本书根据全国中等职业学校电子类专业教学大纲,结合河南省电子技术应用专业教学标准,参照电子线路计算机辅助设计职业资格标准和行业技能鉴定标准,依据企业生产实际和职业能力要求,考虑中高职教学内容衔接,参考历年来全国电工电子技能大赛相关内容编写而成。全书共分3个项目,分别为设计直流稳压电源PCB、设计声光控延时开关PCB,设计单片机控制电路PCB。本书为新编校企合作实验教材,采用了适应技能培养要求的“项目+任务”的编写体例,突出了工学结合、适应“双证”、体现“四新(新知识、新技术、新工艺、新方法)”的特点,适合中等职业教育电子类专业教学使用,也可作为对口升学知识与技能考试用书。本书配有免费的教学资料包。
前言
依据《河南省职业教育校企合作促进办法》和教育部、省政府有关加强职业教育校企合作的精神,本着适应企业需要,突出能力培养,体现“做中学,做中教”的职教特色,在深入企业调研的基础上,编写了《电子线路CAD—Altium Designer 10应用》校企合作教材。
本书以技能操作为主,以知识够用为原则,以提高学生综合职业能力和服务终身发展为目标,每个项目采用了“任务分析—任务准备—任务实施—任务评价”的编写模式。在本书的编写中,力求突出以下特色:
(1)在编写理念上,贴近中职学生的认知规律,体现“职业性、企业性、实践性”:内容涵盖计算机辅助设计绘图员、计算机电子电路辅助设计工国家职业资格中级工考核标准;以企业的工作过程为具体的教学模块,以职业技能目标提炼教学内容;每个项目都有实际电子产品与之对应,使学生从抽象的想象式设计转为直观的实物对照设计,通过具体电子产品PCB设计,引入相关知识点,注重做中学、做中教,教、学、做合一,突显理论实践一体化的职教特色。
(2)在内容编排上,以电子产品为载体,根据制作PCB板的难易程度,安排了三个递进式的项目设计,以设计流程为主线,形成一个完整的系统的工作过程,把知识点按设计要求分布各个项目中,适合分层次教学的要求。尤其是书中实用、实际的项目内容,均是来自于一线教师和企业技术人员的心得体会与经验总结。
(3)在结构设置上,把“技能目标”和“知识目标”放在每个项目开端,使读者对本项目的重点技能和知识点一目了然;“任务分析”中任务明确、具体,使学生清楚了解每次课需要完成的工作任务;“任务实施”对照任务内容,介绍完成任务的步骤;“任务评价”标准严格,配分明确,便于学生和教师进行评价。
(4)在呈现形式上,全书穿插着实物图片、操作步骤、操作截图、知识介绍等环节,书后附录提供了大量的设计实例,力求学生在电子技术技能与知识掌握方面共同提高。
本书共分3个项目,建议安排80学时,在教学过程中可参考如下所示的课时分配表。
本书由河南信息工程学校史娟芬和聚物腾云物联网(上海)有限公司马熙飞担任主编并统稿,河南信息工程学校常钊和河南聚合科技有限公司王路宽担任副主编。主要参编人员分工如下:常钊与湖北十堰职业技术(集团)学校吕玉洁编写项目 1 任务 1;郑州电子信息工程学校李良编写项目1任务2和任务3;安阳市中等职业技术学校张志彬编写项目2任务1;史娟芬编写项目2任务2;常钊编写项目3任务1;马熙飞编写项目3任务2和任务3。在本书编写提纲的制定和各项目的编写过程中,武汉莱斯特电子科技有限公司许志国、广州精盛电子科技有限公司陈明强跟踪指导并提供了大量的素材。
本书配有免费的教学资料包,请有需要的读者登录华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)免费注册后再进行下载,如有问题请与电子工业出版社联系。本书配有相关电子产品装配套件。
由于编者水平有限,教材中难免存在不足之处,敬请读者予以批评指正。
编者
2015年5月
作者
出版说明
编写委员会名单
前言
项目1 设计直流稳压电源PCB
任务1 绘制直流稳压电源原理图
一、认识典型电子产品研发流程
二、识读单面PCB板
三、创建工程及原理图文件
四、定义原理图设置环境
五、创建和调用模板文件
六、绘制直流稳压电源电路原理图
七、原理图的查错与编译
任务2 设计直流稳压电源PCB
一、创建空白PCB文件
二、设置PCB环境参数
三、导入原理图信息到PCB文件
四、元器件布局
五、设置布线规则
六、布线
七、3D模式观察PCB
任务3 手工制作简易PCB板
一、打印PCB图纸
二、热转印
三、腐蚀打孔
四、装配
项目小结
项目2 仿制声光控延时开关PCB
任务1 绘制声光控延时开关电路原理图
一、创建自制元器件集成库
二、创建原理图元件及PCB封装
三、编译集成库
四、绘制声光控延时开关电路原理图
五、编译检查
任务2 仿制声光控延时开关PCB
一、创建PCB文件
二、放置安装孔
三、导入原理图
四、元器件布局
五、PCB布线规则设置
六、布线
七、编译
项目小结
项目3 设计单片机控制电路PCB
任务1 绘制单片机控制电路原理图
一、创建工程及原理图文件
二、创建元件
三、绘制单片机控制电路原理图
四、编译
任务2 设计单片机控制电路PCB
一、创建PCB文件
二、设置单片机控制电路PCB规则
三、PCB同步
四、元器件布局
五、交互式布线
六、在线规则检查
任务3 生成输出文件
一、生成印制线路板制造文件—Gerber和NC Drill文件
二、生成材料清单文件—BOM(Bill Of Materials)文件
三、输出文档统一管理文件—OutJob
项目小结
附录A 计算机辅助设计绘图员技能鉴定样题和操作提示(电路类中级)
附录B 计算机电子电路辅助设计工(中级)考核大纲
附录C 计算机辅助设计技能鉴定评分表(中级)
附录D 2012年全国中等学校职业学校技能竞赛电子产品装配与调试CAD部分试题
附录E Altium公司PCB设计工程师考试题
参考文献
项目1 设计直流稳压电源PCB
电子线路CAD的基本内容是绘制原理图和设计PCB(印制电路板),本项目以直流稳压电源为例,从识读PCB、绘制原理图、设计PCB、简单手工制板到焊接装配等环节,完整呈现从原理图到实际产品的系统工作过程。
技能目标
能识读单面PCB板。
学会创建项目及原理图文件。
能绘制简单的电路原理图。
能设计简单的单面PCB板。
会进行简单的手工制板。
技能目标
了解Altium Designer 10的基本概念及特点。
了解电子产品研发的流程。
掌握原理图的绘制方法。
掌握PCB的设计方法。
了解简单的手工制板流程。
任务1 绘制直流稳压电源原理图
任务分析
绘制原理图就是在原理图文件中放置元器件和连接导线,将各元件的电气连接关系清晰、正确、直观地表达出来,为设计PCB做准备。
请按要求在18节课内完成以下任务:
1.了解电子产品研发流程。
2.识读单面板。
(1)了解PCB板结构和设计、生产流程。
(2)绘制出单面板的电路原理图。
3.创建工程及原理图文件。
(1)建立以“班级-学生姓名”命名的文件夹,将所有的文件都放在此文件夹中,任务结束时把文件夹提交到指定位置。
(2)创建设计工程项目文件,命名为“直流稳压电源.PrjPCB”,在其中添加一个原理图文件,命名为“直流稳压电源原理图.SchDoc”。
4.设置原理图设计环境。
(1)原理图图纸大小为B5,图纸方向为纵向,标题栏为Standard类型,图纸边缘色为蓝色,背景色为白色,字体为Times New Roman,大小为10。
(2)设计捕获栅格尺寸为5mil,可视网格为5mil,电气栅格为4mil。
5.创建和调用模板文件。
(1)新建一个模板文件,要求标题栏如图1-1所示,保存模板文件为“模板一”(单位:mm)。
(2)在前面所建立的“直流稳压电源原理图.SchDoc”中调用“模板一”。