采用Protel軟件提高高職應電專業畢業設計質量的研究與實踐

周旭丹++魏王懂

【摘要】高職院校的畢業設計是高職教育教學的一個重要環節，是高職人才培養計劃的重要組成部分。做好畢業設計，對高職培養高素質技術技能人才，具有十分重要的作用。在應用電子技術專業畢業設計中，引入Protel軟件，極大地提高了學生畢業設計質量。

【關鍵詞】高職 應用電子技術專業 畢業設計質量 電子線路CAD

【Abstract】The graduation design of Higher vocational college is an important part of higher vocational education teaching and it also plays an essential component of higher vocational education personnel training plan. Doing a good job at graduation design is very useful for higher vocational colleges to cultivate high？鄄quality technical and skilled talents. With the introduction of Protel software to applied electronic technology specialty graduation design， it is greatly improved the quality of graduate design.

【Keywords】higher vocational college； applied electronic technology specialty； quality of graduation design；electronic circuit CAD

【基金項目】本文系紹興市教育科學2014年度規劃課題“應用電子線路CAD設計軟件提高高職應用電子技術專業學生畢業設計質量的研究與實踐”研究成果。（項目編號：SGJ14025，項目主持人：周旭丹）

【中圖分類號】G421 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0248-02

高職院校畢業設計是高職教育教學的一個重要環節，是高職人才培養計劃的重要組成部分，也是高職實現人才培養目標的最后一個階段[1]。它既是對學生在大學期間所學知識、技術與能力的檢驗，也是對高職院校教育教學質量的全面、綜合的檢查[2]。它既是學生對理論知識綜合運用的過程，也是學生理論結合實踐分析解決實際問題和培養初步科學研究能力的重要階段，又是對學生團隊協作能力、創新思維能力等綜合素質的全面檢驗。做好畢業設計，對高職培養高素質技術技能人才，具有十分重要的作用。對以培養面向現代電子產品生產企業從事電子產品的生產及組織管理的應用電子技術專業來說，在畢業設計中引入Protel軟件開展“基于產品研發過程”的課題研究，意義重大。本人在指導應電專業學生開展畢業設計中積極進行了這方面的探索，取得了良好的效果。

1.將Protel軟件引入應電專業畢業設計的可行性

Protel軟件最早是Altium公司在80年代末推出的，經過了Protel DOS版，Protel 98，Protel 99 SE，Protel DXP等多個版本，目前最高版本是altium designer。在電子行業眾多的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設計者的首選軟件。該軟件具有電路原理圖SCH繪制、原理圖元件制作、電路仿真、PCB印制電路板設計、元件封裝制作、可編程邏輯器件設計、圖表生成、電子表格生成等強大的電子產品開發的功能。

應用電子技術專業畢業設計內容涉及電子電路的設計，包括運用電路基礎、模擬電子、數字電子、單片機、可編程邏輯器件等相關知識與理論，同時還要在萬能電路板上進行元器件的安裝和電路板的焊接。在這個過程中往往還需要加一個面包板的環節，就是學生要先在面包板上對所設計的電路進行驗證，若電路驗證成功，則再到萬能電路板上進行。在畢業設計中運用Protel軟件，將極大縮減電路驗證的流程，并大幅提高電路的可靠性。Protel軟件起到了很好的橋梁作用，有效銜接了電路設計與電子工藝制作，電路設計的合理性與否得以較可靠驗證，而PCB板的制作使得電路連接簡單輕松，焊接的工作也簡便了不少。對學生來說，畢業設計的過程，成為檢驗和鞏固并提高其系統專業知識的過程，同時還鍛煉了邏輯思維、整體意識和時間管理能力。

2.引入Protel軟件后應電專業畢業設計的步驟

學生選定畢業設計課題后，一般需經過以下七個步驟完成最終的畢業設計作品。

2.1 確定電路設計方案

根據所選課題的設計要求，結合專業已學的電子線路、單片機、PLC技術、CPLD可編程技術等相關知識，確定可實現的幾個方案，通過在經濟上、電路可靠性上、電路性能方面等比較各方案，選擇出最佳的電路設計方案。

2.2 繪制電路原理圖

根據電路設計方案，打開Protel軟件，進入原理圖編輯器，先設置圖紙參數，后查找或制作所需元件，并把它有序放置到原理圖上來，調整元器件之間的位置和間隔，再放置接插件、電源、接地符號等。然后，對電路進行連線，連線完畢放置網絡標號。生成材料清單，檢驗所用元器件的Designator、Value、Footprint、Simulation等重要參數是否設置合理；生成網絡表，檢查電路信息，若發現錯誤及時糾正。最后，對整個電路進行編譯ERC校驗，確保電路正確。

2.3 電路仿真及方案修正

Protel DXP提供了10 種分析仿真方式，包括直流工作點、直流掃描、交流小信號、瞬態過程、Fourier、噪聲、傳輸函數、溫度掃描、參數掃描以及蒙特卡羅分析等。電路原理圖繪制完畢后，設置仿真方式并指定要顯示的數據節點，系統進行電路仿真，生成sdf 文件，同時打開窗口顯示分析結果。觀察電路仿真結果，分析仿真波形是否符合電路設計要求，如果不符合，則重新調整電路參數進行仿真，直到滿意為止。

2.4 設計PCB板并打印圖紙

電路仿真達到滿意結果后，就可以進入PCB印制電路板的設計了。一般的步驟是先進入PCB編輯環境，定義PCB印制電路板，可自定義板框大小，也可以采用軟件自帶的PCB板制板向導來實現；接著從原理圖導入網絡表信息；再是對元件封裝進行合理美觀布局；然后進行布線規則的設置，線寬大小建議在12mil以上；最后是自動布線，布線成功后就可以使用熱轉印紙按1：1的比例依次選擇不同層進行打印。

2.5 制作PCB板

PCB圖紙打印好后，分五步完成。第一步是曝光，選擇合適大小的曝光覆銅板，打開多功能制板系統抽屜式曝光機，將圖和覆銅板放入，曝光約90秒左右后完成；第二步是顯影，調制好一定濃度的溶液，并加熱到50攝氏度左右，將線路板放入顯影槽進行顯影；第三步是蝕刻，蝕刻時間一般需要十幾分鐘；第四步是鉆孔，根據焊盤大小選擇不同的鉆頭進行鉆孔；第五步是表面處理；若為雙面板，還要進行第六步，過孔。線路板經過以上步驟后，可用萬用表檢測電路是否均連通，以保證后面的步驟順暢進行。

2.6 元器件接插并焊接

把選用好的元器件接插到合適的位置，用電烙鐵、松香等對元器件進行焊接，這里要注意不要出現虛焊、假焊和漏焊現象，要盡可能做到焊點表面完整、連續和圓滑。

2.7 電路調試

電路焊接完畢，則需要用萬用表、示波器等工具對電路進行調試，發現故障，進行電路分析并排故，直到電路功能正常為止。一般來說，畢業設計的電路相對簡單，在前面幾個步驟都順利的情況下，電路調試基本都能成功。有出現問題的，往往都是電路設計方案本身存在問題，并在仿真階段也是含含糊糊過去的。

3.引入Protel軟件后應電專業畢業設計的實效

將Protel軟件引入到應用電子技術專業畢業設計后，總體來講，學生畢業設計的質量大大提高。具體體現在以下四個方面。

一是學生對專業的自信加強了。畢業設計系統地考驗了學生對所學專業知識的掌握和運用能力。引入Protel軟件后的畢業設計里，學生既有對專業理論知識的提取、運用和消化，又有基于產品研發過程的專業實踐的鍛煉，理論與實踐相結合，學生的專業自信明顯提升。

二是學生的綜合素質增強了。畢業設計過程中，碰到的可能是對某個元器件用法和功能的不熟悉，也有可能是對電路參數大小比較模糊，這些都需要學生去查找文獻，提高自學能力；另外，在電路設計、電路仿真過程中，可能會出現參數不符合要求，需要修正和調整，這個過程可能是反復的，考驗的是學生對某項任務的堅持不懈和百折不撓的精神；此外，還培養學生的嚴謹和細致。

三是學生畢業論文的內容充實了。學生對畢業設計的整個過程進行梳理和筆錄的內容就可構成畢業論文的核心內容了。學生經過畢業設計的親身實踐，有過程，有感觸，必然言之有物。

四是學生畢業就業的專業對口率提高了。引入Protel軟件后畢業設計，不僅讓學生對專業更有自信，同時學生對Protel軟件的掌握也加深了，對制板的流程也熟悉了，在就業過程中，Protel繪圖員工、制板工等相關崗位的工作也能承擔了。

4.結束語

在應用電子技術專業畢業設計中引人Protel軟件，改變了過去畢業設計只注重理論設計的純教學性的做法，采取理論設計與實踐制作相結合，動手能力與創新精神相結合[3]，充分發揮學生主體性作用的方式相比，取得了良好的效果。

參考文獻：

[1]楊碧石.高職應用電子技術專業畢業設計作品化教學模式探討[J].實驗室研究與探索，2011（7）.

[2]司景萍，高志鷹.提高畢業設計質量的措施探討[J].高等教育研究，2010（9）.

[3]吳偉雄，褚蓮娣，熊遠生.應用電子線路CAD軟件提高畢業設計質量[J].嘉興學院學報，2006（11）.

作者簡介：

周旭丹（1977—），女，浙江寧波北侖人，紹興職業技術學院教務處副處長、講師、碩士，研究方向：電子與通信工程。

魏王懂（1977—），男，浙江諸暨人，紹興職業技術學院機電工程學院汽車專業負責人、講師、碩士，主要研究方向：汽車電子技術。