《电路CAD》实验课程大纲
（CAD of electronic circuit）
课程编号： | 109417 | 学分： | 1.5 |
开课单位： | 电子信息工程学院 | 总学时： | 32 |
课程类别： | 专业课 | 课程性质： | 任选 |
适用专业：电子信息工程、电子信息工程（嵌入式）、通信工程、电子科学与技术、微电子科学与工程
注：课程类别是指通识通修课/学科专业课/专业方向课/实践教学
课程性质是指必修（核心）/限选/任选
一、课程地位与教学目标
（一）本课程与其它课程的联系与分工
电路CAD虽然是一门软件应用课程，但是需要学生具备一定的电路设计的能力，所以学生需要先修一些电路设计相关的课程包括：模拟电子线路、数字电子线路、高频电子线路、单片机等。
（二）教学目标
通过本课程的理论教学和上机训练，使学生具备以下能力：
1、电路原理图识图、绘图能力。
2、元器件符号和封装绘制能力。
3、电子产品原理图设计能力。
4、电子产品印制电路板图设计能力。
5、整机电路单、双面板分析和初步设计能力。
6、软件使用能力。
7、电子产品说明书阅读和写作能力。
二、课程目标与毕业要求的对应关系
毕业要求 | 指标点 | 课程目标 |
工程知识 | 1、了解Aultium Designer软件，了解本课程涉及的新技术、新工艺等 | 教学目标1 |
2、掌握电子产品原理图设计。 |
3、掌握网络表等报表的生成方法。 |
4、掌握电子产品PCB图设计。 |
5、熟悉集成库，包括原理图元件库和PCB板封装库。 |
素质目标 | 1、与人交流的能力 | 教学目标2 |
2、有主动学习、自我发展能力。 |
3、有分工合作、团队协作能力。 |
4、具备信息收集和处理能力。 |
5、具备综合分析、解决实际问题的能力。 |
6、具有开拓创新的能力。 |
三、基本理论与实验技术知识
1、知识单元一：Altium Designer软件简介（支撑课程目标1）
内容：EDA简介，Altium Designer的历史及操作风格，Altium Designer电路设计的基本方法和步骤，软件的界面介绍和系统配置。。
重点：Altium Designer的界面介绍和系统配置。
难点：电路设计的基本方法。
教学要求：了解软件的用途，掌握软件的界面和文件管理的一般方法。
2、知识单元二：设计电路原理图（支撑课程目标1、2）
内容：电路原理图设计流程，电路原理图的设计方法和步骤，原理图文件的管理。
重点：原理图的设计方法和步骤。
难点：原理图的设计方法。
教学要求：了解原理图的设计步骤，掌握原理图的设计方法。
3、知识单元三：层次原理图的设计（支撑课程目标1、2）
内容：层次原理图的概念、设计方法、步骤，方块电路和模块原理图，组件操作，图面处理和标注，元件库的操作。
重点：模块原理图的设计，组件操作，元件库的操作。
难点：组件操作。
教学要求：了解层次原理图的概念，掌握层次原理图的一般设计方法。
4、知识单元四：单面板的设计（支撑课程目标1、2）
内容：设计PCB的环境介绍，PCB设计流程，工作层面的设置，印刷电路板的设计步骤，PCB元件库的建立，单面板的设计。
重点：PCB工作层面的设置，单面板的设计。
难点：单面板的设计。
教学要求：了解PCB印刷线路板的设计流程，掌握单面板的一般设计方法。
5、知识单元五：双面板的设计（支撑课程目标1、2）
内容：双面板的设计步骤，双面板的设计，图面处理和标注，元件库的操作。
重点：双面板的设计，元件库的操作。
难点：双面板的设计。
教学要求：掌握双面板设计的一般方法。
6、知识单元六：集成库的设计（支撑课程目标1、2）
内容：集成库的概念，原理图库文件的绘制，PCB库文件的绘制，集成库的不同设计方法。
重点：原理图库文件的绘制，PCB库文件的绘制。
难点：用不同的方法设计不同的集成库。
教学要求：掌握设计集成库的一般方法。
7、知识单元七：综合应用（支撑课程目标1、2）
内容：选择典型产品，如空气净化报警装置，从产品原理和尺寸要求出发，完成产品电路板的设计。
重点：电路板外型尺寸的确定，元器件的选择。
难点：根据外壳要求确定电路板形状和尺寸的方法。
教学要求：根据外壳要求确定电路板形状和尺寸的方法、掌握印刷电路板图的设计与制作全过程。
主要教学方法：
1、基于案例、任务驱动的教学方法：将知识体系进行整合，精心选择可以涵盖不同知识点的案例，随着案例的逐步深入，学生不仅学到了设计方法，也在不知不觉中完成了具体的设计，真正做到了学以致用。
2、问题引导式实训方法：在每个项目开始前，先进行实训，实训内容包含该项目的内容。通过实
际操作，使学生获得对新知识的感性认识，对后续的学习起到了很好的铺垫作用。
3、经典案例的分析与讨论：通过组织学生分析经典设计作品，使学生开阔视野、从实际中理解设
计原则。
4、讨论式教学方法：在掌握了一定的知识和操作以后，选择适当内容采取讨论式教学，集思广益、
畅所欲言，使学生真正称为教学的主体。这样可以激发学生的学习兴趣，调动学习积极性，增加
了学习的自信心，变被动学习为主动学习。
5、分组合作式教学方法：对于较大型的设计，将4～5名学生分为一组，分工合作，即加快了进
度，又培养了学生的团队精神。接受任务后，每组指定一名学生负责，带领全组同学分析设计要求，在了解整个设计内容的基础上进行分工，使所有参加者不仅掌握自己负责的工作，还要掌握自己所完成工作在整个设计中的位置和作用，从而掌握整个设计内容。
6、开放式教学方法：只提要求不给具体题目，学生根据要求自己寻找题目，使学生从被动的进行
设计变为主动设计，而且是从源头上理解设计。
8、实训上机一体化教学方法：将实际设计对象搬到机房，边分析设计对象特点边进行设计，实训
内容与上机内容完全融合在一起，按照实际工作中的设计过程安排教学。
9、取证与教学相融合：在教学过程中，紧密结合职业技能能证书考核要求，将考证内容融合到日
常教学中。
四、实验方法、特点与基本要求
实验方法及特点：
通过学生完成各个规定的操作训练来达到很好的掌握该软件的目的，所以，在课程进行当中，应给予学生大量的动手实习机会，并根据学生的实际情况，选择好合适的教学内容。
基本要求：
（1）熟悉Altium Designer软件的界面；
（2）掌握并能熟练运用Altium Designer软件制作元件库；
（3）掌握并熟练运用Altium Designer软件设计电路原理图及PCB板布线。
五、实验主要仪器设备
硬件：PC机
软件：Altium Designer 6.9软件
六、实验项目的设置与内容提要
序号 | 实验项目 | 内容提要 | 学时 | 类型 | 每组人数 | 要求 |
1 | 软件参数的设置，文件的建立与保存、标题栏的绘制、原理图的熟悉。 | 内容：1、工程文件、库文件的创建与保存。 2、Protel99S与Altium Designer 文件的相互转换。 3、模版以及标题栏的设计与调用。 4、库的装载与调用。 5、放大缩小图纸快捷方式。 6、放置元器件，元器件翻转等。连线、网标、总线、拖动元件、元件编号、一次性修改元件参数。 | 4 | 验证 | 1 | 必做 |
2 | 原理图的绘制 | 内容：1、智能粘贴 2、以一张图为例（PPT中电源模块）介绍原理图的绘制， 放置单独设置导线属性，编译原理图有无错误，联系电源电路原理图的绘制。 | 4 | 验证 | 1 | 必做 |
3 | 从原理图到PCB | 内容：1、No ERC的放置（以PPT的电源图为例）。 2、元器件的封装、选择元器件合适的封装，将原理图导入到PCB，不能有任何错误，介绍常见的三种错误类型（封装没找到、元器件引脚不一致、找不到网络），元器件布局，Keep out layer 画边框，放置机械孔。 3、以第二次课的电源原理图为例完成设计 | 4 | 验证 | 1 | 必做 |
4 | 原理图到PCB的后续介绍 | 内容：1、放置机械孔，设置布线规则，自动布线，手工布线介绍，补泪滴，铺地，设计规则检查，写文本，输出元器件清单，导出PDF，输出Gerber 文件和钻孔文件。 2、以电源为例，重新布局，手工布线完成电路板的设计 | 4 | 验证 | 1 | 必做 |
5 | PCB的后续介绍及综合练习 | 内容：1、利用向导生成PCB板型，根据PPT练习生成PCB板型。层次原理图介绍，由上至下，由下至上的设计方法。 2、以P282、283页放大电路和功率放大电路为例完成整个原理图到PCB的设计。 | 4 | 验证 | 1 | 必做 |
6 | 集成库的设计 | 内容：1、新建集成库文件，介绍集成库的概念，以电阻为例绘制原理图库文件，注意：放在第四象限，以电阻为例绘制PCB库文件，注意：画好后设置原点到1脚。 2、分别介绍插针元件和贴片元件PCB库文件不同的绘制方法，在集成库中增加一个元件，关联库文件，芯片原理图的更新，集成电路的设计，多PART元件的绘制，用向导的方式生成PCB库文件。 | 4 | 验证 | 1 | 必做 |
7 | 复杂元件集成库的设计 | 内容：1、回想集成库设计过程，LCC封装元件封装的自动生成，复制法制作集成库，以7805为例设计集成库，以74ls139为例完成集成库的设计，自己绘制原理图库文件，用向导生成PCB库文件。 2、以AD731为例设计集成库。 | 4 | 验证 | 1 | 必做 |
8 | 综合设计练习 | 内容：1、原理图的绘制流程，标题栏的练习，PCB的练习，集成库的练习。 | 4 | 验证 | 1 | 必做 |
七、实验报告要求
无
八、课程考核与成绩评定
《电路CAD》课程考核由两部分组成：形成性考核和终结性考核。形成性考核占40%；终结性考核为实践考核，实践考核占60%。课程考核得分=终结性考核×60% + 形成性考核×40%。实践考核采用上机考核方式，考核时间120-180分钟，总分为100分，考核内容为印刷电路板设计操作大题。
实训考核由实训出勤、实训作业组成。某个实训未出勤则不得分。在实训出勤的前提下，单个实训得分=实训操作得分。实训考核总得分等于所有单个实训得分的算术平均分。
形成性考核由上课情况（包括上课出勤、上课答问、上课纪律）、上机作业和实训考核组成。
终结性考核占课程总成绩比例 | 60 | 形成性考核占课程总成绩比例 | 40 |
形成性考核 | 考核形式 | 内容 | 要求 | 比例 |
考勤 | 出勤情况 | 不迟到早退、不旷课、有事请假 | 10% |
作业 | 上机作业 | 上交次数、内容质量 | 20% |
课堂表现 | 态度纪律 | 认真听讲、积极思考 | 10% |
终结性考核 | 实践考核 | 期末上机考核 | 60% |
九、推荐教材和教学参考书目与文献
教材
[1]《Altium Designer原理图与PCB设计(第2版)》，周润景，郝媛媛，电子工业出版社，2012年
主要参考书
[1]《模拟电子技术基础》，胡宴如，高等教育出版社，2010年
[2]《单片机原理与应用及C51程序设计(第二版)》，谢维成，清华大学出版社，2012年
执笔人：王芳审核人：赵俊霞教学院长（主任）：刘维周
