編輯推薦
教學目標明確,注重理論與實踐的結閤
教學方法靈活,培養學生自主學習的能力
教學內容先進,強調計算機在各專業中的應用
教學模式完善,提供配套的教學資源解決方案
內容簡介
《Protel電路設計教程/21世紀高等學校計算機應用技術規劃教材》介紹當前比較流行的電子綫路設計軟件-Protel DXP,主要內容包括原理圖、電路闆圖的繪製,元件圖和元件封裝圖的繪製,以及電路仿真分析;詳盡介紹瞭各種設計對象的屬性設置方法、繪製方法和編輯方法,以及各類文件的設計步驟及其具體操作方法。在介紹的過程中,配閤具體例子進行講解,並提醒學習者在各操作步驟中需要特彆注意的事項。同時,還針對Protel DXP與Protel99se的不同之處進行瞭簡單的比較說明。
《Protel電路設計教程/21世紀高等學校計算機應用技術規劃教材》適閤用於高等學校本、專科學生教材和教師的參考用書,也適閤作為初次學習Protel DXP電路設計的技術人員和有一定Protel軟件使用基礎人士的工具書。
內頁插圖
目錄
第1章 Protel DXP設計基礎
1.1 Protel的發展及主要特性
1.2 Protel DXP運行的係統要求
1.3 熟悉Protel DXP設計環境
1.3.1 進入Protel DXP設計環境
1.3.2 Protel DXP的設計環境
1.4 Protel DXP的文件管理
1.5 電路闆設計步驟
第2章 原理圖設計環境
2.1 進入原理圖設計環境
2.1.1 新建PCB項目文件
2.1.2 新建原理圖文件
2.1.3 把原理圖文件導入項目文件中
2.2 原理圖設計環境的設置
2.2.1 Design\Document Options
2.2.2 ToolsSchematic Preferences
2.3 元件庫管理器
2.3.1 元件庫管理器麵闆
2.3.2 添加/刪除元件庫
2.3.3 查找元件
2.3.4 放置元件
2.4 原理圖模闆的應用與設計
2.4.1 調用原理圖模闆
2.4.2 自定義原理圖模闆
練習題
第3章 原理圖的繪製
3.1 原理圖畫圖工具的使用
3.1.1 導綫
3.1.2 總綫、總綫分支和網絡標號
3.1.3 電源地綫符號
3.1.4 輸入輸齣端口
3.1.5 節點
3.1.6 其他畫圖工具
3.2 設置元件屬性
3.2.1 元件屬性對話框
3.2.2 快捷修改元件序號及參數
3.3 原理圖的編輯
3.3.1 選擇元件
3.3.2 調整元件位置
3.3.3 元件的復製、剪切、粘貼和刪除
3.4 繪製原理圖示例
3.5 編譯工程
3.5.1 設置編譯工程選項
3.5.2 編譯工程
3.6 生成網絡錶
3.7 有關元件的報錶文件
3.7.1 元件報錶
3.7.2 元器件交叉參考錶
練習題
第4章 元件圖的繪製
4.1 集成元件庫概述
4.2 元件圖設計環境及管理器
4.2.1 進入元件圖設計環境
4.2.2 元件圖設計管理器
4.3 元件圖繪製工具的使用
4.3.1 繪圖工具箱
4.3.2 IEEE工具箱
4.3.3 對齊柵格工具菜單
4.4 元件圖的設計
4.4.1 建立元件庫
4.4.2 更改元件名
4.4.3 繪製元件的第一個部件
4.4.4 繪製元件的第二個部件
4.4.5 繪製元件的電源地綫引腳
4.4.6 設置元件的描述特性和其他屬性參數
4.5 元件庫的調用及更新
4.6 有關元件庫的報錶文件
4.6.1 元件報錶
……
第5章 印刷電路闆設計基礎
第6章 人工製作電路闆
第7章 自動布綫畫電路闆
第8章 元件封裝圖的繪製
第9章 電路仿真
附錄A 菜單命令
前言/序言
隨著現代科學技術的持續發展,電子工業技術也在不斷進步,大規模、超大規模集成電路的應用越來越廣泛,相應電路闆的製作工藝越來越復雜,利用計算機來設計製作原理圖和電路闆的軟件應運而生,而Protel就是其中的佼佼者。
Protel自問世以來,隨著計算機技術的迅速發展,從DOS環境下的Protel for DOS到基於Windows的Protel for Windows 1.0,再到Protel98、Protel99、Protel99.se,版本在不斷地更新換代,近年來又先後推齣瞭ProtelDXP、AD6等版本。新版本的功能越來越強大,智能化程度也越來越高。從目前的生産使用環節來看,ProtelDXP已逐步呈現齣取代Protel99se的趨勢,因此學習ProtelDXP的應用是非常必要的。本書主要介紹ProtelDXP的使用。
ProtelDXP在操作上更加便捷,電路闆設計規則設置的功能更加強大,原理圖中的元件圖編輯更加方便,元件庫集成度更高。除此之外,還支持FPGA的多樣設計輸入和VHDL的仿真等。因此,ProtelDXP的綜閤功能更加強大,能夠滿足更多電子工藝設計的需求。
本書在編著的過程中考慮到以下兩種設計者類型:首次接觸Protel軟件的設計者和曾經學習過Protel99se或更早版本的有一定基礎的電路闆設計人員。有針對性地將學習本軟件過程中經常遇到的問題和ProtelDXP與Protel99se之前版本的不同之處進行重點介紹,並結閤一定實例,以達到使讀者通過本書的學習能夠真正掌握Protel軟件使用方法的目的。
本書共由9章和1個附錄組成。
第1章主要介紹Protel軟件的發展過程,Protel軟件的運行環境,基礎ProtelDXP的文件管理部分,屬於瞭解內容,但也是學習ProtelDXP的基礎。
第2章主要介紹原理圖設計環境的設置,原理圖中元件庫管理器的使用以及原理圖模闆的設計。本章是繪製原理圖的基礎,掌握本章內容可以設置原理圖設計環境,以使它們可以為繪製原理圖提供更好的服務。
第3章主要介紹原理圖中設計對象的放置方法,原理圖的編輯,以及有關原理圖報錶文件的生成。原理圖是仿真和製作電路闆的基礎,因此本章是讀者需要重點掌握的部分。
第4章主要介紹元件圖的繪製方法。原理圖的主要設計對象即為元件,ProtelDXP提供瞭非常豐富的集成元件庫,但不可避免地還有一些元件是集成元件庫中找不到的,因此需要設計者自己繪製元件圖。
第5章主要介紹電路闆相關的基礎知識和電路闆設計環境的設置。要學習製作電路闆首先要瞭解各個闆層的功能,因此,瞭解電路闆的相關基礎知識是非常重要的。
第6章主要介紹電路闆中設計對象的放置方法及其屬性的設置,並說明瞭定義電路闆的方法。電路闆的定義在製作電路闆的過程中是最基本的內容,如果不能定義電路闆則無法展開後續電路闆的製作工作。
第7章主要介紹電路闆的布局、布綫的方法,以及電路闆設計規則的設置。本章是電路闆製作的關鍵所在,是讀者需要掌握的重中之重。
第8章主要介紹元件封裝圖的繪製方法。與原理圖中的元件圖類似,元件封裝圖也是電路闆中的重要設計對象,設計者可以根據買到的元件實際尺寸來繪製所需的元件封裝圖,以使元件封裝符閤電路闆的安裝要求。
第9章主要介紹仿真原理圖的繪製,仿真分析的設置以及仿真結果的分析。仿真並不是ProtelDXP的強項,但是如果能在製作電路闆之前對原理圖進行仿真,就可以更好地瞭解電路圖是否能夠符閤設計者的要求。
附錄A:ProtelDXP菜單命令。將ProtelDXP中常用的菜單命令進行逐一介紹。方便讀者在使用軟件時進行查找。
本書是ProtelDXP軟件的初級應用介紹,作者從一個初學者的角度齣發,考慮到實際應用中的常見問題,將ProtelDXP常用的功能逐一進行介紹。對在學習過程中可能遇到的問題給予提示,力求使讀者在學習過程中能夠少走彎路,直接找到解決問題的方法,盡快掌握本軟件的應用。為熟練使用本軟件建議多做相關練習,在此過程中,讀者也可以將本書作為一本工具書來使用。
本書可作為高等院校電子信息、自動化和計算機等專業的本、專科學生學習ProtelDXP的教材或參考書,也可供廣大愛好電路闆設計製作的初學者作為工具書來學習。
在本書的編寫過程中得到瞭許多朋友的幫助和支持。黃嬌、劉永星、王聖華都付齣瞭辛勤的勞動,提齣瞭寶貴的意見,在此一並緻謝。最後要感謝清華大學齣版社對我的信任,正是大傢的相互支持和相互幫助,纔使本書得以順利完成。
由於本人水平有限,書中有疏忽和不足之處在所難免的,懇請廣大讀者批評指正。
《電路設計原理與實踐》 教材簡介 在現代電子技術飛速發展的浪潮中,理解並掌握電路設計的核心原理,是每一位投身於科技創新、産品研發以及工程實踐的學子的必備技能。《電路設計原理與實踐》 正是一本旨在係統性地為讀者構建紮實電路設計理論基礎,並與之配套提供豐富實踐指導的專業教材。本書跳脫齣單一軟件工具的局限,以更宏觀、更深入的視角,剖析電路設計的本質,涵蓋從基礎元器件特性到復雜係統集成設計的全過程,旨在培養讀者獨立分析問題、解決問題的能力,以及將理論知識轉化為實際應用的設計思維。 本書的內容編排,遵循循序漸進、由淺入深的原則,力求使不同基礎的讀者都能從中受益。 第一部分:電路設計基礎理論 本部分著重於奠定讀者在電路設計領域最根本的理論基石。我們將從最基礎的電學定律和概念入手,例如歐姆定律、基爾霍夫電壓定律和電流定律,這些是理解任何電路行為的齣發點。接著,深入探討電阻、電容、電感等基本無源器件的特性,分析它們在電路中的作用,以及如何根據實際需求選擇閤適的器件參數。 隨後,教材將轉嚮有源器件,重點介紹二極管和晶體管(包括BJT和MOSFET)的PN結原理、伏安特性麯綫以及它們在放大、開關等基本電路中的應用。讀者將學習如何根據器件的型號參數,預測其在電路中的行為,並理解不同類型晶體管的優劣勢及其適用場景。 交流電路的分析是電路設計中不可或缺的一部分。本書將係統介紹正弦穩態分析法,包括相量、阻抗、導納的概念,以及RLC串並聯諧振電路的特性和應用。理解瞭交流電路的原理,纔能更好地設計和分析音頻、射頻等涉及交流信號的電路。 此外,本部分還將觸及瞬態分析,即電路在開關狀態改變或輸入信號突然變化時的響應。通過對電容和電感充放電過程的分析,讀者將掌握理解電路動態行為的關鍵。 第二部分:模擬電路設計 模擬電路是電子係統中的“神經末梢”,負責處理來自現實世界的連續變化信號。本部分將深入探討各類模擬電路的設計與分析。 放大器設計: 從最簡單的單級放大器,如共發射極放大器、共集電極放大器、共基極放大器,到多級放大器,如級聯放大器、達林頓放大器,本書將詳細講解其工作原理、增益計算、輸入輸齣阻抗分析以及頻率響應特性。同時,還將介紹運算放大器(Op-Amp)的基本原理及其在各種經典應用電路中的實現,例如反相放大器、同相放大器、加法器、減法器、積分器、微分器等,幫助讀者理解運算放大器強大的信號處理能力。 濾波器設計: 濾波器在信號處理中扮演著至關重要的角色,用於選擇或抑製特定頻率範圍的信號。本書將介紹低通、高通、帶通、帶阻等基本濾波器類型,並深入講解有源濾波器和無源濾波器的設計方法,包括巴特沃斯、切比雪夫等幾種常見逼近逼近函數的設計。讀者將學習如何根據頻率響應要求,設計齣滿足特定性能指標的濾波器電路。 振蕩器與波形發生器: 振蕩器是産生周期性電信號的電路。本書將介紹不同類型的振蕩器,如RC振蕩器、LC振蕩器、晶體振蕩器,以及它們的工作原理和設計要點。同時,還將探討如何利用這些振蕩器和其它電路元件,生成三角波、鋸齒波、方波等各種標準波形,這些波形在測試、激勵和信號産生等領域具有廣泛應用。 電源電路設計: 穩定的電源是所有電子設備正常工作的保障。本書將詳細講解綫性穩壓器和開關穩壓器的設計原理,包括穩壓管、三端穩壓器集成電路等。讀者將學習如何設計各種類型的電源,如直流穩壓電源、可調穩壓電源,並理解電容濾波、電感濾波等技術在電源中的作用。 第三部分:數字電路基礎與邏輯設計 數字電路是現代電子係統的“大腦”,負責處理和控製離散的信號。本部分將為讀者建立紮實的數字電路基礎。 二進製數製與邏輯門: 介紹二進製、十進製、十六進製之間的轉換,以及邏輯代數的基本定理和規則。重點講解與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門等基本邏輯門的功能和符號,以及它們的組閤應用。 組閤邏輯電路設計: 講解如何使用真值錶、卡諾圖等工具,對組閤邏輯電路進行化簡和設計。實例將涵蓋編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據分配器、加法器、減法器等常用組閤邏輯電路。 時序邏輯電路設計: 介紹觸發器(SR、D、JK、T觸發器)的工作原理及其應用。重點講解寄存器、計數器、移位寄存器等基本時序邏輯電路的設計與應用。讀者將學習如何構建能夠存儲信息和實現序列操作的電路。 有限狀態機(FSM)設計: 介紹摩爾型和米利型有限狀態機的概念,以及如何進行狀態轉移圖和狀態錶的繪製,進而設計齣復雜的數字控製係統。 第四部分:嵌入式係統基礎與接口設計 隨著嵌入式係統的普及,理解微控製器的工作原理以及如何與外部設備進行接口是現代電子工程師必備的技能。 微控製器架構與編程基礎: 介紹微控製器的基本組成,如CPU、存儲器、I/O端口、定時器、中斷控製器等。重點講解C語言在嵌入式開發中的應用,包括變量、數據類型、控製結構、函數等。 通用輸入/輸齣(GPIO)接口: 講解如何配置和使用微控製器的GPIO引腳,實現LED點亮、按鍵輸入等基本功能。 串行通信接口: 詳細介紹UART(通用異步收發傳輸器)、SPI(串行外設接口)、I2C(集成電路總綫)等常用的串行通信協議,以及如何利用這些接口與傳感器、外部存儲器、顯示器等設備進行通信。 並行通信接口: 介紹並行通信的基本原理,以及在特定場景下的應用。 模數轉換(ADC)與數模轉換(DAC): 講解ADC和DAC的基本原理,以及如何在微控製器中配置和使用ADC/DAC接口,實現模擬信號的采集和輸齣。 第五部分:PCB設計流程與實踐 電路設計完成後,將其轉化為可製造的物理實體,即印刷電路闆(PCB),是項目成功的關鍵一步。 PCB設計流程概覽: 從原理圖繪製、元器件庫的建立與管理,到PCB布局、布綫,再到生産文件的生成,係統介紹PCB設計的完整流程。 原理圖繪製規範: 強調規範的原理圖繪製對於後續PCB設計的重要性,包括導綫連接、元器件命名、層次化設計等。 PCB布局與布綫原則: 深入講解影響電路性能的布局原則,如信號完整性、電源完整性、散熱考慮。以及布綫技巧,如走綫長度控製、差分走綫、地綫處理等。 信號完整性與電源完整性初步: 介紹高頻信號傳輸中可能遇到的信號失真、串擾等問題,以及電源的去耦和濾波技術,為讀者在高密度、高速PCB設計中打下基礎。 PCB生産文件生成: 講解如何生成Gerber文件、鑽孔文件、物料清單(BOM)等,為PCB的製造提供必要的文檔。 第六部分:現代電子設計中的關鍵技術 本部分將視野放寬,介紹一些在當前電子設計領域日益重要的前沿技術。 傳感器技術入門: 介紹各類常用傳感器的工作原理及其在實際應用中的接口方式,如溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器、加速度傳感器等。 嵌入式係統應用實例: 通過若乾具有代錶性的嵌入式係統應用實例,如智能傢居控製、物聯網設備、簡單的機器人控製等,將前麵所學的知識融會貫通,激發讀者的設計靈感。 可靠性設計與測試基礎: 簡要介紹電子産品在設計和生産過程中應考慮的可靠性因素,以及一些基本的測試方法。 本書特色: 理論與實踐並重: 每章都力求在講解理論知識的同時,提供清晰的實踐指導和設計思路,鼓勵讀者動手實踐。 知識體係全麵: 覆蓋瞭從基礎理論到係統集成、再到實際製造的整個電子設計流程。 強調設計思維: 引導讀者掌握分析問題、拆解問題、提齣解決方案的設計方法。 適應當代發展: 關注瞭當前電子技術發展中的熱點和重要領域,如嵌入式係統和傳感器技術。 適用讀者: 本書適閤高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等專業的本科生、研究生作為教材或參考書。同時,也適用於對電子電路設計感興趣的初學者、業餘愛好者以及從事相關技術工作的工程師。 通過對《電路設計原理與實踐》的學習,讀者將能夠建立起全麵而深刻的電路設計知識體係,掌握分析、設計和實現各類電子電路的能力,為未來在電子信息領域的深造或職業發展打下堅實的基礎。