關于《電子CAD》課程的項目化實踐教學研究

董會錦++勞勝領

摘 要：目前很多高校的電子電氣類專業都開設有《電子CAD》等類似的電子電路設計類課程，雖然Protel99SE軟件的升級版Protel DXP已經由Altium公司在2002年率先推出，而且其電子電路設計功能更加強大，但因為Protel99SE軟件操作界面更加簡單友好，操作過程也較Protel DXP簡單，因其功能對于正在電子電路初級學習階段的學生來說已經相當強大，而且很多學校對此電子電路設計軟件的教學研究比較充足，所以現在很多高校依然在使用Protel99SE軟件進行《電子CAD》課程的教學。而學生一旦掌握Protel99SE軟件的使用，再學習Protel DXP也就水到渠成，靠自學也能很快上手。本文主要研究Protel99SE軟件的項目化實踐教學過程，對Protel DXP軟件僅作適當介紹。

關鍵詞：電子CAD 項目化 實踐教學

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0162-01

《電子CAD》課程是高職院校電子電氣類專業開設的一門關鍵的專業課，課。本文精選相關實踐教學內容，對《電子CAD》課程的日常教學實現項目實踐化且便于教學和學生操作。通過相關項目實踐學習，學生應掌握電子CAD的制圖規范、protel99se的使用技術、電子線路原理圖的標準化繪制技術和電子線路PCB板設計技術，學生應具有初步的電子產品設計能力。

1 《電子CAD》課程的項目化實踐教學設計

務實而且可操作的實踐教學是《電子CAD》課程項目化教學的核心，在平時的教學及項目實踐過程中，緊緊圍繞該課程的項目教學目標而進行教學。教學時間安排上，課內時間主要用于教師對相關知識點的點播和引導，課外時間可由學生充分發掘利用，主要用于學生對相關教學項目的理解、執行和延伸學習。整個項目化實踐教學都要以可見的相關電路或實在的電子產品為基礎，以提高學生的專業素質和職業素養為最高教學目標。

根據以上教學目標，我把《電子CAD》課程整合成以下十二個實踐項目進行教學，其中包括十一個單元項目和一個綜合性的貫穿項目。

項目一：繪制簡單電路原理圖。

學生應該能設置圖紙的大小和屬性，能編輯標題欄內容。能加載元件庫、放置元件、繪制導線、放置電源和接地符號和修改元件屬性，以及對象的復制、粘貼和刪除等。

項目二：繪制具有復合式元件和總線結構的原理圖。

通過此項目的學習，學生應該能放置復合式元件、能查找元件符號、能繪制總線式結構、能放置端口、能使用管理器瀏覽原理圖以及掌握瀏覽原理圖的其他方法等。

項目三：編輯原理圖元件符號。

通過此項目的學習，學生應掌握原理圖元件庫的文件結構和文件界面。應該能繪制普通的元件符號和復合式元件符號，能在同一ddb文件中使用，也能在不同的ddb文件中使用。

項目四：學習原理圖編輯器的其他編輯功能。

通過此項目的學習，學生應該能繪制一般的電子電路框圖，還能對原理圖的有關內容進行編輯和修改。另外，學生應該還能利用原理圖產生元件清單，能打印合適的原理圖。

項目五：層次原理圖的設計。

通過此項目的學習，學生應該了解層次原理圖的結構，能查看主電路圖和子電路圖，能自頂向下進行層次原理圖設計以及自底向上進行層次原理圖設計。

項目六：認識印刷電路板和元件封裝。

通過此項目的學習，學生應該了解印刷電路板的結構，了解每個工作層的意義，以及銅模導線、焊盤、過孔和字符等的表示。還應熟悉元件封裝，并且能自己做一些特殊的封裝，能建立自己的元件封裝庫。

項目七：自動布局與自動布線的基本步驟。

通過此項目的學習，學生應該能根據原理圖產生網絡表文件，新建PCB文件、設置當前原點和繪制物理邊界、繪制電氣邊界、恢復絕對原點、加載元件封裝庫、裝入網絡表、設置自動布局規則、自動布局、調整元件布局、自動布線以及掌握單面板和雙面板的設置。

項目八：自動布局與自動布線中的其他設置。

通過此項目的學習，學生應該能在自動布局前進行元件預布局，能在自動布線前設置線寬和安全間距。還能在自動布線前進行預布線，能放置合適的螺絲孔以及創建自己的項目元件封裝庫。

項目九：印刷電路板圖中引出端的處理。

通過此項目的學習，學生應該能利用焊盤和接插件處理印刷電路板中的引出端。處理的過程要能兼顧電路板是否美觀和實用性。

項目十：創建和使用PCB元件封裝。

通過此項目的學習，學生應該能新建自己的PCB元件封裝庫文件，能手工繪制PCB元件封裝，能利用向導繪制PCB元件封裝，能在同一設計數據庫中使用自己繪制的元件封裝。此外，學生還應能在不同設計數據庫中使用自己繪制的元件封裝。

項目十一：印刷電路板圖的自動布局和手工布線。

通過此項目的學習，學生應該能手工繪制印刷電路板圖，能對繪制好的導線進行編輯，且能改變導線的拐彎模式，能改變字符串的位置和方向，能放置填充，能放置多邊形平面填充（即覆銅），能進行補淚滴操作，能進行對象的排列與對齊，能通過兩個網絡文件進行電氣檢查。

項目十二：綜合項目設計。

基于TDA2030的單聲道功放的PCB設計和制作本項目是一個綜合性的貫穿項目。

通過本項目的學習，使學生初步掌握運用Protel99se軟件設計電子電路圖的能力。學生應首先打開Protel99se軟件，按照要求繪制好原理圖之后，就要著手對元器件進行編號，填寫相應的PCB封裝代碼，對于一些特殊的器件，要建立自己的PCB封裝庫，設計出相對應的合適的封裝。把PCB封裝全部做好之后，根據原理圖更新PCB圖，如果沒有錯誤，就可以布局布線了，如果有錯誤，再修改PCB封裝，重新更新PCB圖。在這里，我們一般采用手工布局和手工布線。把PCB圖設計好之后，在實驗室里我們可以利用三氯化鐵腐蝕法做出印刷電路板，然后打孔，焊接，調試，裝機。

2 結語

自《電子CAD》課程經過課改實現項目化教學實踐以來，學生的學習積極性大有提高，經過一段時間的辛苦學習，但最后學生在實訓室獨立做出自己的PCB板后，那種小有學習成就感的喜悅表情證明以前所有的辛苦學習都是值得的。不僅如此，一部分學生在掌握Protel99se軟件的使用技術后，又去圖書館借了有關Protel DXP軟件操作使用的書籍自己去延伸學習。這些都是難能可貴的學習現象，也只有這樣，學生的學習興趣和積極性被激發出來，教師的教學也就變得簡單而順利了，也只有這樣，學生的專業素質和職業素養才會得到很大的提高。

參考文獻

[1] 及力.電子CAD實訓報告[M].北京郵電大學出版社出版，2010.

[2] 高鵬，安濤.電路設計與制板protel99入門和提高[M].人民郵電出版社，2000.endprint