电子线路CAD项目化教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨瑞萍　主编 编

图书标签:

• 电子线路
• CAD
• 电路设计
• 项目教学
• 实践
• EDA
• Altium Designer
• Proteus
• 电路分析
• 模拟仿真

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121318856

版次：1

商品编码：12235280

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：252

字数：403200

正文语种：中文

内容简介

选题内容：本书共六个项目，根据课程标准要求，把需要掌握理论内容和实践内容按照PCB设计流程由简单到复杂，由浅入深有机地组合起来。由校内教师与企业人员共同参与设计"共发射极放大电路的原理图与PCB设计，直流稳压电源的原理图与PCB设计，LED闪烁灯的原理图与PCB设计，感应小夜灯的原理图与PCB设计，电路板制作工艺，单片机*小系统层次原理图与PCB四层板设计” 等六个项目，将知识内容体系融入到工作过程中，从简单到复杂，由浅入深的逻辑关系，设立了多个工作任务，结合每一个任务的所需知识逐步解决任务中相应的问题，通过六个项目的教学活动，让学生在完成职业任务的过程中，掌握计算机辅助设计软件Altium Designer10的应用，电路板的焊接调试，行业与工艺规范及布局布线技巧，理解行业标准，从而养成现代电子企业需要的职业素养与职业能力。

作者简介

杨瑞萍，女，济南职业技术学院应用电子技术专业骨干教师，计算机辅助设计精品课负责人，具备较为丰富的教学实践经验，主持或参与过多项国家和省部级教科研项目。

目录

目 录
项目1　分压式放大器的原理图与PCB设计 1
任务1．1　Altium Designer 10．0软件的安装与初识 2
子任务1．1．1 Altium Designer 10．0的安装、激活 3
子任务1．1．2 Altium Designer 10．0软件操作初识 6
任务1．2 绘制分压式放大器电路原理图 12
子任务1．2．1 新建项目工程文件 13
子任务1．2．2 新建原理图文件 13
子任务1．2．3 加载原理图元器件库 14
子任务1．2．4 绘制分压式放大器原理图 16
任务1．3 PCB功能及其组成认知 25
子任务1．3．1 了解印制电路板 26
子任务1．3．2 掌握印制电路板的组成 27
任务1．4 分压式放大器单面板手工设计 30
子任务1．4．1 项目中新建PCB文件 31
子任务1．4．2 设置工作环境参数 32
子任务1．4．3 加载PCB元器件封装库 35
子任务1．4．4 放置元器件 35
子任务1．4．5 元器件手工布局 38
子任务1．4．6 手工布线 40
子任务1．4．7 定义电路板物理边界 42
项目2 直流稳压电源PCB（单面板）设计 50
任务2．1 绘制直流稳压电源电路原理图 51
子任务2．1．1 新建项目工程文件、原理图文件 51
子任务2．1．2 原理图图纸设置 52
子任务2．1．3 原理图工作环境设置 56
子任务2．1．4　加载和卸载元器件库 61
子任务2．1．5 绘制直流稳压电源原理图 62
任务2．2 直流稳压电源PCB单面板设计 74
子任务2．2．1 利用向导新建PCB文件 75
子任务2．2．2 设置电路板工作层面及环境参数设置 78
子任务2．2．3 加载封装库 80
子任务2．2．4 装入网络表及元器件封装 81
子任务2．2．5 手工布局 82
子任务2．2．6 自动布线 83
子任务2．2．7 保存并输出PCB厂家加工PCB板所需文件 87
项目3 LED闪烁灯的原理图与PCB设计 101
任务3．1 创建原理图元器件库 101
子任务3．1．1 新建项目工程文件及原理图元器件库文件 102
子任务3．1．2 创建新的元器件 103
任务3．2 绘制LED闪烁灯电路原理图 120
子任务3．2．1 新建原理图文件 121
子任务3．2．2　加载和卸载元器件库 122
子任务3．2．3 绘制LED闪烁灯电路原理图 123
子任务3．2．4 原理图的电气规则检查和生成网络 126
任务3．3 LED闪烁灯电路PCB双面板设计 146
子任务3．3．1　新建PCB文件 147
子任务3．3．2　设置电路板工作层面及环境参数 147
子任务3．3．3 加载封装库 148
子任务3．3．4 规划电路板 148
子任务3．3．5 在PCB文件中导入原理图网络表信息 149
子任务3．3．6 元器件布局 152
子任务3．3．7 电路板的布线 157
子任务3．3．8 添加安装孔 162
子任务3．3．9 印制电路板的3D显示 163
子任务3．3．10 保存及打印输出 163
项目4 感应小夜灯的原理图与PCB设计 178
任务4．1 绘制感应小夜灯电路原理图 179
子任务4．1．1 新建项目工程文件、原理图文件 180
子任务4．1．2 原理图工作环境设置 181
子任务4．1．3　绘制原理图中的库元器件 181
子任务4．1．4 绘制感应小夜灯电路原理图 186
子任务4．1．5 原理图的电气规则检查和生成网络表 188
任务4．2 创建PCB元器件库及元器件封装 189
子任务4．2．1 新建元器件封装库文件 189
子任务4．2．2 绘制元器件封装 190
任务4．3 感应小夜灯PCB双面板设计 197
项目5 印制电路板制作工艺 207
任务5．1 制作直流稳压电源电路板 207
子任务5．1．1 生成Gerber文件 208
子任务5．1．2 打印热转印纸 211
子任务5．1．3 敷铜板抛光 212
子任务5．1．4 线路图形热转移 213
子任务5．1．5 蚀刻 213
子任务5．1．6 钻孔 214
任务5．2 制作LED闪烁灯电路板 214
子任务5．2．1 线路图形底片制作 215
子任务5．2．2 裁板 215
子任务5．2．3 钻孔 215
子任务5．2．4 沉铜、镀铜 216
子任务5．2．5 油墨印刷 217
子任务5．2．6 烘干 218
子任务5．2．7 曝光 218
子任务5．2．8 显影 218
子任务5．2．9 镀锡 218
子任务5．2．10 脱膜 219
子任务5．2．11 腐蚀 219
子任务5．2．12 阻焊油墨 219
项目6 单片机最小系统层次原理图与PCB四层板设计 224
任务6．1 绘制单片机最小系统电路原理图 224
子任务6．1．1 层次原理图的基本结构 227
子任务6．1．2 绘制单片机最小系统层次原理图 228
子任务6．1．3 原理图的后续处理 232
任务6．2 单片机最小系统PCB四层板设计 234
子任务6．2．1 通过向导生成PCB文件 235
子任务6．2．2 加载PCB元器件封装库 238
子任务6．2．3 电路板参数设置 239
子任务6．2．4 装入网络表 239
子任务6．2．5 四层板的设置 240
子任务6．2．6 元器件布局调整 241
子任务6．2．7 自动布线 242
参考文献 246

前言/序言

前 言

我国高职教育发展非常迅速，教学理念、课程体系与教学内容等方面有待于改革。课程内容改革与建设是高等职业教育改革的着落点，传统教学仅仅以关注学科知识为主要教学内容要求，已远远不能适应现代高职教育的需求。基于此，我们综合电子信息类各专业的《电子线路CAD》这门课的课程标准编写了本书。

课程设计理念按照“以能力为本位，以职业技能为主线，以项目课程为主体”的项目化课程体系的设计要求，以形成掌握电路板制造工艺的基本技能和职业素养为目标，通过调研，密切结合现代电子企业的产品设计、装配调试、质量检验及维修等岗位群的典型工作任务，与多家企业合作，将实际研发项目、典型产品案例及学生创新项目作为载体引入到教学过程中，基于工作过程构建教学过程，紧紧围绕工作任务完成的需要来选取和组织课程内容，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。

本书以Altium Designer 10为平台，介绍电子线路设计的基本方法和技巧。

内容编写指导思想是：以项目带动内容，将内容融于项目，并将每个项目分解成多个任务，每个任务由若干子任务组成，合理地将子任务安排到相关大任务中。通过任务的设计和实现，逐步引导学生由浅入深、由易到难地学习，使学生的能力在项目的实施中逐步得到提高，达到“学以致用”的目的。

整个教材共包含六个主要项目，分别从手工设计单面板、自动设计单面板、双面板、原理图元器件及其封装设计、综合设计以及层次化原理图设计等方面展示每个项目重点学习内容。

项目一 共发射极放大电路的原理图与PCB设计，主要介绍手工绘制单面板的方法。

项目二 直流稳压电源的原理图与PCB设计，从原理图到PCB设计，介绍了完整的单面板设计过程。

项目三 LED闪烁灯的原理图与PCB设计，介绍双面板设计方法以及原理图元器件的创建。

项目四 感应小夜灯的原理图与PCB设计，主要介绍典型元器件封装的设计以及自制封装库的应用。

项目五 印制电路板制作工艺，介绍PCB制作。

项目六 单片机原理最小系统层次原理图与PCB四层板设计，主要介绍层次原理图设计方法以及多层板设计方法。

★ 本书配备原理图符号库和封装库文件、学习项目和思考练习源文件、具体实施过程操作视频和实训指导等丰富的教辅材料，以方便教师教学和学生练习。

本书由济南职业学院的杨瑞萍担任主编。具体分工如下：项目1，项目6由杨瑞萍编写；项目2由罗小妮编写；项目3，项目4由李莉编写；项目5由刘成刚编写，全书由杨瑞萍统稿。

本书充分体现高职高专的教学特点，密切贴合实际工作岗位的能力需求，实现了理论与实践的融合。本书可作为应用电子技术、电气自动化技术、电子信息技术、机电一体化技术等专业学生的教材。

由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请读者批评指正。

《电路设计与仿真实践：从概念到实物》 一、本书概述 《电路设计与仿真实践：从概念到实物》是一本深度聚焦于电子电路设计全流程的实践指南，旨在为读者提供一套系统、全面且高度贴近工程实际的设计方法论与工具应用策略。本书并非简单罗列电路理论，而是将理论知识巧妙地融入到实际的项目设计过程中，强调从需求分析、方案构思，到原理图绘制、仿真验证，再到PCB布局布线、制板调试，直至最终产品实现的完整生命周期。本书内容紧密结合当前电子工程领域的热点技术和工业界普遍采用的设计流程，以“项目化”的教学模式贯穿始终，引导读者在解决实际工程问题的过程中，逐步掌握核心的电路设计技能和现代电子设计自动化（EDA）工具的使用。 本书的目标读者群非常广泛，包括但不限于： 电子工程、自动化、通信工程等相关专业的在校本科生和研究生： 作为课程配套教材或自主学习的参考，帮助他们巩固理论知识，提升实践能力，为毕业设计和未来就业打下坚实基础。 初中级电子工程师： 希望系统性地梳理设计思路，学习更先进的设计理念和工具，提升工作效率和解决复杂问题的能力。 电子爱好者和创客： 对电子产品开发有浓厚兴趣，希望将创意转化为实际产品，掌握从零开始设计并制作电子设备的能力。 相关领域的技术开发者和项目经理： 需要了解电子电路设计流程，以便更好地协调团队、评估项目可行性、把控设计质量。 本书最大的特点在于其“项目驱动”的学习方式。与传统的以器件或模块为中心的教学模式不同，本书从多个具有代表性的实际项目入手，例如“智能家居温湿度监测系统”、“低功耗无线数据传输模块”、“音频功率放大器设计”、“数模混合信号处理板”等。每个项目都包含完整的工程实现过程，读者将跟随项目的设计脉络，逐一学习和掌握相关的理论知识、设计技巧和工具操作。这种“边学边做，学以致用”的方式，能够极大地提高学习的趣味性和有效性，使读者在解决实际问题的过程中，深刻理解理论知识的价值和应用场景。 二、核心内容与特色 本书的核心内容涵盖了电子电路设计与仿真实践的各个关键环节，并通过多个详细的项目案例进行深入阐述。 1. 项目需求分析与方案设计： 如何准确理解工程需求： 学习从用户需求、技术指标、成本限制、功耗要求等多个维度出发，定义清晰的项目目标和关键性能参数。 系统级框图设计： 掌握将复杂系统分解为若干子模块，并确定模块间接口和信号流向的系统设计方法。 技术选型与可行性分析： 学习如何根据项目需求，评估和选择合适的集成电路（IC）、分立元器件、传感器、电源方案等，并进行初步的技术可行性分析。 风险评估与预防： 识别设计过程中可能遇到的潜在风险，并制定相应的规避或应对策略。 2. 原理图设计与仿真验证： EDA工具的基础操作： 详细介绍当前主流EDA软件（如Altium Designer, Cadence Allegro, KiCad等）的基本界面、库管理、元件放置、导线连接、网络标号等核心功能。 高效绘制高质量原理图： 讲解如何遵循工程设计规范，绘制层次清晰、逻辑严谨、易于理解和维护的原理图。包括模块化设计、总线的使用、电源和地的处理、信号线的命名规则等。 电路仿真基础与进阶： DC工作点分析： 确定电路的静态工作状态。 瞬态分析： 观察电路在时间和幅度上的响应，如信号的上升下降沿、振荡情况等。 交流分析（AC Analysis）： 分析电路在不同频率下的增益、相位响应，常用于滤波器、放大器等设计。 傅里叶分析（Fourier Analysis）： 研究信号的频谱特性。 噪声分析（Noise Analysis）： 评估电路中的噪声水平。 参数扫描与优化： 通过改变元件参数，探索最优的电路性能，并进行灵敏度分析。 模型库的构建与管理： 如何导入、创建和管理SPICE模型，确保仿真的准确性。 设计规则检查（DRC）与自动/半自动校验： 利用EDA工具进行规则检查，及时发现原理图中的错误。 3. PCB布局布线实战： PCB设计流程概览： 从原理图导入到最终Gerber文件输出的完整流程。 PCB封装库的创建与管理： 学习创建和维护准确的PCB封装库，确保元件的物理尺寸和引脚定义与原理图一致。 PCB布局策略： 元件布局原则： 依据信号流向、功能模块、散热要求、EMI/EMC考虑等，进行合理的元件摆放。 关键器件的优先布局： 如电源、晶振、大功率器件、高频器件的特殊处理。 差分信号、高速信号的布线规划。 PCB布线技巧： 导线宽度与间距的计算与设置： 依据电流大小、阻抗匹配等要求，设置合理的线宽和线距。 过孔（Via）的使用与优化： 减少寄生参数，处理信号回流。 电源与地的处理： 关键的平面划分、地线的选择、去耦电容的放置。 信号完整性（SI）与电源完整性（PI）的初步考虑： 避免信号反射、串扰、地弹等问题。 EMC/EMI设计考量： 屏蔽、滤波、接地等方面的实践技巧。 差分信号、高速信号的布线： 长度匹配、等长绕线、阻抗控制等。 特殊信号处理： 如RF信号、模拟信号、数字信号的隔离与处理。 DRC（Design Rule Check）与LVS（Layout Versus Schematic）的运行与解读。 4. PCB制造与加工： Gerber文件与钻孔文件的生成： 掌握生成符合PCB厂要求的文件格式。 PCB可制造性设计（DFM）： 考虑实际生产工艺中的限制，如最小线宽、最小间距、最小过孔尺寸、焊盘大小等。 表面处理工艺介绍： 如HASL、ENIG等，了解其优缺点。 PCB组装与焊接： SMT（表面贴装技术）和DIP（双列直插式封装）的工艺流程简介。 5. 硬件调试与问题排查： 测试设备的使用： 万用表、示波器、信号发生器、逻辑分析仪等常用测试仪器的基本操作和应用。 上电测试步骤： 如何安全地进行首次上电测试，检查供电是否正常。 功能性测试： 逐步验证电路的各项功能是否按设计实现。 信号测量与分析： 利用示波器观察关键信号波形，判断电路工作状态。 常见硬件问题的诊断方法： 如无输出、输出异常、器件发热、电源不稳定、信号干扰等。 利用仿真结果指导调试。 6. 项目案例精析： 本书精心挑选了多个不同复杂度、不同应用领域的项目，详细分解设计过程。例如： 低功耗无线通信模块： 涉及射频电路基础、无线协议选型、功耗优化设计、低功耗MCU选型与编程。 嵌入式系统开发板（简易）： 涉及处理器选型、存储器接口、外设扩展、电源管理、PCB高速信号布线。 精密传感器信号调理电路： 涉及运放电路设计、滤波技术、噪声抑制、阻抗匹配。 智能电源管理单元： 涉及DC-DC转换器、LDO、过流保护、电池充放电管理。 三、本书的独特价值 强调“工程思维”： 本书不仅仅是工具的堆砌，更注重培养读者严谨的工程设计思维，教会读者如何从全局出发，考虑成本、功耗、性能、可靠性、可制造性等多种因素。 全流程覆盖： 真正实现从“概念”到“实物”的完整蜕变，让读者深刻理解电子产品开发并非孤立的环节，而是相互关联、环环相扣的系统工程。 实操性强： 大量项目案例和详细的步骤说明，让读者可以跟随实践，举一反三。读者可以通过模拟和实际动手，将学到的知识内化为自身能力。 紧跟行业前沿： 介绍的设计方法和工具，均是当前电子行业普遍采用的，有助于读者掌握符合工业标准的技能。 深入浅出的讲解： 尽管内容深入，但语言力求清晰易懂，通过大量的图示和代码示例，化繁为简，降低学习门槛。 《电路设计与仿真实践：从概念到实物》 是一本集理论、工具、方法与实践于一体的宝藏书籍，它将带领您走进真实而精彩的电子工程世界，让您成为一名更自信、更专业的电路设计者。无论您是初学者还是有经验的工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发，在电子设计的道路上更进一步。

评分☆☆☆☆☆

阅读《电子线路CAD项目化教程》这本书，我最大的感受是它打破了我对传统CAD教程的刻板印象。它并没有将重点放在罗列软件的各种菜单和功能上，而是将CAD工具的运用巧妙地融入到一系列具有代表性的电子线路项目的设计与实现过程中。我更愿意将其视为一本“项目实战手册”，通过完成书中的一个个项目，我得以在真实的应用场景中学习和掌握CAD软件的核心功能。书中对每一个项目都进行了深入的剖析，不仅讲解了电路的设计原理，更强调了在实际项目开发中需要考虑的工程化要素，例如可制造性、成本控制以及性能优化等。这种“在解决问题中学习”的方式，让我对电子线路的设计有了更直观、更深刻的理解。有时候，我会因为书中提及的某个具体设计思路而产生新的想法，然后迫不及待地去CAD软件中尝试。这本书提供了一种极具启发性的学习路径，让我感觉自己仿佛置身于一个真实的电子设计实验室，在导师的指导下，一步步完成从概念到产品的蜕变。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，当我拿到《电子线路CAD项目化教程》这本书时，我抱着一种期待，希望能找到一份详尽到每一处按键、每一个选项的操作指南。然而，翻阅后我发现，这本书的“项目化”特色远比“教程”两个字来得更为突出。它并没有刻意去罗列CAD软件的庞大功能列表，而是巧妙地将软件的操作融入到几个精心挑选的电子项目的设计流程中。这意味着，你需要跟着项目一步步走，在实际应用中去学习CAD的各种工具和功能。这种方式对于我这种喜欢在实践中学习的人来说，无疑是一种福音。书中对每个项目的原理分析、关键节点的设计考量，以及最终的PCB实现，都进行了细致的阐述。虽然有时候在某个特定的CAD操作技巧上，我需要暂停下来，自己去摸索一下，但这种“在游泳中学游泳”的学习模式，反而让我对电子线路的设计有了更深刻的直观感受。我感觉这本书更像是一位经验丰富的导师，他不是直接告诉你答案，而是引导你通过解决实际问题来掌握知识。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，是希望能快速掌握一款主流的电子线路CAD软件，并能快速上手完成一些简单的设计。然而，在阅读过程中，我发现这本书的内容重心似乎并不在于软件本身的某个特定功能演示，而更侧重于如何通过实际的项目来体现CAD工具在电子设计中的应用。书中的每个案例都显得非常扎实，从电路原理的讲解，到元器件的选型，再到PCB的布局布线技巧，都娓娓道来，并且将CAD软件的操作融会贯通其中。我尤其喜欢书中对某些复杂电路的简化处理和对常见设计误区的警示，这让我少走了不少弯路。虽然在某些软件操作的细节上，可能需要我额外查阅一些资料来辅助理解，但整体而言，这种以项目带动学习的方式，极大地激发了我动手实践的兴趣。我感觉这本书更适合那些已经具备一定电子基础，并且希望将理论知识转化为实际项目经验的学习者，它提供了一个非常好的平台，让你在真实的项目环境中学习和成长。

评分☆☆☆☆☆

对于我而言，《电子线路CAD项目化教程》这本书的内容，更像是一次深入的电子工程实战演练。标题中的“教程”二字，在实际阅读体验中，更多地体现在项目驱动的学习方法上，而非教科书式的逐一讲解软件功能。书中的每一个章节都围绕着一个具体的电子线路项目展开，从项目的背景、需求分析，到具体的设计思路、元器件选择，再到CAD工具的应用，直至最终的成果展示，都展现了一种完整的工程实践流程。我特别欣赏的是，书中并未回避项目中的一些挑战和困难，而是以一种解决问题的角度，深入剖析设计过程中可能遇到的技术难点，并给出相应的解决方案。这种以实战为导向的学习模式，让我能够清晰地看到CAD软件在真实项目中的价值和作用，也让我对电子线路的设计有了更系统、更全面的认识。虽然在某些细节的操作上，可能需要我结合软件本身的帮助文档进行补充，但这丝毫不减我对这本书内容的认可，它提供了一个非常好的“学以致用”的平台。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题虽然是“电子线路CAD项目化教程”，但当我翻开它的时候，并没有立刻感受到那种循序渐进、一步步教你操作的“教程”感，反而是扑面而来一种项目实践的鲜活性。它更像是一个经验丰富的工程师，拉着你一起深入到实际的项目开发流程中，从需求分析、方案设计，到具体的元器件选型、PCB布局布线，再到最后的调试与优化，都围绕着几个核心的电子线路项目展开。我特别欣赏的是，它并没有仅仅停留在软件操作的层面，而是深入到每一个项目背后所蕴含的电子线路设计原理和工程考虑。比如，在讲解一个电源模块的项目时，书中会详细分析不同拓扑的优劣，以及 EMI/EMC 的设计要点，而不是简单地告诉你“在这里画个这个，在那里填个那个”。这种“知其所以然”的学习方式，让我觉得收获良多，也让我对电子线路设计有了更深刻的理解。虽然标题是“教程”，但实际阅读体验更偏向于一本“案例分析与实践指南”，它教会我的不只是如何使用CAD软件，更是如何像一个真正的工程师那样去思考和解决问题。