《电子线路CAD》课程教学大纲

1、电子线路CAD课程教学大纲课程名称：电子线路CAD课程代码：ELEA1038英文名称：Electronic Circuits CAD课程性质：专业必修课程学分/学时：2学分/2周开课学期：第6学期适用专业：电气工程及其自动化先修课程：计算机信息技术、电路、电子技术后续课程：系统仿真、毕业设计一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：电子线路CAD是电气工程及其自动化专业的一门专业必修课程。是为培养学生电子线路设计工作以及相关软件的实际操作能力而开设的一门实践性课程。使得电气工程及其自动化的学生在以后的学习和工作中掌握常用电子

2、线路设计软件的使用方法。培养学生掌握典型电路设计软件，初步具备独立绘制电子线路图、制作PCB电路板的能力。教学目标：电子线路CAD是一门实践课程。通过本课程学习，获得电子线路CAD方面的基本理论和基本技能，学生通过课程，可以具备使用电子电路设计软件绘制电路原理图、制作简单的PCB集成线路板的基本能力。为以后的毕业设计等进行铺垫。本课程的具体教学目标如下：熟悉电子线路CAD软件的开发环境和项目管理形式，掌握电路设计的基本概念；掌握绘制原理图的基本操作步骤、理解层次原理图的概念；掌握创建原理图元件库的方法；掌握绘制PCB线路图的基本步骤，线路图参数设置的意义，掌握手动、自动布局和布线的方法；掌握创

3、建PCB元件库的方法；了解电子线路CAD软件的电路仿真功能；对电磁兼容性和元件布局的有所了解。教学目标与毕业要求的对应关系：毕业要求指标点课程目标对应关系说明毕业要求3：设计/开发解决方案3-3 能够对软硬件的部件进行设计和实现，并对设计方案进行优选，体现创新意识教学目标2掌握绘制原理图的基本操作步骤、理解层次原理图的概念，对设计方案就行分类，权限功能等都要有了解。教学目标3掌握创建原理图元件的方法，对原理图没有的库进行设计和编辑，适应不断更新的元器件趋势。教学目标4掌握绘制PCB线路图的基本步骤，线路图参数设置的意义，掌握手动、自动布局和布线的方法。教学目标5掌握创建PCB元件的方法，对不知

4、道封装方式，或者特殊封装方式的元件硬件建立库文件，适应新的设计环境。毕业要求5：使用现代工具5-1 能恰当使用计算机软件及仿真工具，完成电气和自动化工程项目的模拟和仿真教学目标1熟悉电子线路CAD软件的开发环境和项目管理形式，掌握电路设计的基本概念。教学目标6了解电子线路CAD软件的电路仿真功能，用仿真来代替硬件电路制板后是今后的趋势，仿真可以缩短研发周期。5-2 能熟练使用电子仪器仪表和其他硬件检测电气和自动化的关键参数教学目标7对电磁兼容性和元件布局的有所了解，运用仿真或者硬件电子仪器来测试绘制图纸的稳定性和实用性。二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明

5、重点内容和难点内容。重点内容：；难点内容：）熟悉电子线路CAD软件的开发环境和项目管理形式，掌握电路设计的基本概念（3学时）（支撑教学目标1）电子线路CAD软件的概述绘图环境介绍绘图环境的工具栏、菜单栏、系统状态等界面介绍进入设计环节，启动原理图编辑器和印制板图编辑器目标及要求：了解电子线路CAD软件的功能、特点、安装、运行、系统配置需求；绘图环境介绍、包括电子线路CAD文件的管理、创建、保存、更名等具体步骤方法；绘图环境工具栏管理、菜单栏各项功能、系统状态显示等界面介绍。会定制属于自己的设计界面；建立工程文件的方法，建立原理图、印制板图、及其各种库文件的方法，不同文件后缀名的定义方法；讨论内

6、容：如何建立不同的工程文件，不同的工程之间都有什么差异。作业内容：安装和使用电子线路CAD软件，熟悉环境和菜单按键，最好能记住几组常用的快捷键。掌握绘制原理图的基本操作步骤、理解层次原理图的概念（6学时）（支撑教学目标2）电路原理图设计流程电路原理图的设计工具和基本操作电路原理图库文件的操作层次原理图的设计目标及要求：掌握电路原理图的设计流程，对设计使用电路CAD软件有所了解；掌握电路原理图设计工具的操作方法，常用绘制图纸工具的快捷方式，每个元器件属性编辑窗口的作用，更改属性的意义等，更改图纸属性，参数，网络电气节点的设置等。元器件的查找，放置，移动，复制，粘贴等操作方法；电路原理图库文件的作

7、用，加载、删除、地址变更。元器件在库里的查找方式，库文件的意义；复杂工程的绘制，引入层次原理图，自定而下或者自下而上的绘制层次原理图的方法；讨论内容：对库文件的认识，元器件如何在众多库中找到，基本库文件中各元器件在实际中是什么元件。作业内容：使用软件，调用所有基础库文件的元件，了解各是哪种元件，各是什么性质的。自学拓展：查找一般元器件的名称，比如电阻为Res、电容Cap，二极管Diode，其他常用的都是什么名称。创建原理图库文件的方法（6学时）（支撑教学目标3）原理图库文件的创建新建元件更改现有的元件更新原理图库文件目标及要求：掌握新建原理图库文件的方法，保存位置和打开方式。对原理图库文件的内

8、容有所了解；掌握新建元器件的方法，引脚符号及其设置方式，各个模块的设置方法和绘制原理；新建元器件会非常复杂，可以更改现有的元件库文件，然后可以快速的建立新元件，避免重复劳动。原理图库文件更改之后更新原理图文件的方法，保持两者一致这是创建元件库的目的，学生要熟练掌握这些库文件的操作方法。讨论内容：新建元件和编辑元件哪个更快，都需要注意什么。作业内容：根据学习内容自己练习绘制原理图库文件。练习新建、编辑、更新的具体步骤。自学拓展：常用的元器件名称，新建元件目的方法。掌握绘制PCB线路图的基本步骤，线路图参数设置的意义，掌握手动、自动布局和布线的方法（6学时）（支撑教学目标4）绘制PCB的步骤层的概

9、念元件布局方法和注意事项手动布线和自动布线的方法目标及要求：绘制PCB线路图的基本步骤，掌握新建，保存，复制，更名等操作流程。工程文件的加载和删除方式，和相应的作用；掌握层的概念，对不同层的作用有了解，认识阻焊层、助焊层、机械层、禁止布线层、丝印层等不同层的选择和设计。元件放置的方法，如何将原理图文件的元件导入到印制板图中，出问题的元件如何解决错误，并进行更新。并且掌握单独放置元件的方法，和网络、飞线等基本概念；布线规则的设计和更改，掌握布线的一般方法，知道手动布线和自动布线的优缺点，掌握手动布线的方法，放置焊盘和过孔的快捷方式，并对出错的问题进行调整，知道布线规则和注意事项；讨论内容：如何放

10、置新元件和已有网络连接。作业内容：对已有的原理图文件转换PCB文件，并进行布局和布线，并进行规则校验，更改错误的部分。自学拓展：单独自动布一个网络的线路，或者加粗某一网络线径的方法。掌握创建PCB元件库的方法（6学时）（支撑教学目标5）PCB图库文件的创建新建元件更改现有的元件更新库文件目标及要求：掌握新建库文件的方法，保存位置和打开方式。对库文件的内容有所了解；掌握新建元器件的方法，引脚符号及其设置方式，各个模块的设置方法和绘制原理；新建元器件会非常复杂，可以更改现有的元件库文件，然后可以快速的建立新元件，避免重复劳动。库文件更改之后更新印制板图文件的方法，保持两者一致这是创建元件库的目的，

11、学生要熟练掌握这些库文件的操作方法。讨论内容：新建元件和编辑元件哪个更快，都需要注意什么。作业内容：根据硬件绘制印制电路板图。自学拓展：导线线径和电流之间的关系，如何根据实际需要改变线径。了解电子线路CAD软件的电路仿真功能（6学时）（支撑教学目标6）电路仿真的介绍混合信号电路功能仿真目标及要求：掌握软件进行仿真的基本原理。知道在电路原理图设计阶段实现对数模混合信号电路的功能设计仿真，配合简单易用的参数配置窗口，完成基于时序、离散度、信噪比等多种数据的分析。软件可以在原理图中提供完善的混合信号电路仿真功能 ,除了对XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。；对不同的混

12、合信号电路进行仿真。了解软件可以仿真的类型包括：1、直流工作点分析 2、瞬态分析和傅立叶分析 3、交流小信号分析 4、阻抗特性分析5、噪声分析6、Pole-Zero（临界点）分析 7、传递函数分析 8、蒙特卡罗分析 9、参数扫描 10、温度扫描等 。对不同的类型进行学习仿真。自学拓展：打开系统自带的例程，学习其中的绘制方法。对电磁兼容性和元件布局的有所了解（6学时）（支撑教学目标7）掌握电磁兼容性的规律和定义根据电磁兼容性的原理如何进行元件布局和绘制印制板图目标及要求：掌握电磁兼容性的定义，电磁兼容性（EMC，即Electromagnetic Compatibility）是指设备或系统在其电磁

13、环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的 HYPERLINK /view/1437546.htm t _blank 电磁骚扰(Electromagnetic Disturbance)不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁骚扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility，即EMS)。电磁兼容的分析角度EMI和EMS分类。在电源、信号线、模拟信号、数字信号的设计方面的注意事项。讨论内容：电磁兼容性都有些什么注意事项。作

14、业内容：对绘制的电路板图文件按照兼容方式调整。三、教学方法在教学方式上，根据具体教学内容，综合运用课堂讲授和演示、课堂讨论、课堂练习、发现学习法和自学指导法，通过引入问题和启发式教学，使学生更加明确教学内容的知识体系，引导学生主动学习，激发内在学习动机，提高课堂的积极性。在目前的实验教学条件基础上，及时采用实验练习法，强化所学知识的理解和运用，培养学生解决实际问题的能力。在实验教学过程中，引导学生发现问题，思考解决方案，为后续教学内容作铺垫。结合具体教学内容，本课程所采用的教学方法说明如下：根据基础部分，由老师讲解和教学演示，直观了解实验现象。教学内容的实践性比较强，单纯原理的讲解较难理解，所

15、以功能模块的讲解分解到各个功能模块的编程中去，用到哪里讲解到哪里，讲完了就用，就进行实践，这样学生更容易掌握，对知识的理解也更深入，交互式教学学生不懂直接提问加强师生之间的交流。利用实物投影仪和屏幕投影等方式，然学生有一个直观的认识，之后学生重复老师的绘制方法，效果直接显示这样对程序的理解和掌握有更快的速度。根据从简单到复杂，从单一到综合的学习方法进行教学。绘制的硬件电路图示单片机系统，是一个复杂的系统，教学中本着有简答到复杂的原则进行绘制，从小的模块开始绘制，然后不断扩展，最终完成整个电路的绘制。注重团队协作能力的培养，多进行学生间、师生间的讨论。单纯的老师教学生学不利于知识的传达和掌握。在

16、绘制时候有很多学生动手实践的时间，这个时候可以充分发挥学生之间的互帮互助能力，让学生以小组进行讨论，共同解决遇到的困难，这样的方式更有利于激发学生自己思考，自己探索的能力，这样解决的问题学生印象深刻，同时可以起到培养学生团队协作能力，倾听其他人意见，与团队成员共享信息的能力，对今后踏入工作岗位也有益处。老师也可以参与学生的讨论，帮组他们分析问题，引导式的启发他们解决问题。在教学方法的实际执行过程中，每个教学环节都应具有明确的目的性。同时，以上教学方法需要根据教学过程中的实际效果、学生对知识点的掌握和应用情况不断改进。教学效果不好、学生对知识点理解程度不高时，应适当调整教学方法，适当增加演示法或实验训练法，或在讲授后续教学内容时