电子线路CAD

电子线路CAD（精选11篇）

电子线路CAD 篇1

电子线路CAD是高职院校电子类、自动化类等电类专业的职业核心课程之一。随着科学技术的飞跃发展, 大规模、超大规模集成电路的广泛应用, 使印制电路日趋精密和复杂, 传统的手工设计和制作印制电路板的方法难以适应生产的需要, 随之而来的电子设计自动化 (EDA) 软件应运而生。在众多EDA软件中, Protel应用最为广泛, 随着软件技术的不断发展, 很多高职院校都选择Protel2004软件作为电子线路CAD课程的教学软件。如何在有限的时间内使学生更好的掌握该软件, 并能为将来的就业奠定基础, 是教育工作者应该不断研究的课题。

1 引入典型电路项目作为学习情境

传统的电子线路CAD课程教学重点在于传授教材上的理论知识, 并通过实验来验证理论知识, 这种章节式的教学进程虽然系统性很强, 但学生很难从整体上把握PCB板图的设计流程及设计规范。

本课程在建设过程中通过企业调研、专家论证, 确定了几个既来源于工作岗位又高于工作岗位的学习情境, 具体的课程教学设计是以项目为导向、能力为核心, 构建新的实践化课程内容体系, 确保教学内容的合理性、实用性和先进性以及符合学生的认知规律。以典型项目分解为若干个任务, 并将任务分解得到相应的知识模块, 以各个任务构建知识, 前后连贯, 层层递进。

从学生的认知规律入手, 确定了由浅入深的几个典型项目, 并兼顾学生学习兴趣, 选取了学生实验时使用的电路板或电子实训时的小制作, 包括抢答器电路板、稳压电源、PWM电机驱动控制电路、FM收音机和简易秒表。

这些任务既涵盖了电子线路CAD的所有知识模块, 又包括了在相关岗位中应该具备的实践能力, 通过这些任务的训练, 学生既能学到系统的理论知识, 又能充分理解并运用知识, 增强动手实践能力。其中, 抢答器电路板电路简单, 作为软件的入门, 学习软件的设计流程, 包括原理图的绘制以及PCB板制作的流程, 稳压电源和PWM电机驱动控制电路进行原理图和单面PCB板的绘制, FM收音机和简易秒表进行原理图和双面PCB板的绘制。

2 教学的实施

课程实施的过程中将以往以传授知识为主的传统教学模式, 转变为以解决问题、完成任务为主的互动式教学模式, 主要采用任务驱动的方法, 激发学生学习兴趣。Protel 2004课程在教学过程中通过任务的提出、分析、实现与评价等环节, 培养学生自主学习与协作学习的习惯, 以达到增强学习主观能动性、提高教学效果的目的。在某一个项目学习之前, 首先对项目进行分析, 使学生理解该项目的电路原理, 并且明确学习目标和学习过程。

每一个项目学习都按照Protel 2004主要制图流程来进行, 如图1所示, 主要包括电路原理图的设计和印制电路板的设计两个部分。电路原理图的设计主要是用Protel 2004绘制一张正确、精美的电路原理图。包括以下几个部分: (1) 装入元件库, 放置元件; (2) 元件参数修改; (3) 元件布局; (4) 绘制原理图; (5) 电气规则检查; (6) 生成网络表。如果遇到系统元件库中查找不到的元件, 在放置元件之前还要进行元件的制作。印制电路板的设计主要是在原理图和网络表完成基础之上进行的, 包括: (1) 规划电路板; (2) 设置参数; (3) 装入网络表及元件封装; (4) 制作元器件的封装; (5) 布置元件; (6) 自动布线与手工调整。

由于学习项目的选取是由元器件由少到多, 电路图结构由简单到复杂, 所以学生学习也是由浅入深, 逐层深入的。学生在学习的过程中既能学习到具体详细的知识点, 也使学生头脑中一直有宏观的制作流程的概念, 时刻了解自己的学习进程及目标。培养爱岗敬业、具有高度的责任心、团结合作的职业操守;培养严格执行相关标准、工作程序与规范以及学习新知识新技能、勇于开拓和创新的科学态度。

课余时间开放实训室, 允许学生提前完成项目内容。鼓励学生积极、主动参与实践教学, 由授课教师认定同意后, 学生可利用课余时间完成后续实训内容或扩展实训项目。实践教学过程中, 要以学生为主体, 由实训教师进行适当指导, 学生可自行查找学习项目, 也可以选用实训室提供的学习项目:多级放大电路原理图设计、温度显示及控制电路原理图设计、数控机床电气控制电路原理图设计、多级放大电路单面板设计等。教师可根据实践教学过程中出现的问题, 对必备的知识点、基本技能进行讲解和指导。

3 采用多种考核方式

本课程采取过程性考核+综合性考核, 注重过程考核的考核方式。过程性考核是以各个学习项目的完成情况为依据, 注重基本知识、基本技能掌握情况的考核及综合应用能力的考核, 每个项目占总成绩的15%, 五个项目共占75%。督促学生认真对待每一个学习项目。综合性考核是期末对课程知识与学生应用能力的综合测试, 给学生布置一个新的项目, 使学生完成电路原理图的绘制与编辑以及印制电路板的制作, 学生独立完成项目的制图流程, 占总成绩的25%。

4 结束语

电子线路CAD课程的教学采用了以学生为主、教师为辅、由简入深、理论联系实际的开放式实验教学方式, 同过去的以知识结构为主的纯教学的实验教学方式相比, 培养了学生的创新精神和创新能力以及自主学习的能力。培养了学生严格执行相关标准、工作程序与规范的能力。

摘要：高职院校电类专业广泛将电子线路CAD课程列为专业核心课程, 文章从教学内容设计、教学方法的选用等方面进行探讨, 能够培养学生标准意识、规范意识及质量意识。

关键词：高职,电子线路CAD,教学内容,教学方法

参考文献

[1]邵建昂.Protel99教学实践探讨[J].实验室研究与探索, 2007, 26 (2) :101-105.

[2]米昶.Protel2004电路设计与仿真[M].北京:机械工业出版社, 2006.1.

[3]莫力.Protel电路设计[M].国防工业出版社, 2005

[4]王廷才.电子线路计算机辅助设计Protel2004[M].高等教育出版社, 2006.

[5]李东生, 张勇, 许四毛.Protel99SE电路设计技术入门与应用[M].北京:电子工业出版社, 2002.

[6]徐超明.任务驱动法在Protel DXP课程教学中的应用[J].职业教育研究, 2008, (3)

电子线路CAD 篇2

通过AutoCAD计算机辅助设计软件绘制电动机运行的接线原理图。

(二)、实训原理及说明

画出一系列元件，如电动机、开关、主回路熔断器、交流接触器、KM线圈等，准确地连接好，再进行适当的标注，并分析电动机控制图的原理。设计要求熟练地掌握圆、矩形、虚线、线段的画法，熟练地对运用修建、打断等工具。

(三)、课堂绘图

1、绘制图3.1所示的电动机降压启动控制电路图。 控制电路原理：

按下控制启动按钮SB2，接触器KM1线圈得电铁芯吸合，主触点闭合使电动机得电运行，其辅助常开接点也同时闭合实现了电路的自锁，电源通过FU--KM1--电阻R--FR给电动机，松开SB2，KM1也不会断电释放。此时，当按下开关按钮SB3时，KM2闭合，电阻R被短接，电机获得更大电压运行。当按下停止按钮SB1时，SB1常闭接点打开，KM1线圈断电释放，主、辅接点打开，电动机断电停止运行。FR为热继电器，当电动机过载或因故障使电机电流增大，热继电器内的双金属片会温度升高使FR常闭接点打开，KM失电释放，电动机断电停止运行，从而实现过载保护。

图3.1 电动机降压启动控制电路图

(四)、思考题

1、绘制一个电机正反转的控制电路图，并描述控制原理。 答：控制电路原理：

合上QS，按下控制起动按钮SB2，接触器KM2线圈得电，KM2主触点接通，电机反转，同时KM2常开辅助触点接通，这时放松SB2，但由于KM2常开辅助触点接通，所以KM2还是吸合的，这叫自锁。按下SB1，由于此时KM2线圈失电，KM2主触点断开，电机停止，同时KM2常开辅助触点也断开，这时放松SB1，但由于KM2常开辅助触点已断开，所以KM2不会从新吸合。按下SB3(正转)和电机反转的原理是一样的。

电子线路CAD 篇3

关键词：电子线路CAD；Protel；教学探索

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0195-01

电子信息技术的飞速发展，对高等职业技术学院电子专业课程建设与教学提出了更高的要求。Protel是Altium公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用Protel。《电子线路CAD-Protel》作为一门理论与实践紧密结合的专业课，已成为高职电子专业的重要课程。

一、电子线路CAD-Protel课程教学现状

（一）教学方式

随着现代化教学的不断改革，目前的教学模式已经由传统的板书式教学转向了多媒体教学，这在一定程度上增加了学生的学习兴趣，节约了写板书的时间，更加丰富了教学内容。但是很多教师在教学时虽然采用了多媒体授课，却把教材的内容照搬在多媒体上，无图片、无演示的多媒体教学，对于Protel这样的操作性很强的课程，无法激发学生的学习热情。

（二）教学内容

随着电子信息技术的快速发展，以往的部分教学内容已经跟不上时代的步伐。部分教师没有与时俱进的教学思想，一味的按照教材的章节制订教学计划，安排教学进程，虽然系统性很强，却不适应实践技能类的课程。Protel是一个实践性很强的课程，并不强调过多的理论内容，主要是通过对于Protel 99 SE这个软件的讲解，让学生能够熟练的使用这个软件来进行电路原理图的设计和印刷电路板的设计，如果也按照上面的方法来实施教学，显然达不到很好的教学效果。

（三）实践教学

对实践教学，很多教师并没有给予足够的重视，安排的实践时间不充分，实践内容单一，不够系统化，多是一些验证性的实验，造成学生实践的积极性不高，动手能力不足。单一的实践内容，忽视了学生的基础，从而导致基础稍弱的学生跟不上节奏，失去了学习的动力，基础较好的学生又没有足够的拓展实践的空间。

（四）考核方式

对于Protel这样的课程，有的教师仍然采用纸质试卷的考核方式，这就背离了课程的开设初衷。Protel本身就是一门实践性很强的课程，不同于其他的理论性课程，我们要培养的是技术性人才，实践性人才，不是只会死记硬背的书呆子，纸质试卷的考核方式显然不能反映出学生掌握软件的基本水平。

二、电子线路CAD-Protel课程教学探索

（一）打破传统授课方式，创新教学理念

对于Protel这样的课程，采用传统的坐在教室内写板书的教学方式很明显已经跟不上新形势下教学的需要，应该把课堂搬到机房，搬到实验室去。在教学过程中，应当充分发挥多媒体教学的优势，在一些理论知识的讲解上，不能单纯把课本上的内容照搬到课件上，而是应该根据需要穿插一些图片、视频。在讲解软件的操作时，应当注重与学生的互动，教师可以先在计算机上给学生演示，演示完后就要求学生马上在电脑上操作，还可以随机选取几位同学来进行演示，出现了错误当场纠正，这样针对性强，避免了讲授中空洞的讲解，学生也能充分参与到教学过程中，完全激发出学生的学习热情。

（二）精选教学内容，突出课程重点

在Protel课程的教学内容上，要突出重点。Protel 99 SE具有原理图设计、PCB电路板设计、层次原理图设计、报表操作、电路仿真以及逻辑器件设计等功能，教学的重点应该放在原理图设计和PCB电路板设计上。Protel教学是紧紧围绕PCB图的绘制而展开的，先给学生建立起一个整体的概念，让学生搞清楚Protel 99 SE各个模块之间的联系，然后逐个讲解，再对一些容易犯错误的地方进行重点强调。

另外在电路图的选择上，开始可以选择一些学生学过的简单的电路图来练习，逐步的可以选择一些复杂的电路图，最后选择一些综合性的电路图。不能只是教会学生用Protel 99 SE画电路图，而是应当给他们建立一个电路设计的理念，告诉他们为什么要这样做，应该怎么样去做设计，采用启发式的教学，让学生自己进行设计，在一定的时候给以指导，启迪学生的创造性思维，引导学生用灵活多变的方式去解决问题。

（三）注重工学结合，创新实践教学模式

高职院校是培养适应社会发展的技术人才的重要阵地，更应注重工学结合，培养学生的动手能力。在实践教学中，应突出Protel软件的工具作用，与电子专业其他课程相结合，为学生日后的课程设计、毕业设计打基础。在实践教学内容的选择上，要注意贴近实际，与时俱进，要及时更新教学实践内容，对于工厂出现的新技术、新工艺，要让学生有所了解，这样才能使学生在毕业后能够学以致用。实践内容的选择要分层次，可以分为基础性实验、进阶性实验和设计性实验。对于基础较弱的学生，要确保其完成基础性实验，尝试进阶性实验。对于学有余力的学生，要鼓励他们去做设计性实验。在实践教学中，学生从电路原理图的设计开始，一直到最后自己动手安装电路板并进行调试，整个Protel教学和生产实践的紧密结合，不仅学到了Protel制图的基本知识，还学到了电路板的制作工艺、电子电路的安装调试等知识，为后续课程的学习和今后的工作打下了良好的基础。

（四）打破传统考核方式，注重动手能力

对于Protel这门课程，应当重点考核学生的动手实践能力。期末成绩的评定，应当注重平时成绩与实践成绩相结合。可以采用平时出勤、学习态度占30%，平时课堂设计任务的成绩占30%，综合实训成绩占40%的方式。这样基本上能考核出来学生真实的动手实践能力。

三、结束语

基于电子CAD-PROTEL课程的教学探索，激发和培养学生学习兴趣是关键。教师应当打破传统教学方式，精选教学内容，注重工学结合，增加实践教学，使学生能够充分参与到教学过程中来，提高和增强学生学习的主动性和实践动手能力，才能很好地实现教学目的。

参考文献：

[1]江思敏,姚鹏翼.Protel电路设计教程[M].清华大学出版社,2002

[2]胡烨,姚鹏翼.Protel 99 SE电路设计与仿真教程[M].机械工业出版社,2009

[3]姚成乾,陈伟.高职《Protel 99 SE》课程教学改革探讨[J].2012

电子线路CAD 篇4

1电子线路CAD课程的特点及教学现状

大部分高校的电子线路CAD课程都是在学科基础课学完之后开设的, 但是在学习CAD时, 很多学生也只是把学习重点放在了对Protel软件的应用方面, 并不能够把前续专业知识联系起来, 做到多学科内容的融会贯通。电气信息类专业的电子线路CAD课程在画电路原理图时会涉及模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理等多门课程理论知识。如果电路基础知识没有很好掌握, 学生只是会照着正确的原理图绘制, 是远远不够的, 我们要培养的是学生能够独立设计电路图并正确绘制图纸, 而且能成功印制电路板实物的能力。学生对于电子线路CAD课程的重视程度不够, 虽然课堂上同学们很喜爱上机课, 感觉学习软件操作比学习枯燥的理论和公式有意思的多, 但实际上由于课时有限, 学生仅仅靠上课的时间只能掌握软件的操作方法并不能达到熟练操作的程度。要想让学生课余时间能够主动学习, 多上机操作, 提高他们的主动学习兴趣是必不可少的。

2Protel软件概述

Protel软件是电子领域中应用最为广泛的一种设计工具, 利用该软件进行电子设计可以提高产品的可靠性, 缩短了设计周期, 降低了设计成本, 该软件的发展也十分迅速, 并与科技要求紧密相连。[1]Protel功能十分强大, 集原理图设计、可编程逻辑器件的建立、电路混合信号仿真、印制电路板 ( PCB) 设计与布线、信号完整性检查以及设计规则分析等功能于一身, 在电子电路设计领域占有极其重要的地位。其中最主要的两大功能分别是原理图设计功能和印制电路板功能。原理图设计功能包括电路图编辑器 ( 简称SCH编辑器) 、电路图零件库编辑器 ( 简称Schlib编辑器) 和各种文本编辑器, 该部分主要功能是: 绘制、修改和编辑电路原理图; 更新和修改电路图零件库; 查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。印刷电路板功能包括印刷电路板编辑器 ( 简称PCB编辑器) 、零件封装编辑器 ( 简称PCBLib编辑器) 和电路板组件管理器, 该部分主要功能是: 绘制、修改和编辑电路板; 更新和修改零件封装; 管理电路板组件。

3电子线路CAD课程教学改革的具体措施

针对电子线路CAD教学中存在的问题, 我校进行教学改革, 并在多年具体教学过程中予以实施, 取得了比较好的教改效果。

3.1充分调动学生的学习积极性和主动性

只有让学生从被动学习变为主动学习, 才能最大程度地提高学习质量。所以教师要努力激发学生对电子线路CAD课程的学习兴趣, 适时地拿出已经设计好的电路图纸和小电路板实物, 演示出电路实际效果, 激发学生产生浓厚的学习兴趣。

3.2注重加强与前续理论课程的联系

本门课程除了要教会学生必要的电气原理图绘图方法和技巧, 印制电路板的绘图方法和技巧, 还有要培养学生的电路图设计能力, 这就要求教师授课过程中适当涉及前续理论课程知识。比如在绘制单片机及其外围电路原理图任务中, 教师可以适当讲解各部分电路图的工作原理, 各部分器件选型标准, 电路图的设计过程等。在电路仿真任务中, 教师可以讲解要仿真电路的工作原理, 需要仿真的条件, 理论上改变仿真参数和仿真环境时被观察参量变化趋势, 最后运行仿真程序, 观察结果与理论是否一致。这些都需要涉及前续理论课程的知识, 当然这对任课教师的要求也相对要高些。正因为如此, 讲授电子线路CAD课程的教师一般都是专业教师而非计算机系教师。

3.3采用启发式教学和项目任务教学法

根据电子线路CAD课程特点, 上机学时会比较多。教师讲授理论时主要讲解使用Protel软件绘图方法和技巧, 学生似乎都听得懂, 但是真正上机操作时便会遇到实际问题, 所以教师要耐心细致地帮助学生解决问题, 并且鼓励学生自己找到解决办法。另外, 可以在授课的每一个阶段提出一个小的设计项目, 让学生课后完成。项目教学, 也称为基于项目活动的研究性学习, 其突出特点在于学习过程的实践与研究活动相融合。[2]通过使学生在项目的设计生产过程中, 形成经验和策略, 从而引导学生“做中学、学中做”。[3]项目任务教学法并非普通意义的上机课任务。举例说, 学习完电气原理图设计方法之后可以布置设计单片机最小系统的电路图, 实现温度测量功能;学习完电气原理图仿真之后可以布置设计并仿真单片机掉电复位电路;设计并仿真共发射级放大电路中参数变化对电路的影响;学习完印制电路板设计方法之后布置设计并焊接完成一个小型的电路板实物等。

3.4采取灵活的考核方式

一般课程期末采取笔试的考核方式, 但是对于电子线路CAD课程并不是十分适合, 因为这门课程主要是培养学生对于所学软件的应用和设计电路的能力, 期末如果能够采用让学生自己设计绘制电路图项目或者制作出印制板实物的方式更能考核学生的能力。

4结论

教师授课要以电路板设计的基本流程为主线, 由浅入深、循序渐进地介绍从电路原理图设计到印制电路板设计的整个流程。注意调动学生学习兴趣和能力培养, 强化项目任务教学法, 切实做到素质化教学。

参考文献

[1]黄松, 蔡苗, 黄力元.电子线路CAD-Protel软件的应用与教改[J].成功 (教育) , 2007 (9) .

[2]陈冠玲, 张卫纲, 王素绢.项目教学法在“电气CAD”课程教改中的应用[J].电气电子教学学报, 2012 (3) .

电子线路CAD实习报告 篇5

一、实习目的：

通过理论学习首先使掌握基本电路原理图的设计方法与电路原理图元件符号的制作方法。同时掌握印刷板图的概念、印刷板图的设计的基本方法，以及印刷板图元件封装的制作方法，用Protel绘制电路原理图和PCB图。也为后续课程学习、课程设计、毕业设计、电子设计竞赛、专业论文撰写、电路设计等提供一个良好的应用工具。

二、实习内容：

二.1 用Protel画两张电路原理图（多路数据采集板和交通灯板）。

图 1多路数据采集板原理图

图 2交通灯板原理图

二.2 绘制PCB图（手工布线，隐藏元器件）

图 3多路数据采集PCB图

图 4交通灯PCB图

三 电路原理图和PCB图的绘制方法和步骤

三.1 电路原理图的绘制方法和步骤

1)规定图纸大小

首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，一定要选择最适合的图纸尺寸，太大或者太小都不行。

2)3)设置protel 99 se/Schematic设计环境

包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。

放置零件

根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并根据电路图的要求找对位置放置元器件，并对放置零件的序号定义和设定等工作。

4)原理图布线设置

利用protel 99 se/Schematic提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图，原理图完成之后需要对所有的元器件封装进行。

5)调整线路

将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改，使得原理图更加美观。

三.2 PCB图的绘制方法和步骤

1)2)元件编号

根据已经换好的电路原理图对元器件进行编号。电路规则检查

在原理图中对电路进行电气规则检查，如果电路中存在电气错误就会给出报告并在原理图上显示出来，修改原理图中的错误，直至无错误。3)4)创建网络表

在原理图中，创建网络表。新建PCB文件

在文件夹“documents”中，新建一个PCB文件夹“PCB Decument”，输入新建的PCB文件名。

5)装载封装元件库：

打开新建的PCB文件，找到PCB封装元件库并选中，当元器件没有自带的封装时，要自己新建元器件封装并且导入。6)7)8)9)装载网络表：选中刚建立的网络表文件，若有错误就会在Error一列中显示出来，关闭对话框，回到原理图修改错误，直至无错通过。

放置封装元件：上一步若无错误，则按Execute按钮，将所有的元件封装放入PCB窗口中。点击全局按钮，就会看到所有元件放入PCB窗口中了。

设置PCB板参数：在PCB文件上，点鼠标右键，选择菜单Options选项中的Layers层，在第一个Visible前打勾，再将第2个Visible(网格2)改成400mil。

修改移到步长：为了在元件布局时，移动元件更准确，将移动步长改为10 mil，也可以不用修改。

10)元件布局：元件布局原则上可按原理图的位置摆放元件，手工移动元件，进行布局，元件应尽量紧凑，对齐。将每个元件符号移到该元件的附近，并最好向上放置。元件布局是设计PCB版图的最重要、最关键一步，也是花费时间最长的一步。将所有元件摆在矩形区域内。最后点击KeepOut禁线层标签，根据摆放的元件区域画出电路板的边框线，框内即为布线区域，也就是确定了电路板的面积大小。11)规划PCB板布线规则：

a)单击菜单Design 设计—Rules„规则，设置导线宽度，在选项中填入全板最小线宽数、全板最大线宽数，在Preferred Width选项中填入默认线宽数，一般是最小线宽和默认线宽数相同，可根据电路设计需要设置导线宽度。b)设置GND和VCC线宽：紧接上一步，点ADD„按纽，选中Net，在下边Net下拉列表中选GND，将最小线宽、最大线宽、默认线宽均设置为相同的线宽数。再点ADD，用同样的方法将VCC最小线宽、最大线宽、默认线宽均设置为相同的线宽。如果还要单独设置某些网络的线宽，方法同上。如果画单面板还要选择布线层Routing layers，双击下面蓝条，出现一个对话框后将Top Layers设置为Not Used，结束后单击Close关闭对话框。

12)手工布线：

a)b)c)d)关键的信号线要尽量粗，并在两边加上保护地，高速线要短而直，导 线的宽度不要突变。

任何信号都不要形成环路，如不可避免，要让环路区尽量小。

PCB尽量使用45º折线而不要采用90º折线布线，这样可以减小高频信号对外的发射与耦合。

一般采用平行的走线可以减少导线电感，但导线之间的互感和分布电容会增加。为了抑制PCB线路之间的串扰，在设计布线时应尽量避免长距离的平行走线，尽可能拉开 线与线之间的距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉。e)在一些对干扰十分敏感的信号 线之间设置一根接地的线路，可以有效地抑制串扰。

布线尽可能把具有同一输出电流，而方向相反的信号利用平行布局方式来消除相 应的磁场干扰。

f)发热元件周围或大电流通过的引线应尽量避免使用大面积铜箔，否则，长时间受 热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状，这样有利于铜 箔与基板间粘合剂受热产生挥发性气体的排出。

7、焊盘中心孔的直径要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。

四 体会和心得

电子线路CAD 篇6

关键词：中职；电子CAD；项目教学法

为了让中职毕业生的未来发展更有持续性，发展方向更明确，学校应让学生掌握一门实用的专业技术，这也是职业教育的改革方向。这就要求电子专业的一线教师多学习，多实践，不断提高教学的实用性，紧随现代科技进步的步伐，培养高素质的电子专业人才。笔者在电子CAD—Protel99SE的教学过程中，将项目教学法灵活地运用于实践，取得了非常满意的教学效果。

一、设备准备

protel99SE教学前期以电脑设计为主，上课若能全程上机操作教学，则教学效果最佳。该课程以制作电路板为最终目标，因此教学实施过程可以分为两步：第一步，电脑上机设计；第二步，进入实验室进行手工制作。设备是否准备到位，直接关系到教学目标能否顺利完成。

二、动员工作

动员工作主要从以下几点开展：第一，讲述课程的重要性，主要以本年度各大网站的电子专业人员招聘信息进行分析，体现本课程在今后工作中的实用性；第二，成果展示，让学生认识所学知识的最终成果，用学生感兴趣的电子产品激发学生投入学习的热情；第三，给学生表明教师也需要不断学习，和大家共同进步，这可以获得意想不到的效果，让学生更有自学的动力和学习的积极性，在学习中遇到困难时能够群策群力圆满地完成任务。

三、教材分析

对于教材，笔者没有按照常规从第一页开始给学生讲解，而是采用另外的讲述模式：第一，告诉学生教材只是学习的一件辅助工具，用来给大家解释不明白的问题，学习过程是面对电脑完成教师给定的任务；第二，根据目录，简单讲述教学的内容结构，主要培养学生从书本查找解决问题的方法。

四、教学实施过程

Protel99SE的教学总体分为电路设计和制板两个步骤。笔者将Protel99SE教学内容分解为一个大项目，即完成一块电路板的制作，再将这一大项目分为几个小项目：电路原理图设计、原理图元件库建立、印制电路板图（PCB）和印制电路板元件库四个分项目，学生分层次分阶段完成项目教学任务。

在教学过程中以学生自学为主，教师进行灵活的穿插教学，与学生面对面交流，以实战的方式解决任务完成过程中的具体问题，与学生共同讨论共同查找书籍，放弃传统教学中的师尊与讲台，以解决问题为最终目的开展教学活动。学生不再一味地听老师讲，而是学会了自己学习、查找资料，有了自己的思维方式，能大大增强学习的自信心。 在电路原理图设计项目的实施方面，笔者主要采用“虚实结合，重在‘真品’”的方式进行教学，操作方法主要有以下两点：

（1）采用机辅分析。电子设计自动化(EDA)技术是以计算机为工作平台，对电子电路或系统进行自动分析和设计的计算机辅助技术，它的应用使得电路功能、参数的分析和设计都可以脱离具体对象，在构筑于计算机平台上的虚拟环境中通过仿真处理而自动实现。EDA技术已成为现代电子工程开发与应用领域的支撑技术，在电子行业，Miltisim、Protel等电子仿真软件已成为电子工程设计的必备工具。学习和掌握应用计算机对电子电路的分析是目前和今后发展的必然趋势，将其应用到电路原理图设计领域也是教学改革的方向。

（2）应用Miltisim设计电路仿真。在学生根据电路原理图设计拟定初步方案后，笔者要求他们先在电路仿真与分析软件Milltisim平台上对所设计的电路进行仿真，观察电路功能是否满足设计要求，分析主要元器件参数对电路指标的影响，初步了解电路静态和动态的工作情况，在Milltisim平台上调试电路使之达到技术指标，为电路的实调做准备，接着再应用Protel99SE设计印刷电路板。在Milltisim仿真后，学生再应用Protel99SE设计软件绘制出电路原理图，并制作出印刷电路板图（PCB）。

在教学过程中，教师应着重于方法的讲解，教材内容由学生自己查阅书本解决，软件的操作技能、项目与项目间的联系、教材上叙述得不是很明确的内容则由教师详细讲授。经过大约6周时间的教学，约有三分之一的学生便能够完成简单电路（单面板）的PCB设计工作，有一些掌握程度好的学生已能完成较繁杂电路的设计工作，教学效果非常明显。

在电路板制作过程中，笔者采用与学生共同完成任务的方式进行教学，学生的积极性充分调动起来，完成工作后有很大的成就感，从而进一步激发了学生的学习自主性。笔者还注重引导学生互相学习，协作分工完成项目，在教学任务完成后，对学生所做的电路板进行调试，组织学生互相评议，并同步给出建议。

五、教学考核

在电子CAD—Protel99SE的考核方面，笔者实行分层评价。学生的学习成绩是教学质量的直接反映，成绩考核是检验专业课教学质量的最直接、最方便的手段。传统的考试会考倒大批学生，严重挫伤学生的学习积极性。因此，对不同层次的学生，应有不同的评价标准和考试方法，不能一刀切，一卷否定。

在进行分层评价时，笔者给不同层次的学生设定了不同的考核标准，采用两类不同标准的试卷，分别针对两类不同层次的学生：一类是大部分学生，一类是较好的学生。试卷类型可以让学生自由选择，也可以由教师指定，学生根据自己的基础和能力选择试卷类型，从被动参加到主动参与，真正成为学习和考试的主人。

电子CAD项目教学的考核可以从三个方面进行：第一，对制作出来的电路板进行调试，检验功能能否完成；第二，从外观上判断是否合理，有没有更好的方法；第三，在制作过程中给予学生适当的评价。

六、教学总结

在整个教学过程中，教师只是参与者和引导者，以教会学生完成一项工作为最终目标，因此教学目标清晰。在实施项目教学时，项目的确定要经过广泛的社会调查，找到适合本专业、有技术含量、符合社会需求的项目进行教学，这样学生学起来更有针对性。

电子CAD—Protel99SE课程为学生具体接触和了解实际电子电路的设计方法提供了一个综合性工程训练的机会，激发了学生的学习热情、创作思路，让他们开阔了眼界，初步掌握了电子电路的设计方法，提高了学生电子电路的设计能力，为学生毕业后从事电子技术方面的开发工作打下了良好基础。

（作者单位：中山市建斌中等职业技术学校）

参考文献：

[1]陈笃信，陈怡. 面向21 世纪电工电子系列课程教学内容和课程体系改革的研究与实践总结[J].电气电子教学学报，2001，（3）.

[2]郭兵. 电子设计自动化(EDA)技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2003.

[3]付家才. EDA原理与应用[M].北京：化学工业出版社，2000.

[4]高鹏，安涛，寇怀成. Protel99SE入门与提高[M].北京：人民邮电出版社，2008.

责任编辑 陈春阳

电子线路CAD 篇7

目前,大量的教育工作者对《电子线路CAD》的教学内容、教学方式和考核形式进行了改革:根据美国著名儿童教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大儿童教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同创立的一种以学生为本的“项目式教学法”,国内进行了“《电子线路CAD》项目式教学法”探索和改革[1,2]。从调动学生学习积极性的角度,进行关于“任务驱动法在《电子线路CAD》教学中的应用”的改革[3],针对Protel软件的使用,进行了“电子线路CAD—PROTEL课堂教学方法探析”[4]。同时,从学内容设计、教学方法的选用等方面进行分析,以培养学生标准意识、规范意识及质量意识为目的,进行了“电子线路CAD课程的教学探讨”[5,6,7]。这些改革对促进学生掌握CAD工具(如Protel、Multisim、Orcad等)的基本操作和使用起到很大的帮助,但由于《电子线路CAD》是一门综合性、实践性和创造性都很强的课程。它即不同于的计算机语言类课程(如C语言),只需要熟悉某个计算机语言的语法和基本操应用,又不同于电路基础知识类课程(如模拟电子线路),只需要掌握某个领域内知识。它需要用户以电子线路的相关理论知识为支撑,去操作对应的工具软件,完成一个电子系统的原理图绘制、PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计和结果仿真。除了有工具软件本身操作需要学习的内容外,更重要的还需要有相关PCB电路设计的知识做支撑,比如信号完整性分析、电磁兼容、阻抗匹配、时延匹配等。同样的原理图,工作低频段和工作在高频段的PCB图设计是有所不同的。现有改革方法侧重于工具软件的教学,忽略了教会学生与PCB设计有关的知识,导致学生在学习以后虽然会设计出原理图,但不能设计出能到达实际工作要求的PCB图。本文从实际需要的角度出发,根据大学生课余时间灵活性强的特点,以课内和课外结合、兴趣和专业结合、理论与实践结合为原则,充分发挥学生的积极主动性,从教学内容、教学方式和考核方式上全面考虑,对《电子线路CAD》教学提出了一种新的改革方法,并以全国大学生电子设计竞赛为实践验证平台,证明了该方法的有效性和可行性。

1 以满足实际需要为原则,结合人才培养目标和培养计划,完善教学内容

开设《电子线路CAD》课程的目的是培养学生硬件电路设计和制作的能力,硬件设计能力包括设计原理图的能力和设计PCB电路的能力。具备设计原理图的能力需要熟悉电子线路CAD工具的操作并掌握模拟电路、数字电路、单片机、高频电路等电路理论知识;具备设计PCB电路的能力需要熟悉电子线路CAD工具的操作并掌握高速电路板设计、信号完整性分析、电磁兼容和PCB制作工艺等工程知识。这是因为电路可分为低速电路和高速电路。低频信号和部分中频信号(一般在30MHz以下)是用“路”的理论进行分析和设计的,即信号间的传递需要通路是导线。高频信号和部分中频信号,需要用“场”的理论进行设计,即信号可以无线传输,必须考虑连线间的串扰和信号传输过程中的反射等因素,如收音机和手机电路等。电路原理图的作用是表述其工作部件的连接关系和工作原理的示意图,并不涉及与实际工作有关的硬件制作问题,因此,在用CAD工具设计原理图的时候,无论高频系统还是低频电路,都可以不加区别地选用标准器件符号进行绘制。但PCB电路是实际电子元件的连接载体,设计过程中必须考虑信号频率、阻抗匹配、时延匹配等参数的影响才能满足实际工作的需要。因此,在应用CAD工具进行PCB设计的过程中,除了熟悉工具软件的操作外,还需要应用高速电路板设计、信号完整性分析、电磁兼容、PCB设计工艺等知识为理论指导进行正确的设计。

《电子线路CAD》课程通常在本科或高职、高专阶段开设,在学时有限的情况下,要保证基础课程的完整性,只能开设完与原理图设计有关的课程,而不能全面开设与PCB设计相关的课程。部分课程(如电磁兼容、信号完整性分析等)往往在研究生阶段纳入培养计划,但很多本专科学生毕业后需要从事PCB设计方面的工作。因此,需要对教学内容进行改革,让学生学习后能满足实际工作的需求。具体改革内容如下:

1.1 让学生了解现有电子线路CAD工具的发展情况

目前电子线路CAD工具软件繁多,在硬件设计方面,有简单易学但功能相对较小的Protel、Orcad、Pispice等,有功能强大,学习相对较难的ADS、Power PCB、CADENCE等,不同的电子公司根据开发产品的实际需求情况,要求员工使用对应的软件。学生应该熟悉其中一到两种,并了解其它软件功能和特点,否则在应聘过程中可能会不满足企业需要而失败。因此在教学过程中应给学生介绍工具软件的发展情况,并通过参考资料的方式提供相关教程的电子文档或学习网站网址,传授学生学习方法。

1.2 补充高速PCB设计的相关知识

随着大规模集成电路技术的发展,电路系统体积越来越小,工作频率越来越高,给硬件设计人员带来了新的挑战。因此需要给学生补充高速电路板PCB设计的相关知识,如高速电路板设计、电磁兼容理论和信号完整性分析等。

1.3 增加多层PCB设计的知识

目前,大多本科教学主要让学生进行单面板和双层板的设计。由于集成电路引脚越来越密集,封装体积越来越小,大部分电子系统都要求用多层电路板进行设计,所以在教学中让学生掌握多层电路板设计的知识非常重要。在高速数字电路设计中,电源与地层应尽量靠在一起为了减少层间信号的电磁干扰,相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。信号布线层数由网络密度,平均管脚密度等基本参数。可以参考如表1所示的经验数据。

1.4 增加元件布局的理论

元件的布局好坏直接影响工作性能,好的布局除了保证电路性能稳定外,还能降低步线难度。电子线路CAD教程中一般只介绍如何操作CAD工具进行布局,如器件旋转、移动等,但缺少介绍布局的理论依据,从而让学生学习后不知道什么样的布局才满足最佳性能要求。为了让学生在布局过程中能有的放矢,应该给学生补充以下知识:

A.遵照“先难后易先大后小,”的布置原则,即核心元器件、重要的单元电路应当优先布局.

B.布局应尽量满足高电压与低电压、大电流与小电流信号完全分开,高频信号与低频信号分开,模拟信号与数字信号分开总的连线尽可能短,关键信号线最短。

C.根据原理框图,按主信号流向规律安排主要元器件。

D.相同结构电路部分,采用“对称式”结构布局;

1.5 让学生掌握PCB布线的规约

电子线路CAD教程一般以某个软件工具为重点,在布线方面注重教会学生如何把元件间的连线布通,忽略了保证线路能正常工作的理论介绍。表2给出了常见的布线规约及易犯的错误。其它还有3W法则、走线的谐振规则、走线长度最短规则等。在教学中及时根据学生在实际设计中存在的问题,给予指正。

1.6 增加培养学生思考能力的教学内容

在实践过程项目中有针对性地设置故障问题,让学生思考和解决,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,加强学生动手能力的强化。

2 根据教学内容和学生实际情况,改革教学方法

在规定的学时内,补充与PCB设计有关的教学内容,如果按照传统的教学方法全面讲解,是不可能完成的。甚至因为讲解东西太多,让学生难以接受而影响教学效果。所以,必须改革教学方法,才能达到理想的教学效果。改革的思路是:根据学生课余时间较多的特点,而且有一定自学能力的特点,充分利用开放的实验资源,利用互联网建立教师和学生之间互动的桥梁,发挥学生的积极主动性,让学生兴趣与专业结合,理论与实践结合,课内与课外结合,通过实践训练和理论指导提高其硬件设计能力。具体的措施是:

A.明确学习目的,让学生有具体的学习目标。介绍目前企业对电子线路CAD方面人才的需求情况,提高学生的兴趣,给学生树立明确的目标,让学生有的放矢地进行学习。

B.给学生提供课外学习资料,并教会学生如何利用学校的数据库资源和网络资源,收集相关学校资料,如利用超星图书资源,教会学生查阅和收集资料的能力。

C.给学生介绍学习方法,该自学的让学生在课余时间自学,该讲解的进行讲解,该通过上机和实验进行学习的就让学生通过开放实验进行学习。

D.建立网上预约制度,及时通过网络方式发布和更新教学资源,提高电子线路CAD方面教学改革的论文和前沿知识的读物,给学生提供良好的学习环境。

E.发挥学生的积极主动性,在以项目点评、小组讨论等方式,在教学过程中及时发现并纠正学生存在的问题。

3 改革考核方式

针对《电子线路CAD》课程理论性、实践性和综合性强的特点,如果只以一次考试决定学生学习成绩,即不能真实体验学生的能力,也利于调动学生的学习积极性。因此应该改革考核方式,从学习积极性、学习效果、动手能力进行全面考评。将考勤、理论设计、安装调试、仿真、思考问题等纳入考核范围,增加平时考核的力度和比重,每个项目有对应的项目考核,每个阶段有阶段考核,综合评定期末成绩。

4 改革效果

本文提出的改革方法在宜宾学院《电子线路CAD》教学中实施开展,学生在PCB方面的设计能力得到较大提高,设计的PCB板性能稳定。在2009年全国大学生电子设计竞赛中获得本科组全国一等奖和二等奖各一项,该优异成绩得获得,有多方面的因素决定的,但电子线路CAD的设计能力也有很重要的作用,比如竞赛题目中要求:在增益为60dB,带宽为直流到10MHz的情况下,静噪声输出小于300mv,学生在PCB设计过程中考虑电磁兼容问题,采取了缩短信号走线和减小线间串扰等布线策略,最后输出静噪声小于70mv,性能远远高于指标要求。实践证明了该改革方案的有效性和可行性。

5 结束语

《电子线路CAD》是一门综合性、应用性和实践性很强的课程,具有易学难通的特点,教学难度比较大,所以任何有效的改革方法都是有意义的。本文从满足目前复杂电子系统的实际需要出发,对其教学内容、教学方式和考核方式进行了改革,在教会学生掌握CAD工具操作的情况下,该方法能让学生学会应用高速电路板设计的理论知识去设计性能稳定的电路系统,并在全国大学生电子设计竞赛中验证了该方法是可行和有效的,能为其他进行相关教学改革的教师提供参考,促进更多教学改革成果的诞生。

摘要：除了有扎实的电路理论基础,还需要有丰富的PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计知识,才能熟练应用《电子线路CAD》技术完成各种硬件电路设计。针对当前学生PCB设计知识不足的现实,从教学内容、教学式和考核方式三方面进行全面的教学改革。以参加全国大学生电子设计竞赛对改革效果进行检验,证明了该方法的有效性和可行性。

关键词：PCB,电子线路CAD,改革,有效性,可行性

参考文献

[1]毕秀梅.《电子线路CAD》课程项目式教学法的探索[J].电脑知识与技术,2009,5(16):4235-4237.

[2]黄淑一.浅谈项目教学法在《电子线路CAD))教学中的应用[J].科技情报开发与经济,2009,19(34):179-181.

[3]吕殿基.任务驱动法在《电子线路CAD》教学中的应用[J].北京市经济管理干部学院学报,2008,23(2):66-68.

[4]王海熔.电子线路CAD—PROTEL课堂教学方法探析[J].电脑知识与技术,2010,6(14):3697-3698.

[5]徐作华,赵丽,谭丽娜.电子线路CAD课程的教学探讨[J].中国新技术新产品,2010(5).

[6]奚洋,汪涛.电子线路CAD课程教改初探[J].科教导刊,2009(11):56-61.

电子线路CAD 篇8

“项目[1]”式教学法是目前一些发达国家普遍采用的一种“实践性”较强的教学方法。它是由美国著名儿童教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大儿童教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同创立的一种以学生为本的活动教学法。美国工商管理硕士教育(MBA)把“项目”式教学法描述为：它是由学校和企业共同组成项目小组，深入实际，在解决问题的同时，学习和应用已有的知识，在实践第一线培养解决问题的能力。一个项目是预先计划好的，有固定开始时间和结束时间的工作。项目式教学法的人员组成，是由学员组成的小组，有一项确定的工作，他们自己策划每个环节如何实施。

本人主讲的《电子线路CAD》采用了“项目”式教学，全部授课内容设计成一个个具体的“项目”，提高了同学们设计电子产品的能力。

2 电子线路CAD

电子线路CAD(计算机辅助设计)是电路设计和计算机辅助设计结合的产物。CAD的特点是速度快,准确性高。利用它,不仅可以达到日益精密的设计要求,而且可以极大降低工程人员的劳动强度。可是，对初学者，使用辅助设计软件时，元件符号、元件在原理图库中的名称与PCB库中的封装名称混合在一起，记忆很困难。传统教学方法一般是，老师给张图，学生上机画画而已，器件外型与大小的概念很模糊。课后，脑海中不能建立起所画电路与电子产品的对应关系。在项目式教学中引入元器件实物及成型的产品，不但学生所画电路能够与实物一一对应，而且能看到该产品最后经过实验的结果。易于理解掌握电路原理与印刷电路板图。

3 项目式教学

3.1 组织方式[2]

老师提出问题，将理论与实际“项目”有机的结合，学生在解决问题中学习理论。把教学内容巧妙地隐含在每个任务之中，在完成每个具体任务时，让学生自己规划路径(或步骤)，并经过思考和老师的点拨，独立解决问题，完成任务。

3.2 项目划分[3]

将整个课程分为演示项目、练习项目及综合项目三大类。每类项目都包含三个大项目：原理图、PCB图及制作。

原理图又分为：原理图环境设计、原理图库操作、原理图设计、检查原理图及生成网络表四个小项目。

PCB图分为：PCB环境设计、PCB库操作、PCB布局、PCB布线和设计规则检查共四个小项目。

项目实施：策划方案、认识器件、上机设计、动手制作、项目检查、学生自评互评、案例分析。

3.3 具体过程

3.3.1 项目动员

3.3.1. 1 实用性

讲述课程的重要性，以今年各大网站的电子专业人员招聘信息进行分析，体现本课程在今后工作的实用性;通过给学生讲解我所了解到从事《电子线路CAD》绘图设计人员的情况，使大家知道熟练掌握这个软件的益处。这样在学习中，学生们遇到困难时，就会想方设法克服，圆满完成项目所要求的任务。

3.3.1. 2 成果展示

展示往界学生作品，让学生认识我们所学知识的最终成果，用学生感兴趣的电子产品激发学生投入工作的热情;

3.3.2 项目实施[3]

下面以制作秒脉冲发生器为例，简单介绍一个项目的实施过程(该项目10学时完成)。在该项目中，学生能获得绘制原理图的方法;元器件的管脚数量、尺寸与PCB图中元器件对应关系，PCB图的绘制技巧及注意事项;PCB板制作、元器件安装、调试的方法。

3.3.2. 1 策划方案[4]

项目下达给学生后，学生以小组为单位讨论，制定完成项目的可行性方案，并进行论证，选出最佳方案。学生根据确定的方案，分解任务，并落实到人头。

3.3.2. 2 认识器件

让同学们认识一些常用的元器件;了解各种元器件在PCB板上的位置及元器件大小、引脚数目、尺寸的关系;库里没有的元器件，同学们可以根据实际尺寸制作库元件，添加到库中。

3.3.2. 3 上机设计

秒脉冲发生器的原理图和PCB图两个大项目以电脑设计为主，在计算机房完成。主要训练学生原理图与PCB图的绘制技巧。绘图时，老师指导如何使用该软件(常用元器件库有哪些;如何装载元器件库;如何取用元件;如何进行元器件封装等)。学生根据老师的指导画出秒脉冲发生器的原理图和PCB图。

3.3.2. 4 动手制作

在实验室完成。秒脉冲发生器的电路原理图设计与PCB板图(元件位置、连接图)设计完成后，首先将PCB板图复制在PCB板上;其次，通过光刻、腐蚀、漂洗;再次，进行元件的焊接、组装;最后，进行调试。将输出的秒脉冲接到发光二极管上，同学们会看到发光二极管会每隔一秒一闪。同学们看到自己设计产品的调试结果，电子线路CAD的实用价值会一目了然。

3.3.2. 5 项目检查

每个项目在进行中，老师要对布置的项目进行检查，在检查时打分，老师在给出每个项目时就将评分标准给出来了，分数是透明的。

3.3.2. 6 学生自评互评

项目结束后，小组同学之间进行自评互评。自评，评个人在小组中的贡献;互评，评组与组之间的作品。要求各小组总结出项目资料，选出一名代表进行项目答辩。

3.3.2. 7 案例分析

各小组答辩完成后，老师和学生共同选出一个好作品，进行案例分析。请同学们分析好作品好在哪里，找出自己作品的差距。这样进行几个项目后，同学们设计电子产品的能力会显著提高。最后老师总结分析、提出建议。在鼓励之中给学生提出改进意见，使学生们在既有压力，又有乐趣之中获得知识。

4 结束语

我在经过一年多《电子线路CAD》项目式教学法尝试中，取得了传统教学无法比拟的教学效果。学生们在既有压力，又有乐趣之中学习。压力是每组都必须完成老师给定的项目，老师最后要打分评比;乐趣是自己提出问题、分析问题，再解决问题，同组的每位学生可以提出自己的想法，也可以倾听别人的意见，还可以相互讨论，吸取正确的意见。同学们亲眼看到自己组设计出来的产品，通过与其他组比较，找出不足。这样，提高了每个学生设计电子产品的能力。

参考文献

[1]王有明.什么是项目式教学法[J].教学与管理,2000(8).

[2]姚正喜,向志军.项目教学法在《单片机原理与应用》课中的应用[J].湖南农机,2008(7):22-23.

[3]胡国红,刘自范,廉飞宇.电子线路CAD-PROTEL的研究[J].郑州工业高等专科学校学报,2003(12):7-8.

电子线路CAD 篇9

1 电子CAD-PROTEL课程教学现状及改革方向

1.1 电子CAD-PROTEL课程教学现状

笔者认为,传统的电路CAD课程教学方法存在着诸多弊端。作为一门计算机辅助设计课程,电子CAD在讲授的过程中往往过于注重理论研究而轻实验教学。大多主讲教师的教学过程是,首先介绍Protel软件的设计界面及操作方法,然后给出一个具有某种功能的电路设计图,继而讲解图中电路的工作原理,最后安排学生上机操作,在Protel软件中绘制电路系统的原理图和印制板图。目前CAD-PROTEL课程的教学方法受制于传统教育观念指导思想的影响,认为实验课只是一个辅助环节,我国大多数高等院校目前仍存在着教学方法陈旧,教学内容单一,过于注重理论,学生所掌握的知识在现实工作中应用困难等弊端。输出应用型人才已经逐渐成为高校人才培养的主要目标,实现这一目标需要所有的高校教师转变课程教学现状。CAD-PROTEL课程的教学改革中应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力,鼓励学生参加创新实验竞赛,让课堂的理论知识可以更好的学以致用,为学生未来的就业提前打好实践基础。

2.2 电子CAD-PROTEL课程的教学改革

电子CAD-PROTEL课程的课堂理论教学,应该突出重点,提高学生兴趣。首先选择具有设计性的电路,教师为学生详细讲解此电路图是如何设计的,以及需要实现的功能。教师逐渐培养学生新的思维模式,即在CAD-PROTEL的课堂上,学生遇到电路图时会主动思考:“为什么这样设计———具体怎样操作”,而不只是单纯的运用该软件去画电路图,这种教学改革的目的是为实现培养学生动手能力的目标。

2.2.1 学生的参与状态

电子CAD-PROTEL课程教学中学生的主体地位主要是通过学生的参与度体现出来,学生参与教学中的数量、广度、深度是衡量主体地位发挥的重要标志。就数量而言,要看学生参与的人数及时间的数量;就广度而言,要看是否各个层面的学生参与到课堂教学中的各个环节,即全程参与问题;就深度而言,学生参与的是表面的问题还是深层次的问题,是主动还是被动地参与。

2.2.2 学生的思维状态

电子CAD-PROTEL课程教学中学生的注意力是否集中;是否学会倾听;是否善于交流、交谈;能不能独立思考;能不能发现问题;能不能从多角度解决问题;针对问题的回答能不能进行自我评价;学生提出的问题是否得到关注;学生的回答错误或提出的异议有没有人指责,正确的是否得到肯定性、鼓励性的评价;师生之间、生生之间是否能够彼此交流和分享见解。

3 CAD-PROTEL课程教学方法探析

3.1 任务教学法在CAD-PROTEL教学中的应用

3.1.1 什么是任务教学法

任务教学法,也叫任务型教学法,是美国教育家杜威以实用主义作为教育理论基础而提出的“学生中心,从做中学”的教学模式,他主张教育的中心应从教师和教科书转到学生,教师应引导学生在各种活动中学习。课堂教学中始终围绕既定的教学任务展开,使每节课目的明确、内容实在、效果最佳。这种课堂教学模式,被概括为任务教学模式。

任务教学法是从20世纪80年代逐渐发展起来,任务型教学法以任务组织教学,在任务的履行过程中,以参与、体验、互动、交流、合作的学习方式,充分发挥学习者自身的认知能力,调动他们已有知识储备,在实践中感知、认识、应用教师的教学理念,在“干”中学,“用”中学,体现了较为先进的教学模式,是一种值得推广的有效的教学方法。[1]

3.1.2 任务教学法在CAD-PROTEL教学中的应用

1)教师明确任务:

任务的设计是在CAD-PROTEL教学中运用任务教学法的关键。教师根据本学期CAD-PROTEL教学大纲的内容,通过分析学生的现状和需要,确定本学期的学习目标,即明确本学期的教学任务,并把这个任务从内容和体系两方面分解为如下几个具体而简单的小任务:[2]

(1)明确本学期CAD-PROTEL课程的具体章节及每个章节的重点难点。

(2)任务设计结合CAD-PROTEL教学内容和学生的特点。

(3)通过实用性任务的完成,使学生认识到CAD-PROTEL这门课程的作用。

(4)在进行任务的过程中,加深对CAD-PROTEL这门课程应用前景的了解,使学生增强学习这门课程的积极性和主动性。

2)学生分析任务:

这是在明确的教学任务指引下,学生主动探究摸索,独立自主寻求问题、发现问题、逐渐尝试完成任务的过程。在整个过程中,CAD-PROTEL教师按照小组讨论———各组汇报———教师总结的模式,分两个层次进行。首先,引导学生根据已有的知识积累,以组为单位围绕第一个小任务———明确本学期CAD-PROTEL课程的具体章节及每个章节的重点难点开展讨论并把讨论结果向全班汇报,教师把各组汇报结果写在黑板上。从讨论的结果看,结果可能不完整,不过教师以鼓励为主,不要急于补充内容。只有让学生多品尝成功的喜悦,才能最大限度地激发学生自主学习CAD-PROTEL课程的积极性和自觉性。[3]

3.2 项目式教学法在CAD-PROTEL教学中的应用

3.2.1 什么是项目式教学法

项目教学法”是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。[4]这种教学方法能够促进学生及时补充必要的新知识,通过这种方式培养的学生不仅学会利用PROTEL DXP软件“怎样做”,而且知道“这样做”的原因。更重要的是,通过这种学习方式,学生不仅学到了理论知识,而且掌握了各方面的项目知识和技巧,积累了一定的项目经验。

3.2.2 实施项目教学法在CAD-PROTEL课程中应具备的条件

1)该项目过程有利于学习CAD-PROTEL课程中的重要教学内容;

2)情景设置:创设与CAD-PROTEL课程所学习的内容和现实情况基本相接近的情景环境,也就是说,把学生引入到需要通过某知识点来解决现实问题的情景。

3)操作示范:围绕CAD-PROTEL教学内容的理论知识点,以便于学生“知识迁移”的要求,选择合适的小项目,并示范解决项目的过程。

4)独立探索:让学生独立思考,对CAD-PROTEL课程的知识点进行理解,消化示范项目的解决要点,为解决练习项目打下基础。

5)确定项目:小组通过社会调查,研究讨论,并在教师的指导下确定CAD-PROTEL课程具体的项目。

6)协作学习:开展小组交流、讨论,组员分工协作,共同完成CAD-PROTEL课程项目。

7)学习评价:学生学习的效果直接由完成CAD-PROTEL课程项目的情况来衡量,包括教师评价、学习小组评价和自评三部分。

4 CAD-PROTEL教学方式比较

根据各高校计算机设备数量的不同,CAD-PROTEL教学实践中有三种方式可供参考:一是“课堂教学+上机操作”;二是“多媒体教学+上机操作”;三是“集中实训”。第一种教学模式适用于计算机设备不足的高校,后两种教学模式适用于计算机设备充实、完好的高校。PROTEL DXP是一款计算机应用软件,具有实时性、互动性强的特点,每执行一步指令或单击一个键盘,都会产生程序变化,这些操作和变化单靠语言是无法表达的,学生没有直观的认识,难以理解,渐渐就会对CAD-PROTEL课程失去兴趣,教学效果较差,难以达到教学目的。[5]CAD-PROTEL课程如果采用讲、练结合,偏重于练习的教学模式,可以体现学生的主体地位,实现学生乐于接受、乐于实践的目的,进而激发出更高的学习兴趣和热情,从“被动灌输”变为“主动汲取”。因此,在条件允许的前提下,CAD-PROTEL教学方式以集中实训的教学效果最佳,多媒体教学配合上机操作为其次。[6]

5 结束语

CAD-PROTEL课程教学方法研究的主要目的是为了激发和培养学生的学习兴趣。教师应合理分配理论教学和实验教学的内容比例,以培养学生的实践能力和动手能力,更好地实现CAD-PROTEL的教学目的。通过对CAD-PROTEL教学方法的研究表明,电子CAD-PROTEL课程将学生带入了一个全新的电子设计领域,强化了学生在教学活动中主体地位,给学生提供了极大的主独立思考、主动动手的创造空间,学生创新思维和创新能力得到了良好的培养,为学生的电子技能开辟了一个广阔的天地,为使学生较早地参加科研或创新活动提供了有利条件。

摘要：Protel DXP是较早进入我国的一种电子线路设计软件。目前,我国大多数高校开设了该软件课程。该文根据学生学习该软件的情况,研究如何对该课程进行课堂教学以及探析CAD-PROTEL课程的教学方法。

关键词：Protel DXP软件,教学方法,教学改革

参考文献

[1]颜德田.基于PROTEL的电路CAD课程设计教学方法[J].电气电子教学学报,2008(6):23-24.

[2]邵建昂.Protel99教学实践探讨[J].实验室研究与探索,2008,26(2):101-105.

[3]徐超明.任务驱动法在Protel DXP课程教学中的应用[J].职业教育研究,2008(3):12-13.

[4]金秋妹.CAD教学初探[J].现代技能开发,2009(2):35-36.

[5]赵燕.电子CAD课程教学改革初探[J].南京工业职业技术学院学报,2008(1):23-24.

电子线路CAD 篇10

一、教学软件的确定

在电子线路CAD技术涉及到的软件中, 我们选用使用广泛、认可度高的Multisim和Altium Designer作为教学工具。二者各有特点[2,3], Multisim主要用于模拟/数字电路的精确仿真, Protel主要用于电路板PCB设计。Mulitisim是一款专业的计算机仿真软件, 数据模型丰富, 运算能力强大, 仿真结果稳定, 包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式, 主要用来进行交互式的电路教学、电路图设计以及仿真分析。其元件库包含实际元器件和虚拟元器件两种模型, 实际元器件的型号、参数值以及封装都对应于市场上已有的元器件, 可使设计仿真与实际情况有良好的对应性, 而虚拟元器件专门用于电路的设计与更为精确的仿真分析[4]。本课程选用了在国内高校普遍使用的、性能稳定的Multisim10作为教学工具。Altium Designer是一款杰出的设计制作电路板的工具软件, 是业界第一款也是唯一完整的板级设计解决方案, 将设计流程、集成化PCB设计、可编程器件 (如FPGA) 设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起, 具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能[5]。Altium Designer主要用来输入原理图及设计PCB板, 相比其他电路板设计软件, 它更适用于生产, 在国内流行最早、应用面最宽, 相关资料也很丰富。但其仿真元器件模型库较为简单, 设置参数较为困难, 因此其仿真功能被较少使用。本课程选用了成熟稳定的Altium Designer10作为教学工具。

二、课程实验设计

1. 制定课程实验的目标。

本课程“电子线路CAD”讲解的是在硬件设计领域中实用的电子线路设计和仿真软件, 授课总学时为24, 其中讲课为12学时, 实验为12学时。讲课12学时主要是进行软件操作的课堂演示以及讲解重要的知识点, 实验12学时主要是训练学生操作和使用两个软件的能力。因此实验内容包括了软件操作的基本技能以及核心运用能力, 强调实用性, 加深学生对电子线路CAD软件应用的理解, 正确掌握电子线路原理图设计与绘制、电路性能仿真、印刷电路板设计与绘制的基本知识和操作技能, 达到遇到问题及时上手、能够合理完成设计任务的目的, 为将来从事电子线路设计工作打下坚实的基础。

2. 设置实验项目。

在本课程的实验项目中设置了12学时必开实验, 包括验证型实验和设计型实验。主要目标概括为以下四点: (1) 掌握电路性能仿真方法, 提高对电路的设计、分析、调试、故障排除的能力。 (2) 掌握虚拟仪器仪表的使用方法。 (3) 掌握电子线路原理图设计的过程、方法及技巧。 (4) 掌握印刷电路板图设计的过程、方法和技巧, 训练电路设计方面的综合工程素质。具体项目设置为:Multisim10界面设置及原理图绘制 (2学时验证型) 、Multisim10虚拟仪器仪表使用 (2学时验证型) 、Multisim10分析功能及电路特性仿真 (2学时设计型) 、Altium Designer原理图设计 (2学时设计型) 、Altium Designer PCB步线练习 (4学时设计型) 。

3. 考核方式。

考核内容为学生实验完成情况和实验报告两项。关于实验完成情况, 考核学生是否参加实验、实验过程中是否认真、是否完成 (独立完成) 并得到正确结果;关于实验报告, 考核学生的实验报告是否正确、完整、无误, 实验报告的内容应包括实验目的、实验内容、实验中遇到的问题及解决办法, 并附实验结果及分析, 最后在实验报告上给出考核分数。对实验完成情况记实验成绩分, 对实验报告记实验报告分。两项成绩之和为实验课成绩, 占课程总成绩的50%。

三、上机考试设计

1. 考试方法。

配合本课程的教学目标, 期末考试采用上机操作考试, 开卷, 一人一机, 上交电子答卷word文件。老师对电子答卷进行评阅, 记录成绩。考试题目类型为综合型大题, 考查软件操作、模拟/数字电路分析与仿真、常用仪器仪表使用、元器件辨识、原理图和PCB图绘制的基本技能, 考核范围全面, 难度中等偏上, 符合教学大纲的要求。

2. 考试内容。

试卷一般包括三道大题, 覆盖了本课程两个电子线路CAD教学软件的主要内容, 包括基础部分和应用部分, 考查了学生的基本操作技能和虚拟设计及测量的工程素质。第一大题为Multisim模拟电路操作题, 主要考察软件Multisim的基本概念学习情况及模拟电路的仿真与分析能力, 包括一些基本物理单位的使用、基本虚拟测量仪器仪表的使用等, 例如:绘制单管放大电路、对电路输出变量进行测量以及电路频率特性测量等内容;第二大题是Multisim数字电路操作题, 考察软件Multisim的使用情况, 包括数字电路的元器件、常用虚拟仪器仪表及常用分析和仿真方法等, 例如:按要求绘制异步预置计数器电路图、电路元件设置、添加逻辑分析仪进行波形测量等内容;第三大题是Altium Designer上机操作题, 主要考察软件Altium Designer的学习应用情况, 包括原理图输入、元器件库使用、PCB板绘制的基本规则和方法等, 例如:计数显示电路原理图绘制、PCB图绘制、PCB板参数设置等内容。

四、结论

目前该教学模式已实行两年, 效果显著, 课堂演示、实验操作的出勤率接近100%, 实验报告上交接近100%, 多数学生成绩优良。从上机考试答题情况看, 学生对基础知识点的掌握情况较好, 按要求绘制电路原理图的操作技能达到了熟练的程度。对于“电子线路CAD”这门实践性和应用性很强的课程, 我们在教学中选用Multisim和Altium Designer两个流行软件作为教学工具, 完全符合时代科技发展要求。另外, 加强课程实验和采用上机考试都强调了工程实践能力的培养需求, 对学生动手能力的锻炼起到重要作用, 这种工程能力在后续课程中得到了充分的应用和实践, 包括:课程学习实验、课程设计 (综合测控实践) 、毕业设计、电子设计竞赛、大学生创新科技活动等环节。随着工程教育专业的建设与发展, 对于各门专业核心课程的教学改革与探索始终是非常重要的。

参考文献

[1]张文博, 包振山, 方娟.“电子线路计算机辅助设计”本科教学研究[J].计算机教育, 2012, (22) :49-52.

[2]郑富龙, 连桂仁.Multisim10和Protel DXP软件在电子产品研发中的应用[J].电子科技, 2010, 23 (11) :19-21.

[3]王艳红, 孔亮, 李杨, 等.计算机仿真软件在电路课程中的应用与比较[J].实验室研究与探索, 2012, 31 (7) :88-91.

[4]张志友.Multisim在电工电子课程教学中的典型应用[J].实验技术与管理, 2012, 29 (4) :108-111.

电子线路CAD 篇11

1. Auto CAD系列软件。

Auto CAD是国企应用最广的CAD软件。在不同行业中, Autodesk开发了行业专用的版本和插件。例如, AutoCAD Mechanical版本 (应用于机械设计与制造) , AutoCAD Electrical版本 (应用于电子电路设计) , Autodesk Civil 3D版本 (应用于勘测、土方工程与道路设计) , AutoCAD Simplified版本 (通用版本) 。

2. Auto CAD图形文件格式。

(1) DWG格式。Auto CAD软件的基本文件格式是DWG图形文件格式 (其中包括二维和三维CAD图形) 。但DWG文件格式并非Autodesk创立的, Open DWG联盟 (现已改名为The Open Design Alliance) 将DWG文件格式变成了一种开放的工业标准文件格式。据统计, 世界上有70%的CAD图是DWG格式的。 (2) DWF格式。DWF (Design Web Format) 文件是一组图形或图像经过压缩而形成的一个单独的、尺寸较小的、无法再修改的网页文件。使用DWF Composer Viewer就可以查看DWF格式文件中的二维和三维CAD图。

二、国产建筑CAD软件及其CAD图形文件格式

随着软件知识产权保护力度的加大, 越来越多建筑设计行业国企开始放弃Auto CAD软件, 转而应用正版建筑CAD软件。

1. 浩辰ICAD系列软件。

ICAD即智能计算机辅助设计, 是苏州浩辰科技发展有限公司研制的, 拥有核心技术和自主知识产权的国产CAD平台系列软件。浩辰ICAD系列软件采用平台+结构+建筑+电气+暖通+给排水+机械的专业配套化方案。

2. 中望CAD软件。

中望CAD软件是广州中望龙腾软件股份有限公司研制的, 拥有自主知识产权的国产CAD平台软件。

3. 天正建筑CAD系列软件。

天正建筑CAD软件是北京天正工程软件有限公司基于Auto CAD平台二次开发的建筑CAD系列软件。包括:建筑设计TArch、暖通空调THvac、给水排水TWT、建筑电气TElec、建筑结构TAsd、市政道路TDL、市政管线TGX、日照分析TSun、工程造价TCms、节能设计TBEC诸软件。

4. 清华斯维尔TH-ARCH。

清华斯维尔TH-ARCH是清华大学基于Auto CAD平台二次开发的建筑CAD软件。

5. 国产建筑CAD软件的CAD图形文件格式。

上述国产建筑CAD软件都采用了与Auto CAD兼容的DWG图形文件格式。

三、机械CAD软件及其CAD图形文件格式

1. MASTERCAM软件及其CAD/CAM电子文件格式。

Master CAM是美国CNC公司开发的CAD/CAM一体化软件, 一些机械制造业国企应用该软件。不同版本的Master CAM软件生成的CAD/CAM电子文件格式不同。例如, .MCX (V10) 、.MC9 (V9) 、.MC8 (V8) 。上述格式的CAD/CAM电子文件除了包含二维/三维CAD图形外, 还包含加工刀具路径等CAM电子文件信息。

2. Pro ENGINEER软件及其CAD图形文件格式。

Pro Engineer是美国参数技术公司研制的CAD/CAE/CAM软件, 一些机械制造业国企应用该软件。该软件生成的CAD图形文件格式有:.drw格式的二维平面图、.prt格式的三维零件图、.asm格式的三维组件图等。

3. CATIA软件及其CAD图形文件格式。

CATIA是法国达索公司研制的CAD/CAE/CAM一体化软件。CATIA V5版本应用于UNIX和Windows两种平台。一些飞机和汽车制造业国企应用CATIA V5软件。该软件生成的CAD图形文件格式有:.CATDrawing格式的二维绘图文件、.CATPart格式的三维零部件图。

4. SolidWorks及其CAD图形文件格式。

SolidWorks是美国SolidWorks公司研制的CAD/CAE/CAM/PDM软件。一些机械制造业国企应用了该软件。该软件生成的CAD图形文件格式有:.slddrw格式的二维图、.sldprt格式的三维零件图、.sldasm格式的三维装配体图。

5. Unigraphics NX及其CAD图形文件格式。

Unigraphics NX是美国德克萨斯州普莱诺公司研制的CAD/CAE/CAM/PLM (产品生命周期管理) 软件。一些机械制造业国企应用Unigraphics NX软件。该软件生成的CAD图形文件格式有:.prt格式的三维部件图。

6. CAXA CAD系列软件及其CAD图形文件格式。

CAXA是我国拥有自主知识产权的CAX系列软件, 覆盖了制造业信息化设计、工艺、制造和管理四大领域, 包括设计制造 (CAD/CAM) 、产品数据管理 (PDM) 、产品全生命周期管理 (PLM) 等20多个系列软件产品。该系列软件生成的CAD图形文件格式有:.exb格式的二维设计图、.ics格式和.icd格式的三维实体图。

四、CAD图形文件交换格式

1. DXF格式。

DXF格式是Autodesk公司制定的Auto CAD图形交换文件格式, 可分为ASCII DXF格式和二进制DXF格式。但DXF格式并非CAD图形交换的标准或规范。DXF是目前应用最广的二维图形交换格式。

2. IGES格式。

IGES即初始化图形交换规范, 是基于CAD和CAM的不同计算机系统之间的通用ANSI信息交换标准。Pro ENGINEER、UG、CATIA等CAD软件都支持IGES文件格式。IGES是目前应用最广的三维图形交换格式。

3. STEP格式。

STEP即产品模型数据交换标准, 是国际标准化组织 (ISO) 所制定的CAD数据文件交换全球统一标准。许多国家都依据STEP标准制定了国家标准, STEP标准在我国对应标准号为GB16656。STEP格式独立于任何特定的计算机系统, 并能保证在多种应用和不同系统中的一致性。STEP格式还允许采用不同的实现技术, 便于CAD图形文件的存取、传输和归档长期保存。

参考文献