《电子线路CAD》教学大纲

《电子线路CAD》教学大纲课程编号：13180401英文名称：CADofElectronicCircuit学分：1学时：总学时32学时，其中理论0学时，实践32学时先修课程：大学计算机、电路原理课程类别：专业基础课程授课对象：电气工程及其自动化专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第3学期一、课程描述和目标《电子线路CAD》是电气工程及其自动化专业的一门的专业平台课，课程以实验的形式授课,课程主要内容为应用CAD软件绘制电子线路的原理图和印刷电路板。学习本课程的任务是培养学生电子线路的设计能力，提高硬件设计水平，使得学生掌握常用电路设计软件的使用方法。根据课程体系要求以及对应毕业要求指标点，本课程的目标如下：课程目标1：能掌握电气工程相关领域，特别是电机系统、电力系统中常用的电子线路绘图工具（例如AltiumDesigner，PADS，立创EDA等）的使用方法,应用诸如AltiumDesigner等CAD软件，分析电子线路的特点，设计合理的电子线路原理图和印刷电路板。课程目标2：能准确描述电子线路原理图以及印刷电路板图原理，能回答同学或老师的疑义，能分析与解释电子线路原理图的属性设置、参数选择和印刷电路板的布局、线间距、线宽、走线等。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重5.1了解电气工程相关领域，特别是电机系统、电力系统中常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其技术参数与适用范围等局限性。课程目标1H10.1能就电气工程相关领域专业问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，回应质疑，理解与业界同行和社会公众交流的差异性。课程目标2M三、教学内容、基本要求与学时分配1.上机讲解本课程包含8学时的上机讲解，有教师操作讲解课程内容，具体内容、学时分配等如下表：序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1电子线路原理图设计基础结合AltiumDesigner软件项目演示等形式，讨论电子线路CAD课程的学习目标、学习方法、以及教学形式、计划、考核要求；结合项目案例讨论，了解数电子电路原理图的一般设计步骤和流程；学习电路原理图设计的各种工具栏河图纸的缩放方法；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。基本要求：掌握电子绘图软件的安装、启动、建立绘图设计文件；掌握绘图软件系统参数的设置。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；掌握电路原理图绘图图纸格式的设置；掌握绘图网格和光标的设置。具备电子线路CAD软件的基本操作能力。重点难点：绘图软件的参数设置。德育要求：支持国产软件2集中讲授课堂演示课程目标12电子线路原理图的设计学习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。基本要求：掌握装载原理图元件库的方法；熟练掌握利用工具栏和菜单等各种方法，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；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；掌握原理图环境参数的设置和保存设计文件的方法。具备运用CAD软件绘制电子线路原理图的能力。重点难点：电子线路原理图参数设置；原理图绘制。德育要求：静心、细心、耐心2集中讲授课堂演示课程目标1课程目标23制作原理图元件和创建元件库学习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；电路原理图的电气规则基础及ERC表的产生，网络表的生成；学习元件列表的产生，交叉参考表和网络比较表的生成，原理图文件的输出。基本要求：掌握加载元件库编辑器的方法；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；掌握元件绘图工具的使用方法；掌握绘制一个原理图元件的步骤和各种元件报表的产生；掌握对电路原理图的电气规则检查；掌握生成网络表的方法；掌握电路原理图的输出方法。具备建立元件库的能力。重点难点：原理图库的绘制；PCB封装库的绘制。德育要求：工匠精神2集中讲授课堂演示课程目标1课程目标24印刷电路板的制作讨论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，PCB封装库创建和加载，印刷电路板的布线流程和PCB设计基本原则；学习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。学习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；脱节网络连接；手工编辑调整元件的布局；设计规则检查；手工布线；PCB板的3D显示。基本要求：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；掌握PCB板设计原则和布线流程；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；掌握元件PCB封装库的设计；掌握PCB板工作层和电路参数的设置。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；掌握由原理图的网络表直接生成PCB板图的方法和步骤；掌握装载PCB元件库和浏览元件库元件封装的方法和步骤；掌握元件封装的绘制；掌握手工布局和手工布线制作PCB线路及其它后续处理工作。具备运用CAD软件设计布局合理、符合工程应用的PCB电路板的能力。重点难点：PCB电路的绘制。德育要求：熟能生巧2集中讲授课堂演示课程目标1课程目标2合计82．上机操作本课程包含24学时的上机操作教学，进度安排如下表所示：序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1AltiumDesigner软件基础应用实验内容：能正确安装AltiumDesigner安装，能根据要求设置原理图参数，建立工程，对文档进行有效管理等。实验要求：必修2验证课程目标12电子线路原理图设计实验内容：能根据要求绘制电子线路原理图，能利用工具栏和菜单等各种方法，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；能对元件位置进行调整及对调整后的元件进行线路连接和更新流水号；熟练掌握原理图环境参数的设置和保存设计文件的方法。实验要求：必修4设计课程目标1课程目标23元件库创建实验内容：能根据要求管理元件库；能熟练使用原理图元件绘图工具栏以及管脚属性的编辑工具；能根据要求制作元件，创建元件库。实验要求：必修2设计课程目标14PCB封装库建立实验内容：能根据电子器件说明书建立符合要求的元器件封装库。实验要求：必修2设计课程目标15PCB电路板基础实验内容：能建立符合要求的PCB文件，熟悉印刷电路板的布线流程和PCB设计基本原则电路板基本的操作。实验要求：必修4设计课程目标16小型PCB电路板制作实验内容：能制作一般小型PCB电路。能运用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。实验要求：必修4综合设计课程目标1课程目标2中型PCB电路板制作实验内容：能制作一般中型PCB电路的制作。能运用手工编辑调整元件的布局，设计规则检查，手工布线，PCB板的3D显示等PCB高级功能。实验要求：必修6综合设计课程目标1课程目标2合计24注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法本课程根据不同的教学内容采用不同的教学方法1．基础理论部分采用集中讲授和课堂演示；2．实验部分采用上机操作，教师现场答疑；3．综合设计项目采用项目小组形式课外完成设计，现场讲解、展示形式评分。五、学业评价和课程考核学业评价由上机实验、综合设计项目和期末上机操作三部分组成，其中上机实验和综合设计项目为平时考核，期末上机操作为期终考核。（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时上机操作、综合设计项目、期末考核组成，均按百分制计分，其中期末上机操作成绩占40%、平时上机操作成绩占40%、综合设计项目占20%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）合计1平时上机操作3010402综合设计项目1010203期末上机操作301040课程目标对应分值7030100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分上机操作（1）根据给定的要求绘制正确的原理图、原理图库和封装库，并且对应的原理图纸参数设置正确，原理图布局合理美观；（2）根据原理图绘制PCB图布局合理美观，走线合理正确，PCB参数设置正确，各层布局合理。（3）沟通交流顺畅，回答问题正确。（1）根据给定的要求绘制正确的原理图、原理图库和封装库，并且对应的原理图纸参数设置正确，原理图布局较合理；（2）根据原理图绘制PCB图布局较合理，走线合理正确，PCB参数设置正确，各层布局合理。（3）沟通交流较顺利，回答问题大部分正确。（1）根据给定的要求绘制基本正确的原理图、原理图库和封装库；（2）根据原理图绘制PCB图布局基本合理，走线基本正确。（3）能沟通交流，回答部分问题。（1）没有根据给定的要求绘制基本正确的原理图、原理图库和封装库；（2）根据原理图绘制PCB图布局不合理，走线不正确。（3）沟通交流有障碍，不能正确回答问题。2.综合项目设计考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分综合设计项目（1）根据任务要求绘制正确的合理原理图和布局合理美观的PCB线路板；（2）调试制作完成项目设计。（3）正确描述制作的实物能全部功能，团队合作良好。汇报时思路清晰，回答问题正确。（1）根据任务要求绘制正确的较合理原理图和布局较合理的PCB线路板；（2）调试制作完成项目设计。（3）正确描述制作的实物能全部功能，团队合作良好。汇报时思路较为清晰，回答问题大部分正确。（1）根据任务要求绘制正确的基本合理原理图和布局基本合理的PCB线路板；（2）调试制作完成项目设计大部分内容。（3）描述制作的实物基本功能，汇报时基本能清楚地说明设计、制作过程。（1）根据任务要求绘制部分原理图和部分PCB线路板；（2）调试制作未完成或完成小部分功能。（3）不能完整描述制作的实物功能，汇报时不能清楚地说明设计、制作过程。3期末上机操作考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分期末上机操作（1）很好完成命题任务要求；（2）原理图完整，规范；（3）PCB电路布局合理美观，走线符合规范要求。（1）较好完成命题任务要求；（2）原理图较完整，符合规范；（3）PCB电路布局合理，走线符合规范要求。（4）细节需要改进，例如线粗细，线间距等。（1）基本完成命题任务要求；（2）原理图基本完整，基本符合规范；（3）PCB电路完成设计;（4）细节需要改进，例如线粗细，线间距，走线方向等。（1）没有完成命题任务要求；（2）原理图不完整，不符