CAD-Protel DXP 2004 SP2电路设计（第3版） 教学指南及习题答案

第3页共12页教育部职业教育与成人教育司推荐教材职业院校教学用书（电子类专业）电子CAD-ProtelDXP2004SP2

电路设计（第3版）教学参考资料任富民著电子工业出版社前言为了配合《电子CAD—ProtelDXP2004SP2电路设计（第3版）》教材的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，编写了此教学资料。该教学资料内容包含以下三个部分：第1部分是教学指南，包括了课程性质与任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配。第2部分是习题答案，给出了非操作题的答案，由于操作题基本都是抄画电路图，具有较大的灵活性，所以没有给出标准答案，请读者谅解。第3部分为电子教案，采用PowerPoint2003课件形式。教师可以根据不同地教学要求按需选取和重新组合。第4部分为视频教学演示文件，采用屏幕录制软件录制，由于屏幕录制软件的各种原因，录制视频具有时间限制，导致部分视频文件播放到后段时，画面可能不太流畅，敬请读者见谅。第5部分为教学实例，是各章项目实例的ProtelDXP2004SP2原文件，为方便老师教学而提供，主要便于较大项目实例的教学，如U盘的原理图绘制、PCB板制作等，这些大项目需要多课时演示，教学时间跨度较长，前后连贯性较强。限于编著者的水平，教学资料中错漏之处在所难免，恳请读者给予批评指正。如果您有什么建议或想法，请和我联系，E-mial：renfumin19760624@163.com电子CAD—ProtelDXP2004SP2

电路设计（第3版）1．课程的性质和任务电子CAD是高等和中等职业学校电子信息类专业的一门主干课程，其主要任务是使学生掌握电子CAD的基本概念和基本操作技能，培养学生利用电子CAD软件进行原理图绘制和PCB板制作的基本技能，为适用电子CAD绘图员和一线制板岗位打下基础。本课程是电子CAD的ProtelDXP2004SP2版本，本课程的教学目标是使学生能运用所学的电子CAD知识和技能，根据实际电路创建、绘制原理图和原理图元件，根据实际要求制作实用的PCB板和PCB封装元件，使学生达到中级电子CAD绘图员的工作水平。2.教学提要2.1重点难点2.1.1重点内容本课程的重点内容为项目和设计文件的创建和保存，原理图元件的放置和属性修改，原理图连线和编辑，电源和接地符号的放置，原理图元件的创建、编辑和调用，理解网络标号和总线的概念，掌握网络标号、总线、总线分支的绘制方法。掌握层次性原理图的绘制方法，以及原理图的打印和报表生成。理解元件封装和层面的概念，理解元件封装、原理图元件引脚、实际元件管脚之间的对应关系。掌握常用元件的引脚封装，以及元件封装的引用方法。掌握利用向导规划电路板。利用更新的方法载入元件引脚封装和网络。PCB元件的布局和调整，PCB布线和其它设计规则的设置，自动布线和手工修改导线。掌握添加覆铜、补泪滴、安装孔、连接端点的方法。掌握PCB元件的制作、编辑和引用。PCB板的打印输出。2.1.2难点内容本课程的难点内容为理解层次性原理图以及绘制方法，元件的阵列粘贴和全局修改方法。理解PCB板的各层面，以及各层面和实际电路板对象的对应关系。手工制作PCB元件引脚封装。根据各种实际元件选择合适的引脚封装。按照安装工艺和电气特性要求进行元件布局。按照电气特性要求进行导线的手工调整和修改。PCB板的检错和违规对象修改。2.2课程内容和教学要求第1章安装和初步使用DXP2004SP2本章主要学习DXP2004SP2的安装方法，并对其进行初步使用，以达到以下教学目标：知识目标：理解电子CAD的基本概念，了解DXP2004的发展过程和特点。了解DXP2004主窗口的组成和各部分的作用。技能目标：掌握DXP2004的安装、启动和关闭。掌握DXP2004工程和文件的新建、保存、打开。第2章绘制三端稳压电源的原理图本章主要学习三端稳压电源原理图的绘制过程，以达到以下学习目标：知识目标：理解原理图的一般设计流程和基本原则。技能目标：掌握原理图图纸的设置方法。掌握原理图库的添加和移除。掌握原理图元件的放置、位置调整、属性设置、删除、复制、粘贴、选取操作方法。掌握原理图元件的连线方法，节点放置方法。掌握电源和接地符号的放置方法。第3章创建原理图元件本章主要讲述数码管等原理图元件的创建过程，以达到以下学习目标：知识目标：理解创建原理图元件的必要性和几种常用方法。技能目标：掌握原理图元件的查找方法。掌握原理图元件的编辑方法。掌握原理图元件的创建方法。第4章绘制单片机显示原理图本章主要以绘制单片机显示原理图为例，以达到以下学习目标：知识目标：理解总线、总线入口、网络标签的作用。技能目标：掌握总线、总线入口、网络标签的绘制方法。了解元件的阵列粘贴方法。掌握原理图元件的打印和报表生成。第5章绘制单片机多路数据采集系统原理图本章主要以绘制单片机多路数据采集系统原理图为例，介绍层次性电路图的绘制方法，以达到以下学习目标：知识目标：理解层次性原理图的基本概念。技能目标：掌握图纸符号的绘制和端口的设置方法。掌握层次性原理图的绘制方法。第6章PCB和元件封装概述本章主要讲解印制电路板和元件封装的基本概念，以达到以下学习目标：知识目标：了解印制电路板的种类和结构。理解DXP2004编辑器中层面的概念；理解元件封装的含义；了解印制电路板的整体制作过程。技能目标：掌握PCB编辑器中显示层面的设置方法。掌握常用元件的封装；能根据实际元件选用合适的封装。第7章三端稳压电源PCB的制作本章将通过制作三端稳压电源PCB板，重点介绍电路板制作的基本过程，以达到以下学习目标：知识目标:理解主要布线规则的含义。技能目标:掌握PCB元件引脚封装的更改方法。掌握利用向导规划电路板的方法。掌握引脚封装和网络的载入方法。掌握元件布局的方法。掌握主要布线规则的设置方法，自动布线的操作方法。第8章PCB的编辑和完善本章将继续以三端稳压电源PCB板为例，进一步介绍PCB板的常用编辑和完善技巧，以达到以下学习目标：知识目标:理解常用的布线原则。技能目标:理解手工修改导线的必要性和操作方法。了解添加电源端点的方法。掌握添加文字标注和尺寸标注的方法。掌握添加安装定位孔、覆铜区的方法。第9章创建PCB元件引脚封装本章将通过创建数码管和按键开关的PCB元件引脚封装，重点介绍编辑、创建PCB元件引脚封装的不同方法，以达到以下学习目标：知识目标:理解为什么要自制PCB元件引脚封装。技能目标:掌握创建PCB引脚封装库文件的方法。掌握PCB元件引脚封装的编辑方法。掌握利用向导和手工二种方法创建PCB元件引脚封装。第10章单片机多路数据采集系统PCB的制作本章以制作单片机多路数据采集系统PCB板为例，介绍双面板的制作技巧和编辑修改方法，以达到以下学习目标：知识目标:理解补泪滴的目的。技能目标:掌握自制元件库的添加和自制封装元件的调用方法。掌握补泪滴操作方法。掌握PCB制板技能的综合应用，提高实际制板能力。第12章PCB综合设计实例本章以制作电脑有源音箱、技能大赛题为综合实例，讲解印制电路板的整体制作过程，以及由实物电路板绘制原理图的基本方法，培养制作电路板的实用技能，积累一定的电路板制作经验。2.3教学建议教学时间分配总学时：72；理论：34；上机实验：34；机动：4。第2部分非操作习题答案习题11.11.1CAD是ComputerAidedDesign（计算机辅助设计）的简称。其特点是速度快，准确性高，并能极大的减轻工程技术人员的劳动强度。随着计算机的普及和软硬件技术的发展，其发展速度日新月异，现在几乎所有的工业设计项目都有了自己相应的CAD软件（如AUTOCAD等），并向CAM（ComputerAidedManufacturing，即计算机辅助制造）方向发展。电子CAD是CAD软件的一种，其基本含义是利用计算机来完成电子线路的仿真设计和印制电路板的设计制作等。其中主要包括原理图的绘制，电路功能的设计、仿真和分析，印制电路板的设计和检测等。电子CAD软件还能迅速的形成各种报表和装配文件，如元件清单报表等，为元件的采购、电路板的实际制作、装配提供了方便。目前，电子CAD软件种类很多，如早期的TANGO、OrCAD、Protel等等，其功能大同小异。其中Protel以操作简单、功能齐全、方便易学、自动化程度高等优点逐步占领市场，是目前非常流行的电子线路CAD软件之一。流行的电子CAD软件有ProtelDXP2004SP2版。1.2DXP2004主窗口由哪几部分组成？DXP2004主窗口主要由菜单栏、工具栏、工作区、工作区面板、状态栏和命令行等组成。习题33.1为什么要自制原理图元件？针对不同的情况有几种不同的制作编辑原理图元件的方法？由于电子技术的飞速发展，新的电子元器件不断涌现，DXP元件库中不可能包含所有元件的原理图符号，特别是DXP推出以后才出现的元件和非标准的元件，此时我们必须自己创建原理图元件。对于以上问题，对应的解决办法如下：1.自己创建该原理图元件2.复制原理图元件后，编辑修改该原理图元件。习题44.1为什么在原理图绘制过程中要使用网络标号和总线？在什么情况下适合采用总线连接？由于某些电路的连线非常复杂，地址线、数据线、控制线达到几十条之多。如果还是直接连接电路之间的连线，势必导致连线交叉太多，距离过长，既不便于绘制，又不便于原理图的识图和分析，因此必须采用网络标号和总线的方法进行绘制。如果需连接的一组导线距离较长，数量较多，且具有相同的电气特性，如含控制器或存储器电路中的地址、数据、控制总线等，就可以采用总线的方式绘制。习题66.1简述丝印层、机械层、禁止布线层的作用？丝印层主要通过丝印的方式将元件的外形、序号、参数等说明性文字印制在元件面（或焊锡面），以便于电路板装配过程中插件（即将元件插入焊盘孔中）、产品的调试、维修等。机械层没有电气特性，在实际电路板中也没有实际的对象与其对应，是PCB编辑器便于电路板厂家规划尺寸制板而设置，属于逻辑层（即在实际电路板中不存在实际的物理层与其相对应），主要为电路板厂家制作电路板