应用物理-电路设计软件和开发大纲.doc

南通大学课程质量标准模板（理论类）一、课程简介课程名称电路设计软件和开发英译名称Circuit design software and development课程代码020970课程开设学期七课程学时48课程学分3课程类型公共基础课专业基础课专业选修课公共选修课必修课选修课授课学院理学院教学研究室/系技术物理系教材名称固体物理学教材出版信息杨欣等编著，清华大学出版社，2006年4月第1版，ISBN：978-7-302-12626-3教材性质国家部级规划省级规划自编其他考核方式考试考查开卷闭卷课程设计学期论文其他课程成绩平时成绩： 60% 期末成绩：40% 课程负责人及团队骨干（五人以内）姓名性别学历学位职称从教时间仲崇贵男博士研究生博士教授1995.08薛同莲女硕士研究生硕士讲师2007.04课程简介 电路设计软件和开发是应用物理学专业一门专业选修课程，利用两种电路仿真软件（Multisim 和 Protel）与电路课程教学相结合，开设虚拟实验。学生不仅掌握了Multisim软件中电路创建、各种虚拟仪器仪表的使用、电路的仿真分析等基本使用方法，还利用Multisim软件进行了单管放大电路、多级放大电路、小信号交流放大电路、有源滤波电路、RC正弦波振荡电路、AD转换电路等多个实验项目的仿真。Protel软件可以让学生学会印刷电路板的绘制，做完整个电路设计流程，学生创造能力和创新性思维得到了很好地锻炼，满足人才培养的要求。 二、课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：本科层次，应用物理，光电信息科学与工程课程代码：020970学时分配：48赋予学分：3先修课程：高等数学、电路、电子技术基础、电子技术基础实验后续课程：单片机原理2、 课程性质与任务： 随着当今社会科学技术的不断发展，新材料、新一代能源和光伏、以及微电子技术的迅速提升，作为应用物理专业的学生，从未来从事电子技术相关产业的生产和研发的实际需求出发，除必须掌握基本的电子技术基础知识，还要掌握有关利用电路仿真软件进行电路设计的方法。在学生学完电路基础理论知识后，通常会采用一些实践课程来训练学生，以使学生更好的掌握相关知识。实际的电路实验与基于软件的电路虚拟实验各有其优越性和不足，不能偏颇。在实验教学的初始阶段，采用实际实验的模式，让学生搭接较为简单的电子线路。随着教学内容的拓展，实际的电路实验教学受到场所、设备、元器件等实验条件的限制，采用仿真软件（Multisim和Protel）进行虚拟实验，模拟实际电路实验中的各种情况，对实验的数据和现象进行分析、研究与总结，对实际电路进行PCB板设计。通过本门课程的学习，学生应能熟练使用这些软件，并能进行一定程度的自主开发，处理实际电路应用方面的问题。三、教学目的与要求本课程的目标是通过学习电路设计中常用的两种软件（Multisim和Protel），使学生掌握电路设计的基本概念、基本理论方法和基本技术，了解电路设计与现代科学技术的关系。同时使他们树立辩证唯物主义世界观，掌握科学研究方法，创造能力和创新性思维得到锻炼。四、教学内容与安排第1章 电路设计与制作起步 （3 学时） 1.1 电路设计与电路图 1.2 电路的仿真 1.3 绘制电路原理图 1.4 印刷电路板 1.5 焊接与调试第2章 Multisim 8基础知识 （3 学时） 2.1 几个简单的定理论证实验 2.2 Multisim 8 基本界面 第3章 电路设计与仿真初体验 （6 学时） 3.1 Multisim 8 基本操作 3.2 电路设计实例1单管放大器 3.3 电路图绘制基础 3.4 电路设计实例2多级放大器 第5章 模拟电路仿真 （6 学时） 5.1 晶体管放大器 5.2 集成运算放大器 5.3 信号发生器电路 5.4 波形变换电路 第6章 数字电路仿真 （3 学时） 6.1 逻辑门初识及功能验证 6.2 逻辑门电路 6.3 时序电路 6.4 A/D与D/A 第7章 Protel 2004 基础知识（3 学时）7.1 Protel 2004 操作流程7.2 基本界面第8章 开始绘制电路原理图（6 学时） 8.1 绘制直流稳压电源电路 8.2 原理图的参数设置第9章 开始绘制电路原理图（6 学时） 9.1 图形工具的使用 9.2 层次原理图第10章 从电路原理图到印刷电路板（3 学时） 10.1 编译及错误检查 10.2 生成各种报表 10.3 印刷电路板设计的基本问题第11章 设计PCB （3 学时） 11.1 PCB的生成 11.2 PCB的设计规则设置 11.3 PCB的加工第12章 元件库创建实例（3 学时） 12.1 创建原理图库模型 12.2 创建元件的封装模型第13章 电路设计实例（3 学时） 13.1 利用NE555构成开关电源电路 13.2 单片机实验板五、教学设备和设施多媒体教室、机房多媒体教学课件六、课程考核与评估本课程考试采用开卷考查方法，时间为80分钟。48课时中，24课时用于上机学习。平时上课成绩占30%，上机成绩占30%，期末考查成绩占40%。平时成绩包括：平时作业，课堂出勤、提问等。七、附录 教材1、 电路设计与仿真基于Multisim 8 与 Protel 2004，清华大学出版社，2013年4月；制定人：薛同莲审核人： 三、考核大纲一、适应对象修读完本课程规定内容的应用物理专业本科学生；提出并获准免修本课程、申请进行课程水平考核的应用物理专业本科学生；提出并获准副修第二专业、申请进行课程水平考核的非应用物理专业本科学生。二、考核目的通过考核来检查和了解学生对本门课程内容的掌握程度，考核学生对电路设计软件和开发课程的基本概念、基本理论、电路相关知识的了解和掌握情况，以及对部分知识应用的掌握情况。通过本课程的学习，学生应对常用的电路仿真软件及电路系统设计流程，以及对电路设计常用方法有一定的了解和掌握。三、考核形式与方法期末开卷考核四、课程考核成绩构成平时上课成绩占30%，上机成绩占30%，期末考查成绩占40%。五、考核内容与要求考核内容：1. 电路设计制作流程：电路的仿真工具、如何绘制电路原理图、印刷电路板、焊接与调试；2. 电路设计与仿真：Multisim软件基本操作、电路图绘制基础、模拟电路仿真、各类常见的放大器、信号发生器电路、波形变换电路、数字电路仿真、常见的逻辑门电路及功能验证、时序电路等；3. PCB版制作方法：Protel2004基础知识；图形工具的使用；层次原理图绘制；从电路原理图到印刷电路板流程；PCB的生成、加工；元件库创建；考核要求：以电路设计流程中的基本概念、基本原理和基本操作为考试重点，一方面考核学生对基础知识、基本理论的理解程度，另一方面检查学生基运用本课程知识分析问题、解决问题的能力。六、样卷理学院 电路设计软件和开发课程考试试题 年 学期 班级 时间：80分钟 总分：100 分1、 请写出你所知道的电路设计软件，不少于三种。（5分）2、 什么是电路仿真？为什么要进行电路仿真？（5分）3、 如何测量下图中放大器的输入电阻、输出电阻及功耗？请画出相应电路图并写出计算公式。（10分）4、 仿真时，下图指示灯应如何亮？写出计算过程。（10分）5、 请分析下面的电路，指出它的功能。（10分）6、 在用Protel 2004画完PCB后，都要进行覆铜操作，这么做有什么好处？（10分）7、 请简述使用Protel设计PCB的设计步骤。（5分）8、 请写出你所知道的能够用来画PCB电路板的软件名称。（5分）9、 如果在Protel2004的元件库中找不到所需的器件，怎么办？写出具体过程。（10分）10、PCB电路板上的电子器件封装形式一般有哪几种？分别有什么特点？（10分）11、DAC和ADC的实现各有哪些方法？（10分）12、基本放大电路种类有哪些？请举一种，并画图说明。（10分）四、课程实施与保障教 学 基 本 要 求本课程系统讲述了描述电子系统设计所需要的软件、电子系统设计流程、实现方法；Multisim软件基础知识、常见模拟电路仿真、常见数字电路仿真；Protel 软件基础知识、从电路原理图到印刷电路板的方法、设计PCB、元件库创建方法。该课程理论教学的基本任务：1. 使学生掌握常见电路的基本研究方法；2. 掌握两种电路设计软件，为将来从事与材料、微电子等相关的生产、教学和科研打好必要的基础；3. 注重培养学生分析问题、解决问题的能力。主要教学环节的质量标准备 课1. 掌握本课程教学大纲内容，严格按照教学大纲要求进行本课程教学内容的组织；2. 熟悉教材各章节，借助相关专业书籍资料，并依据教学大纲编写授课计划，编写每次授课的教案。教案内容包括章节标题、教学目的、教法设计、课堂类型、时间分配、授课内容、课后作业、教学效果分析等方面；3. 结合课程特点，制作课件，运用多媒体教学手段讲授部分教学内容； 4. 确定各章节课程内容的教学方法，构思授课思路、技巧和方法；授 课1. 要点准确，推理正确，条理清晰，重点突出，理论联系实际，熟练地讲解例题。2. 多种教学方式综合运用（启发式教学、案例分析教学、讨论式教学、多媒体示范教学等），注重培养学生的专业素质，提高学生发现、分析和解决问题的能力，以便让学生能体会和领略学科研究的思路和方法。3. 必要的多媒体教学手段、课堂实验、上机练习相结合，以培养学生实践动手的能力。4. 表达方式尽量便于学生理解、接受，力求形象生动，使学生在掌握知识的过程中，保持较为浓厚的兴趣。主要教学环节的质量标准作业布置与批改学生必须按时完成一定数量的作业及上机习题，是本课程教学的基本要求，是实现人才培养目标的基本手段。书本上所有实例都应在上机实践时用相应的软件再现并能分析相关数据，理解电路原理。每次上机完毕都检查本次练习情况。课外答疑为了直接了解学生的学习情况，帮助学生进一步理解和消化课堂上所学知识，主要在学生上机实践时对具体问题进行解答，每次课前或课后10分钟也要求学生尽量提问交流。成绩考核本课程为学期课程，成绩考核的方式：考试。考试时实行同一专业统考，即统一命题，统一考试，统一阅卷。考试学期总评成绩的评定方法如下：1. 平时上课成绩占总评成绩的30%；2. 平时上机成绩占总评成绩的30%；3. 期末考试成绩占总评成绩的40%；4. 有下列情况之一者，总评成绩为不及格：（1）缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者；（2）缺交作业次数达1/3以上者