手工调整元件布局以及添加网络连接的方法；

(5）掌握自动布线规则的设置方法和设计规则检查的应用；(6)掌握各种形式的自动布线方法：（7）掌握自动布线后手工调整布线的方法和其它后处理工作：要求：利用PCB绘图工具绘制导线，放置焊盘过孔、坐标与尺寸标注、绘制图形等操作的方法和属性编辑：准备原理图和网络表：规划电路板和电气定义：网络表和元件的载入：元件的自动布局：脱节网络连接：手工编辑调整元件的布局：自动布线规则的设定和设计规则检查：自动布线：手工调整布线；PCB板的3D显示。第九部分报表的生成与PCB文件的打印(1）掌握生成电路板信息报表的方法。(2)掌握生成元件清单报表的方法：(3)掌握生成网络状态报表的方法：(4)掌握生成NC钻孔报表、生成元器件交叉参考表、距离测量报表、对象距离测量报表的方法。(5)掌握打印电路板图的方法：要求：学会各种文件的输出方法。第十部分信号完整性分析（1）设置信号完整性分析规则(2)在原理图中进行信号完整性分析(3）在PCB中进行信号完整性分析（4）PCB板的设计规则校验要求：掌握信号完整性分析的设计规则。（二）实践教学的内容及要求1、ProtelDXP2004认识实验掌握ProtelDXP2004的安装、启动和关闭。了解ProtelDXP2004主窗口的组成和各部分的作用。掌握ProtelDXP2004工程和文件的新建、保存、打开。2、原理图设计基础要求熟悉原理图设计界面，会新建与保存设计文件，会设置图纸大小、方向、颜色和格点以及放置元器件。3、设计层次原理图了解层次性原理图的结构，学会方块电路的绘制和端口的设置，掌握层次性原理图的绘制方法。4、编译项目及生成原理图报表要求学习编译项目，产生ERC报告，会纠正报告中的错误；会生成原理图的网络表、元器件列表。5、印制电路板设计基础要求会设置PCB编辑器中显示的层面。会识别常用元件的封装：能根据实际元件选用合适的封装。6、制作印制电路板掌握熟悉PCB板设计流程。7、制作元件封装学会用元件封装编辑器创建元件封装、熟练掌握手工创建法创建元件封装、熟练掌握向导创建法创建元件封装

⑸ 掌握自动布线规则的设置方法和设计规则检查的应用； ⑹ 掌握各种形式的自动布线方法； ⑺ 掌握自动布线后手工调整布线的方法和其它后处理工作； 要求：利用 PCB 绘图工具绘制导线，放置焊盘过孔、坐标与尺寸标注、绘制图形等操作的方法和属 性编辑；准备原理图和网络表；规划电路板和电气定义；网络表和元件的载入；元件的自动布局； 脱节网络连接；手工编辑调整元件的布局；自动布线规则的设定和设计规则检查；自动布线；手工 调整布线；PCB 板的 3D 显示。 第九部分 报表的生成与 PCB 文件的打印 ⑴ 掌握生成电路板信息报表的方法。 ⑵ 掌握生成元件清单报表的方法； ⑶ 掌握生成网络状态报表的方法； ⑷ 掌握生成 NC 钻孔报表、生成元器件交叉参考表、距离测量报表、对象距离测量报表的 方法。 ⑸ 掌握打印电路板图的方法； 要求：学会各种文件的输出方法。 第十部分 信号完整性分析 ⑴ 设置信号完整性分析规则 ⑵ 在原理图中进行信号完整性分析 ⑶ 在 PCB 中进行信号完整性分析 ⑷ PCB 板的设计规则校验 要求：掌握信号完整性分析的设计规则。 （二）实践教学的内容及要求 1、Protel DXP 2004 认识实验 掌握 Protel DXP 2 00 4的安装、启动和关闭。了解 Protel DXP 2004主窗口的组成和各部分的作用。掌 握 Protel DXP 2004工程和文件的新建、保存、打开。 2、原理图设计基础 要求熟悉原理图设计界面，会新建与保存设计文件，会设置图纸大小、方向、颜色和格点以及 放置元器件。 3、设计层次原理图 了解层次性原理图的结构，学会方块电路的绘制和端口的设置，掌握层次性原理图的绘制方法。 4、编译项目及生成原理图报表 要求学习编译项目，产生 ERC 报告，会纠正报告中的错误；会生成原理图的网络表、元器件列 表。 5、印制电路板设计基础 要求会设置 PCB 编辑器中显示的层面。会识别常用元件的封装；能根据实际元件选用合适的封 装。 6、制作印制电路板 掌握熟悉 PCB 板设计流程。 7、制作元件封装 学会用元件封装编辑器创建元件封装、熟练掌握手工创建法创建元件封装、熟练掌握向导创建 法创建元件封装

8、电路的信号仿真熟悉Protel的仿真元件库描述、学会初始状态的设置、仿真器的设置、学会进行电路仿真的一般步骤。四、学时分配各教学环节学时分配章小讨次讲实上习课备注计论外授验机题11第一章Prote1DXP2004软件简介3S2第二章Prote1DXP2004使用基础242第三章原理图设计基础426第四章原理图设计进阶第五章电气规厕检查、报表文件生成242及原理图打印224第六章电路的信号仿真532第七章印制电路板设计基础21210第八章制作印制电路板426第九章制作元件封装第十章报表的生成与PCB文件的打22印33第11章信号完整性分析S3616合计五、考核说明本课程为考查课程。期末成绩50%，实验成绩、作业及平时成绩50%六、主要教材及教学参考书目（一）主要教材1.李秀霞《ProtelDXP2004电路设计与仿真教程（第2版）》，北京航空航天大学出版社，2010（二）主要参考书目2.闫霞《电路设计与制版-Prote1DXP2004》，机械工业出版社，2011

8、电路的信号仿真 熟悉 Protel 的仿真元件库描述、学会初始状态的设置、仿真器的设置、学会进行电路仿真的一般步 骤。 四、学时分配 章 次 各教学环节学时分配 小 计 讲 授 实 验 上 机 习 题 讨 论 课 外 备 注 第一章 Protel DXP 2004 软件简介 1 1 第二章 Protel DXP 2004 使用基础 5 3 2 第三章 原理图设计基础 4 2 2 第四章 原理图设计进阶 6 4 2 第五章电气规则检查、报表文件生成 及原理图打印 4 2 2 第六章 电路的信号仿真 4 2 2 第七章印制电路板设计基础 5 3 2 第八章 制作印制电路板 12 10 2 第九章 制作元件封装 6 4 2 第十章 报表的生成与 PCB 文件的打 印 2 2 第 11 章 信号完整性分析 3 3 合 计 52 36 16 五、考核说明 本课程为考查课程。期末成绩 50%，实验成绩、作业及平时成绩 50% 六、主要教材及教学参考书目 （一）主要教材 1.李秀霞 《 Protel DXP2004 电路设计与仿真教程(第 2 版)》，北京航空航天大学出版社， 2010 （二）主要参考书目 2.闫霞 《电路设计与制版-Protel DXP 2004》，机械工业出版社，2011