EDA技术零基础入门课程大纲_生活广记

EDA技术零基础入门课程大纲
EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操性，减轻了设计者的劳动强度。以下是我整理的关于EDA技术零基础入门课程大纲，希望大家认真阅读!
1.前言
能利用电子电路设计软件进行电路设计的仿真试验、设计电子电路原理图、设计电子电路印刷电路板，是应用电子技术专业学生必须掌握的职业技能。Altium Designer软件是集电子电路原理图设计、印刷电路板设计和对电子电路功能进行仿真、分析为一体的电子电路计算机辅助设计软件，教好Altium Designer软件应用这门课程，为学生以后选择相关的电子行业工作岗位、进行电子产品的自主开发都是一个有力的支撑。
1.1课程性质
《EDA技术》是利用电子电路计算机辅助设计软件(Altium Designer)进行电子电路原理图设计、印刷电路板设计和对电子电路功能进行仿真、分析。EDA技术对于应用电子技术专业的学生是一门十分重要的专业技术，《EDA技术》课程是电子技术应用专业的专业核心课程。
1.2课程基本理念
(1)以培养和提高学生职业技能和职业素养为宗旨，根据课程的实用性、实践性、规范性、开放性和综合性特点进行课程开发和课程设计。
(2)灵活运用多种教学方法，促进知识与技能、过程与方法、理论与实际的融合，提高学生的理论联系实际的能力，分析问题和解决问题的能力以及实践能力,使学生获得全面的发展。
(3)构建面向课程的评价体系,依据教学目标对学生学习效果和教师教学工作过程进行价值判断，以促进学生职业技能和职业素养的提高、教师专业素质的提高和教学方法的改进。
1.3标准设计思路
(1)根据本课程的实用性、实践性、规范性、开放性和综合性的特点进行课程开发，以培养和提高学生的职业技能和职业素养。为每一个学生的学习和发展提供机会。关注学生的个性差异，使每个学生的潜能都得到发展。
(2)以软件的操作方法、应用技巧为主线;以实际工程项目为载体;以适合行业、企业的职业能力培养为目标;进行基于工作过程的技能训练课程开发。构建以培养学生职业能力和职业素养为目标的模块化、项目式课程结构和以岗位工作过程相一致的理实一体化教学模式。激发学生学习电路设计的积极性，提高学生电路设计的能力。
(3)在新的评价观念指导下，构建发展性、多元化的评价体系。注重设计过程的形成性评价与设计成果的终结性评价相结合，学校的学习性评价和企业的价值性评价相结合，以促进学生职业素养的提高、教师专业素质的提高和教学方法的改进。
(4)通过以项目为载体的学习和训练，让学生经历电子产品的设计过程，培养其创新意识和实践能力。鼓励在自主性学习中合理运用电子设计技术。
(5)大力提倡自主性学习，创造多种途径促进学生自主性学习。如加强各类课外科研活动;让学生参加有关的电子设计竞赛;进行EDA技术的课程设计、《电子产品设计》课程学习中以及毕业设计中大量应用EDA技术。为学生的可持续发展和终身学习打下基础。
2.课程目标
2.1 课程总目标：
通过本课程的学习，使学生掌握Altium Designer软件的操作技能，掌握印刷电路板的设计过程和设计方法，达到国家职业标准要求。为将来胜任电子行业相关岗位的专业技术工作，具备突出的工程实践能力奠定良好的基础。
2.2 具体目标
2.2.1 知识目标
(1)掌握计算机windows系统操作的基本知识
(2)掌握基本电子技术、电路设计及印刷电路板的基本知识
(3)掌握基本原理图、PCB图的生成及绘制的基本方法和知识
2.2.2 素质目标
(1)培训学生的沟通能力及团队协作精神
(2)培养学生分析问题、解决问题的能力
2.2.3 能力目标
(1)具有基本的操作计算机系统的能力
(2)具有高质量设计电子电路原理图的能力和设计符合电子工程要求的印刷电路板的能力
(3)具有设计原理图元件和电子元件封装的能力
2.2.4情感与价值观：
(1)通过自我展示体验成功，培养学生的成就感;
(2)通过自主学习，小组讨论培养集体荣誉感;
(3)培养学生创造美、鉴赏美的'能力。
3.课程内容和要求
根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。
(1)Altium Designer系统及参数设置
主要介绍Altium Designer软件的功能、组成、运行环境、安装方法，重点介绍Altium Designer系统的配置方法。
(2)原理图编辑器的设置
主要介绍原理图编辑器的General、Graphical Editing、Mouse Wheel Configuration、Compiler、 Autofocus、Grids、Break Wire、Default Units、 Default Primitives 、Orcad(tm)等选项卡的设置。
(3)原理图编辑器的显示控制
主要介绍原理图编辑器的View菜单简介、原理图编辑器显示调节命令、原理图编辑器缩放显示控制命令、原理图编辑器工具栏、“workspace Panels”工面板、Desktop Layout桌面布局控制命令、其他显示控制命令、“windows”设置窗口显示的内容。
(4)原理图编辑器工作面板
主要介绍3.3.1 面板显示模式面板的显示控制、剪贴板(Clipboard)面板、收藏夹(Favorites)面板、文件(File)夹面板、库(libraries)面板、项目(Project)面板、存储器管理(Storage manager)、面板、设计片段(Snippets)面板、导航器(Navigator)面板、编译对象调试器(Compiled Object Debugger)面板、图纸(Sheet) 面板、原理图列表(SCH List) 面板、原理图检查器(SCH Inspector) 面板、原理图过滤器(SCH Filter)面板、帮助(Help)面板、知识中心(Knowledge Center)面板、快捷键提示(Shortcuts)面板的作用与操作。
(5)原理图组成对象的放置
主要介绍 Altium Designer 元器件库、元器件库的加载与卸载、元器件的查找、放置元件与元件属性设置、元件属性设置对话框、设置属性区各参数、设置图形区各参数、编辑元件引脚、设置参数列表(Parameters For*)区域各参数、设置参数列表(Models For*)区域各参数、放置导线和导线的调整、放置总线入口和设置总线入口属性、放置网络标号和设置网络标号属性、放置总线和设置总线属性、放置节点和设置节点属性、放置电源端子和设置电源端子属性、放置指示符和设置指示符属性、放置注释文字和设置注释文字属性、放置直线和设置直线属性、放置多边形和设置多边形属性、放置椭圆圆弧和设置椭圆圆弧属性。
(6)编辑电路原理图
主要介绍选取对象、选取对象命令Select、剪切对象、智能粘贴命令Smart Paste、删除对象、移动和排齐对象、剪切导线、平移图纸和光标跳转、文本编辑命令、选择存储器、全局编辑、原理图元件的全局编辑、字符的全局编辑等电路原理图编辑方法。
(7)原理图编辑器的高级设计功能
主要介绍生成项目元件库、设计模板管理、参数管理器、元件封装管理器、为项目中的图纸编号、从原理图库更新原理图元件、设计对象的转换等高级编辑功能。
(8)原理图结构及设计
主要介绍平坦式原理图设计、页末链接器的操作和应用、平坦式原理图设计方法、输入/输出端口索引的应用、带组合封装元件的原理图设计、层次原理图的设计、输入输出端口的操作和应用、电路方块图的操作和应用、电路方块图进出点的操作和应用、层次原理图自上而下的设计方式、层次原理图自下而上的设计方式、功能线束、功能线束连接器的操作、功能线束进出点的操作、信号线束的操作、功能束线相关元件的操作、软件默认的功能线束、设备图表符等原理图设计方法。
(9)原理图元件的设计
主要介绍原理图元件编辑环境原理图元件设计、直接设计、编辑设计、多子件原理图元件设计、设计原理图元件属性等内容。
(10)原理图设计的输出和导入
主要介绍材料清单报表(BOM)材料清单、简易材料清单、层次设计报表、输出作业文件管理器、设计项目打包器、智能PDF生成器、外部设计导入向导等内容。
(11)PCB编辑器系统参数设置
主要介绍常规参数(PCB Editor-General)设置、显示参数(PCB Editor-Display)设置、板观察器显示参数(PCB Editor-Board Insight Display)设置、板观察器模式参数(PCB Editor-Board Insight Modes)设置、交互式布线参数(PCB Editor-Interactive Routing)设置、显示/隐藏参数(PCB Editor-Show/Hide)设置、字体参数(PCB Editor-True Type Fonts)设置、鼠标滚轮参数(PCB Editor-Mouse Wheel configuration)设置、默认参数(PCB Editor-Defaults)设置、报告参数(PCB Editor-Reports)设置等内容。
(12)PCB板层设置
主要介绍印刷电路板的结构、PCB形状设置、PCB层集合管理器、启动层集合管理器、添加信号层(Signal Layer)、添加内电层 (Internal Plane)、钻孔对管理器、阻抗计算公式编辑器、放置电路板层集合图注、层定义及显示和颜色属性、设置层定义及显示和颜色属性、层定义、系统工作层颜色属性、PCB层集合管理器(Layer Sets Manager)等内容。
(13)PCB设计规则
主要介绍电气规则(Electrical)布线规则(Routing)、表面式封装设计规则(SMT)、屏蔽设计规则(Mask)、内电层设计规则(Plane)、测试点设计规则(Testpoint)、制造设计规则(Manufacturing)、
高频电路设计规则(High Speed)、元件布局规则(Placement)、信号完整性分析设计规则(Signal Integrity)、规则向导(Rule Wizard)的设计规则。
(14)PCB常用对象的放置及属性设置
主要介绍放置辅助对象及属性设置、放置直线Line)及属性设置、放置字符串(String)及属性设置、放置焊盘(Pad)及属性设置、放置过孔(Via)及属性设置、放置元件(Component)及属性设置、放置坐标(coordinate)及属性设置、放置尺寸(Dimension)及属性设置、直线尺寸标注(Linear)、其他尺寸标注图示、放置敷铜(Polygon Pour)、放置禁止布线对象等内容。
(15)编辑PCB文件
主要介绍选择性粘贴命令、选择对象、布线切割器命令、移动对象命令、对齐对象命令、孔径编辑器、原点设置、跳转功能、电路板三维显示、板观察器、飞线显示等内容。
(16)PCB布局布线
主要介绍导入原理图设计数据、元件布局、自动布线、交互式布线、交互式差分对布线、智能交互式布线、实时阻抗布线、多线轨布线、等长布线、交互式调整布线长度等内容。
(17)PCB编辑器高级设计工具
主要介绍网表管理、网表管理器、清理网络布线、配置物理连接网络、布局布线空间、对象分类管理器、设计规则检查器、元件体管理器、选择元件体形状、添加元件体到封装、设置元件体参数、元件体的批处理设置、撤销布线、重新标注元件、从PCB库更新封装、交互定位、交互选择、转换工具、补泪滴和删除泪滴、屏蔽导线、距离测量、报告输出板卡信息报表、网络状态报表等设计工具。
(18)元件封装设计
主要介绍元件封装的组成、元件封装设计、直接设计元件封装、编辑其它元件封装得到新的元件封装、利用封装向导获得元件封装。
4.课程实施
4.1教学内容：
课程教学中将课程的教学内容从传统的软件操作技能训练过渡到电路板设计能力的培养。按照电子产品电路板实际设计过程的要求选择实际电子产品研发领域的典型电路为学习载体，将完成设计任务需要的知识和技能进行分解、归纳、综合为三个层面：操作方法、应用技巧、行业规则和设计经验;将操作方法、应用技巧、行业规则和设计经验融合到学习中，使学生在学习和借鉴实际案例和仿真实际工作过程中开展学习，结合工程要求和工艺规范进行印刷电路板设计的技能训练。在熟练掌握《EDA技术》的相关理论支撑和各项操作技能的基础上，以电子信息技术领域典型的产品和技术进行课程设计，实现教学和生产的无缝对接，并培养学生良好的职业素养和职业意识。
课程教学采用模块化-项目式教学方案
具体见附录：《EDA技术》教学计案(模块式-项目化)
4.2教学方法：
教学中宜采用模块化-项目式教学模式和与岗位工作过程相一致的理实一体化训练模式。激发学生学习电路设计的积极性，提高学生电路设计的能力。教学中应采用多元化教学方法，多元化的教学方法尊重学生的个性和创造性，可极大地调动学生的学习积极性，产生了良好的效果。可以灵活采用下列教学方法：
(1)交互式教学法：为调动学生独立思考的积极性，理论课教学中教师或学生提出问题，师生之间、学生之间互动讨论，调动学生的积极参与性;在设计与实验实训中，教师引导学生讨论方案、方法等。
(2)任务驱动教学法：教师给出设计项目及其目标，学生根据任务目标完成项目的各个环节，如资料查找、项目方案设计、原理图与PCB设计等。这种方法使学生任务目标明确，充分发挥学生的自主性，有利于培养其独力工作能力。
(3)研究式教学法：采用研究的观点、研究的思路、研究的方法讲授课程内容，设置研究性的实验项目和作业。
(4)开放式自主实践教学法：开放实验实训室，学生自主实验，达到自主学习的目的。
另外，在提高教学质量的手段上还可以通过课外科研活动、让学生参加有关的电子设计竞赛、进行EDA技术的课程设计、后续相关课程学习中以及毕业设计中大量应用EDA技术。为学生的学习和应用EDA技术，促进电子设计水平的提高提供更多的机会。
4.3教学评价
采用发展性、多元化的评价体系。注重设计过程的形成性评价与设计成果的终结性评价相结合，引进企业和质量评价机制，以促进学生的质量意识，培养一丝不苟的敬业精神。
在新的评价观念指导下，构建发展性、多元化的评价体系，灵活应用下列评价方式：
(1)设计过程的形成性评价方式
(2) 设计成果的终结性评价方式
(3) 学校的学习性评价方式
(4) 企业的价值性评价方式
(5)企业的产品价值(质量)评价方式(奖励品、优等品、合格品、不合格品)
4.4.教材选用
4.4.1现成教材选用：
一、教材：
Altium Designer 15.0电路仿真.设计.验证与工艺实现权威指南
——何滨清华大学出版社 2015
二、参考教材：
1. Altium Designer电路设计全攻略电路图设计
——张义和科学出版社 2013
2. Altium Designer电路设计全攻略电路板设计
——张义和科学出版社 2013
3. Altium Designer实用宝典：原理图与PCB设计
——闫胜利电子工业出版社 2007
4. Altium Designer快速入门
——徐向明北京航空航天大学出版社 2008
4.4.2 自编教材规划：
自编教材要力求接近实践，最好是来源于实践的案例与情境，并开发课程的习题、参考文献等内容，向学生开放，以利于学生自主学习。
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学习电路图需要课本知识，再结合电路图学技能。就是写电流电压电阻以及各种电子设备符号组成的电路图，重要的是电路图中的一些常识的应用。
1、电路图的解释：电路图(circuit diagram)的定义：用导线将电源、开关（电键）、用电器、电流表、电压表等连接起来组成电路，再按照统一的符号将它们表示出来，这样绘制出的就叫做电路图。电路图是用符号表示实物图的图示。电路图采用电路仿真软件进行电路辅助设计、虚拟的电路实验（教学使用），可提高工程师工作效率、节约学习时间。
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2、电路图的构成：电路图主要由元件符号、连线、结点、注释四大部分组成。元件符号表示实际电路中的元件，它的形状与实际的元件不一定相似，甚至完全不一样。但是它一般都表示出了元件的特点，而且引脚的数目都和实际元件保持一致。连线表示的是实际电路中的导线，在原理图中虽然是一根线，但在常用的印刷电路板中往往不是线而是各种形状的铜箔块，就像收音机原理图中的许多连线在印刷电路板图中并不一定都是线形的，也可以是一定形状的铜膜。结点表示几个元件引脚或几条导线之间相互的连接关系。所有和结点相连的元件引脚、导线，不论数目多少，都是导通的。注释在电路图中是十分重要的，电路图中所有的文字都可以归入注释—类。细看以上各图就会发现，在电路图的各个地方都有注释存在，它们被用来说明元件的型号、名称等等。