湖北省高等教育自学考试电子线路CAD考试大纲(共12页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上湖北省高等教育自学考试大纲课程名称:电子线路CAD 课程代码:8510一、课程性质及其设置目的(一)课程性质和特点1 课程性质电子线路CAD是高等教育自学考试电子信息类专业必修的专业课程之一。作为CAD技术的一个分支,电子线路CAD技术不仅包含着丰富的内容而且具有很强的实用性,是现代电子系统设计、仿真与制作中不可缺少的一种手段。电子线路CAD是电子线路计算机辅助设计的简称,是计算机辅助设计应用于实现电子系统软硬件设计的方法和手段的总称。电子线路CAD设计的工具软件有很多种,本课程在简要介绍CAD技术相关背景的基础上以Protel99SE为例,详细介绍了该软件应用于电子
2、系统设计的方法与过程。通过本课程的学习学生不仅会对电子线路CAD技术有一个具体的认识而且能够结合之前学过的电路分析、线性电子线路、数字电子线路、单片机原理等课程利用CAD软件Protel99SE完成简单电路系统的设计与制作为以后更深入学习相关领域的软硬件知识打下良好的基础。课程特点CAD技术广泛应用于机械、航空、电子、汽车、船舶、轻工、纺织、建筑等各个领域。基于现代电子计算机软硬件发展的CAD技术不仅大大提高了产品质量、降低消耗、缩短产品开发周期、提高劳动生产率,而且反过来又极大的促进了计算机技术、CAD技术本身的发展。如今CAD技术内容丰富、更新速度快,是每一个从事电子技术开发与学习的人都必
3、须了解与掌握的技术。现在电子技术正在以飞快的速度发展,并且朝着高度集成化、微型化、多功能、高速度、智能化趋势发展。电子系统设计环境按其复杂程度可以分为板级电子系统开发与设计环境、芯片级电子系统集成开发环境、综合型电子系统开发环境。其中芯片级电子系统集成开发环境又可分为专用集成电路(ASIC)集成设计环境和片上系统(Soc)集成设计环境。随着计算机技术的不断发展,电子线路CAD技术在集成化、自动化、智能化与标准的规范化方面将逐渐完善。电子线路CAD课程所涵盖的内容庞杂,信息量大、更新快,如何将该课程所涉及的各种概念、各种方法与技术术语等之间的关系阐述清楚是此门课程的主要任务。结合电路仿真与设计软
4、件Protel99SE学习与操作使学生不仅在概念上对电子线路CAD有清晰的认识,还在实际的动手中清楚具体的操作过程,为以后的继续学习打下良好的基础。这是我们学习这门课程的主要目的。(二)本课程的基本要求通过本课程的学习,要求学生了解CAD相关概念,掌握电子线路CAD以及计算机辅助制造(CAM)等的基本含义,了解电子系统设计、制造的基本过程。掌握Protel99SE软件的安装、原理图的绘制、模拟仿真分析、印制板(PCB)编辑等方面的基本知识与基本操作。掌握内容:Protel99SE软件的安装、原理图的绘制、层次电路图的绘制、原理图的仿真、PCB印制板的创建与编辑;理解内容:CAD相关知识与概念、
5、电子线路一般设计过程、仿真操作的过程、仿真操作的原理与方式、PCB板的一般分类、进行PCB设计的操作过程、布局规则、布线规则、信号完整性分析等内容;了解内容:CAD相关概念、电子线路CAD发展过程以及相关软件、Protel软件的发展情况与硬件要求、能够简要概括电子线路CAD的发展现状;(三)本课程与相关课程的联系电子线路CAD是一门涉及学科门类较多、实践性较强的一门课程,电子线路CAD针对设计系统的复杂程度可以分为电路板级设计、芯片级设计、综合型电子系统设计。本课程以电路板极系统设计为对象进行电子线路CAD课程的相关知识的介绍,与本课程相关的课程有电路分析、模拟电子线路、数字电路、微机原理等。
6、电子线路CAD就其根本而言是用来设计电子系统的,故学习电路分析、模拟电子线路、数字电路、微机原理等课程是完成电子系统设计的基础。如果需要完成芯片的设计还需要学习半导体物理、集成电路设计、信号与系统、器件封装等课程,如果完成的是综合电子系统则需要计算机软件、硬件、可编程器件等相关课程有更深入的了解。要系统了解电子线路CAD的各种知识是复杂的过程,所以应该根据自己的需要有重点地去开展相关课程的学习。电子线路CAD课程在简单介绍电子线路CAD相关知识与概念的基础上结合电路仿真与设计软件Protel99SE学习与操作使学生对电子系统设计有一个具体的认识。为将来从事相关行业的工作与更深入的学习作准备。电
7、子线路CAD课程重点是CAD相关概念的理解、Protel99SE软件的使用,难点是对电子线路CAD设计过程中各个环节的理解,其中涉及很多概念,很多与实践结合比较精密的标准、规则等等。二、课程内容与考核目标第一章 电子线路CAD与Protel99SE概述一、学习目的与要求 第一章“电子线路CAD与Protel99SE概述”主要介绍电子线路CAD概况、基本概念,本章内容为此门课的基本背景与基础,属于此门课的重点内容,要求理解并掌握。重点掌握CAD概念、电子线路CAD含义与意义、Protel99SE软件的发展、特点、功能介绍等。二、课程内容第一节 电子线路CAD的概念;第二节 Protel99/99
8、SE概述;第三节 Protel99/99SE的安装与启动;三、考核知识点与考核目标(一)重点:CAD的概念、电子线路CAD的基本含义、Protel99SE硬件环境、目前常用的电子线路CAD的软件种类、Protel软件基本情况,利用电子线路CAD软件进行电路设计的过程、Protel99/99SE特点、Protel99SE软件的安装与启动、Protel99SE文件类型、Protel99SE中的文件管理。识记:CAD的概念、电子线路CAD的基本含义;Protel99SE硬件环境,要求能够简单说明软件运行的硬件条件如显示器分辩率、内存等;能够例举几种目前常用的电子线路CAD的软件;Protel软件基本
9、情况;理解:利用电子线路CAD软件进行电路设计的过程、Protel99/99SE特点;应用:Protel99SE软件的安装与启动、Protel99SE文件类型、熟练掌握Protel99SE中的文件管理,包括文件创建、重命名、删除等;第二章 电原理图编辑一、学习目的与要求电原理图编辑是电子线路CAD最基本的功能,从电原理图中提取的网络表文件是印制板设计过程中自动布局、自动布线的依据,同时电原理图也是进行电路性能仿真测试的前提。本章“电原理图编辑”是电子线路CAD软件Protel99SE最基本的操作,学生必须熟练掌握。通过本章的学习,学生应重点掌握Protel99SE SCH编辑器的使用与创建SC
10、H文件的过程。并能熟练掌握元器件图形符号库的创建与编辑。二、课程内容第一节 电原理图的概念及绘制规则;第二节 Protel99SE原理图编辑器(SCH)的启动及界面认识;第三节 电原理图绘制;第四节 利用画图工具添加说明性图形和文字;第五节 原理图编辑技巧;第六节 元件自动编号;第七节 原理图的电气检查;第八节 存盘及文件管理;第九节 原理图的打印;第十节 报表建立与输出;第十一节 电路编辑举例;第十二节 元件电气图形符号编辑与创建;第十三节 创建自己的图纸文件;第十四节 原理图操作技巧;三、考核知识点与考核目标(一)重点: 电原理图概念、电原理图编辑器(SCH)的操作、SCH图纸属性设定、元
11、件电气图形符号库及管理、元器件放置与元器件封装、SCH编辑环境下的画线工具栏、SCH编辑环境下的画图工具栏、原理图的电气检查(ERC)、电原理图网络表、元件图形符号库的创建与编辑。识记:电原理图概念、元件电气图形符号库概念及常用电气图形符号库的名称、元器件搜索中的通配符、基本元器件的封装形式(电容、电阻、二极管、三极管等)、网络表的形式与格式、网络标号的含义;理解:电原理图编辑器(SCH)的操作步骤、画线工具栏各个符号的意义、画图工具栏各个符号的意义、元件图形符号库的创建过程;应用:电原理图编辑器(SCH)的基本操作,包括常用操作的快捷键、图纸类型、尺寸、底色、标题栏等的设定;元件库的装入与移
12、出、确定元件所在库、放置元件的操作过程、连线操作,能熟练使用画线工具框完成连线操作;能熟练应用画图工具栏完成相关的绘图操作、元器件自动编号、原理图的电气检查(ERC)、网络表的生成、元件电气图形符号库编辑与创建;(二)次重点:SCH工作环境设定、电气节点与电气节点锁定、元器件旋转操作方式。识记:元器件旋转操作方式快捷键;理解:电气节点与电气节点锁定的含义;应用:SCH工作环境设定:光标、可视栅格形状、颜色及大小的选择、“自动放置电气节点”的设定等;元器件的旋转与对称操作、元器件的属性修改(序号、封装形式、型号和大小等)、放置电气节点;(三)一般:原理图编辑技巧、操作对象的概念、原理图的打印、元
13、件清单报表、图纸模板文件。识记: 操作对象的概念、图纸模板文件的含义;理解:创建自己的图纸文件的过程;应用:练习编辑单个、多个操作对象包括删除、对齐等,利用拖动功能迅速画一组平行导线、原理图的打印、生成元件清单报表;第三章 层次电路原理图编辑一、学习目的与要求层次电路原理图设计是电子线路CAD原理图设计中一个非常重要的功能,在实际中有着广泛的应用。学习与了解层次电路原理图设计的基本操作是电路设计实际操作中一项非常重要的技能,通过本章的学习,要求学生能够掌握层次电路原理图的基本概念、方法以及基本设计过程。二、课程内容第一节 层次电路设计概念;第二节 层次电路设计中不同文件的切换方法;第三节 层次
14、电路编辑方法;三、考核知识点与考核目标(一)重点: 层次电路设计的概念与特点、层次电路图的创建与编辑、自上而下的层次电路电路的编辑方法、自下而上的层次电路电路的编辑方法、模块电路的创建与编辑。识记:层次电路概念与特点、设计层次电路图的基本过程;理解:自上而下的层次电路电路的编辑方法、自下而上的层次电路电路的编辑方法;应用:能够熟练掌握层次电路图的创建与编辑与模块电路的创建与编辑;(二)次重点:层次电路设计中不同文件的切换方法。识记:层次电路设计中不同文件的切换方法,了解其命令与功能图标;(三)一般:去耦电容的画法。理解:去耦电容的作用、画法;第四章 电路仿真测试一、学习目的与要求 “电路仿真”
15、是以电路分析理论为基础,通过建立元器件的数学模型,借助数值计算方法,在计算机上对电路的功能、性能指标进行分析计算,从而获得以文字、表格、图形等为主要方式的电路性能指标等相关信息。电路仿真是除电原理图编辑外电子线路CAD的又一重要内容,是电路系统设计提高产品质量、降低成本、缩短产品开发周期、提高劳动生产率的重要手段。通过电路仿真测试的学习,学生需要掌握Protel99SE电路仿真的方法、过程及特点,了解电路仿真测试一般知识。二、课程内容第一节 电路仿真操作步骤;第二节 元器件参数设置;第三节 电路仿真操作初步;第四节 常用仿真方式及应用;第五节 仿真综合应用举例;第六节 常用元器件仿真模型;第七
16、节 创建仿真元件;三、考核知识点与考核目标(一)重点: EDA的含义、电路仿真的含义、电路仿真操作的步骤、常用仿真元件参数设置、Protel99SE提供的仿真方式、常用仿真方式应用(瞬态分析与傅立叶分析、参数扫描分析、交流小信号分析等)、电路仿真测试波形管理。识记:、明确EDA的含义、电路仿真的含义、Protel99SE提供的仿真方式;理解:在明确电路仿真的概念的基础上理解电路仿真操作的步骤、Protel99SE提供的仿真方式的作用目的;应用:能够完成一般电路仿真操作、熟练掌握常用仿真元件参数设置(包括常用元器件和仿真激励源)、能够利用常用仿真方式(瞬态分析与傅立叶分析、参数扫描分析、交流小信
17、号分析等)实现相关仿真操作、能够熟练掌握电路仿真测试中的波形管理操作;(二)次重点:Protel99SE电路仿真程序的特点、常用仿真软件、创建仿真元件、常用元件仿真模型。识记:Protel99SE电路仿真程序的特点、常用仿真软件种类;理解:简单理解常用元件仿真模型及如何创建仿真元件;第五章 印制电路板设计初步一、学习目的与要求 印制电路板(Printed Circuit Board)的编辑与设计是电子产品设计过程中的关键环节之一,也是Protel99SE软件的最主要的功能之一。由于电子线路CAD的主要任务是完成电子系统设计,所以可以说印制电路板(PCB)的设计才是电子线路CAD的最终目的。学生
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