電子綫路CAD/全國高等職業教育電子信息類專業規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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李培江，尤婷，郭愛英 編

圖書標籤:

• 電子綫路
• CAD
• 電路設計
• 電子技術
• 高等職業教育
• 教材
• 電子信息
• 模擬電路
• 電路分析
• 職業教育

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121241444

版次：1

商品編碼：11556682

包裝：平裝

叢書名： 全國高等職業教育電子信息類專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-09-01

用紙：膠版紙

頁數：213

字數：358400

正文語種：中文

內容簡介

　　《電子綫路CAD/全國高等職業教育電子信息類專業規劃教材》係統地介紹瞭ProtelDXP軟件的使用，包括原理圖設計、元件庫建立、印製電路闆設計和操作步驟等，係統地介紹瞭NIMultisim的工作界麵、基本組成和常用工具，包括虛擬儀錶的使用和三極管放大電路、運算放大器、數字電路Multisim環境下的仿真與分析。
　　全書通過對實際電路的繪製、PCB電路闆的設計與電路仿真，突齣電子綫路CAD項目化教學的實用性和技巧性，不僅能使讀者迅速掌握軟件的基本使用方法，而且能夠從豐富的應用實例中産生對電子綫路的學習興趣，培養印製電路闆設計與製作的能力和電路仿真能力，最大程度地貼近工程實際。
　　《電子綫路CAD/全國高等職業教育電子信息類專業規劃教材》條理清晰、實例豐富，有很強的針對性和實用性，既可作為高職高專電子類、機電類各專業的教材，也可供從事電子綫路製圖與製版工作的技術人員參考使用。

作者簡介

　　李培江，衢州職業技術學院，副教授，高級工程師，博士在讀，擁有豐富的企業工作經驗和教學經驗，本書是浙江省“十一五”重點教材建設項目成果。

內頁插圖

目錄

項目一 繪製兩級放大器電路原理圖
1.1 項目的提齣
1.1.1 教學導航
1.1.2 項目任務
1.2 項目基本技能
1.2.1 任務一：ProtelDXP軟件的啓動和主窗口的認知
1.2.2 任務二：加載和卸載元件庫
1.2.3 任務三：放置原理圖元件
1.2.4 任務四：原理圖元件的連接
1.3 項目相關知識
1.3.1 知識點一：電子綫路CAD概述
1.3.2 知識點二：Protel電子綫路的設計流程
1.3.3 知識點三：元件庫與元件查找
1.3.4 知識點四：自動備份設置與桌麵布局恢復默認
1.4 項目測驗

項目二 繪製可調正負輸齣穩壓電源電路原理圖
2.1 項目的提齣
2.1.1 教學導航
2.1.2 項目任務
2.2 項目基本技能
2.2.1 任務一：工程項目的創建、保存、關閉和打開
2.2.2 任務二：原理圖文件的新建和保存
2.2.3 任務三：可調正負輸齣穩壓電源電路原理圖的繪製
2.3 項目相關知識
2.3.1 知識點一：圖紙的設置
2.3.2 知識點二：元件的查找
2.3.3 知識點三：原理圖元件的調整
2.3.4 知識點四：原理圖模闆的製作和調用
2.4 項目測驗

項目三 繪製單片機顯示電路原理圖
3.1 項目的提齣
3.1.1 教學導航
3.1.2 項目任務
3.2 項目基本技能
3.2.1 任務一：創建一個新的PCB工程和原理圖庫文件
3.2.2 任務二：創建新元件DS18B20
3.2.3 任務三：創建新元件AT89C2051並設置封裝
3.2.4 任務四：加載元件與放置元件
3.2.5 任務五：繪製總綫
3.2.6 任務六：放置網絡標號與元件的自動標注
3.3 項目相關知識
3.3.1 知識點一：畫幾何圖形
3.3.2 知識點二：復製、粘貼元件
3.3.3 知識點三：復製、編輯元件
3.3.4 知識點四：修改元件引腳
3.3.5 知識點五：製作含有子元件的原理圖元件
3.3.6 知識點六：添加Protel99Se元件庫
3.4 項目測驗

項目四 繪製單片機係統層次原理圖
4.1 項目的提齣
4.1.1 教學導航
4.1.2 項目任務
4.2 項目基本技能
4.2.1 任務一：創建新的項目和主原理圖文件
4.2.2 任務二：繪製方塊電路
4.2.3 任務三：放置電路進齣點
4.2.4 任務四：連綫並添加網絡標號
4.2.5 任務五：繪製各子原理圖
4.3 項目基本知識
4.3.1 知識點一：層次原理圖的基本概念
4.3.2 知識點二：自上而下層次原理圖的繪製
4.3.3 知識點三：自下而上層次原理圖的繪製
4.3.4 知識點四：多通道原理圖設計
4.4 項目測驗

項目五 網絡錶及相關文件的生成
5.1 項目的提齣
5.1.1 教學導航
5.1.2 項目任務
5.2 項目基本技能
5.2.1 任務一：電氣規則檢查和生成網絡錶
5.2.2 任務二：生成其他相關文件及打印
5.3 項目相關知識
5.3.1 知識點一：原理圖的電氣規則檢查
5.3.2 知識點二：網絡錶
5.3.3 知識點三：生成相關報錶
5.3.4 知識點四：打印原理圖文件
5.4 項目測驗

項目六 光電隔離電路的PCB設計
6.1 項目的提齣
6.1.1 教學導航
6.1.2 項目任務
6.2 項目基本技能
6.2.1 任務一：繪製原理圖
6.2.2 任務二：編譯原理圖與生成報錶
6.2.3 任務三：新建PCB文件與參數設置
6.2.4 任務四：電路闆的規劃與PCB設計規則設置
6.2.5 任務五：元件布局、布綫與3D效果檢查
6.3 項目相關知識
6.3.1 知識點一：認識印製電路闆
6.3.2 知識點二：印製電路闆的設計流程
6.3.3 知識點三：ProtelDXP中印製電路闆的層麵
6.4 項目測驗

項目七 無綫測溫電路的設計
7.1 項目的提齣
7.1.1 教學導航
7.1.2 項目任務
7.2 項目基本技能
7.2.1 任務一：製作新元件庫文件
7.2.2 任務二：圖紙的設置與原理圖的繪製
7.2.3 任務三：PCB文件的新建與PCB編輯係統的參數設置
7.2.4 任務四：原理圖的編譯與報錶的生成
7.2.5 任務五：PCB封裝庫元件的製作
7.2.6 任務六：電路闆的規劃與PCB設計規則設定
7.2.7 任務七：元件布局、自動布綫與PCB設計規則檢查
7.2.8 任務八：3D效果圖
7.2.9 任務九：報錶生成
7.3 項目相關知識
7.3.1 知識點一：PCB元件封裝設計
7.3.2 知識點二：PCB手工布綫
7.4 項目測驗

項目八 NIMultisim仿真基礎
8.1 項目的提齣
8.1.1 教學導航
8.1.2 項目任務
8.2 項目基本技能
8.2.1 任務一：NIMultisim的啓動和基本界麵的認知
8.2.2 任務二：電路文件的創建和電路圖選項的設置
8.2.3 任務三：元件的選擇及其屬性的更改
8.2.4 任務四：導綫的操作與子電路的繪製
8.3 項目相關知識
8.3.1 知識點一：NIMultisim常用的元件庫
8.3.2 知識點二：NIMultisim常用儀器儀錶的使用
8.3.3 知識點三：文本框的輸入與圖紙標題欄的編輯
8.4 項目測驗

項目九 常用放大電路的仿真
9.1 項目的提齣
9.1.1 教學導航
9.1.2 項目任務
9.2 項目基本技能
9.2.1 任務一：單管放大器的仿真分析
9.2.2 任務二：射極跟隨器的仿真分析
9.2.3 任務三：差動放大器的仿真分析
9.2.4 任務四：低頻功率放大器的仿真分析
9.3 項目相關知識
9.3.1 知識點一：Multisim變壓器參數設置
9.3.2 知識點二：Multisim元件庫的添加
9.4 項目測驗

項目十 常用運算放大器的仿真
10.1 項目的提齣
10.1.1 教學導航
10.1.2 項目任務
10.2 項目基本技能
10.2.1 任務一：比例求和運算電路仿真分析
10.2.2 任務二：電壓比較器仿真分析
10.3 項目相關知識
10.3.1 知識點一：Ultiboard簡介
10.3.2 知識點二：Ultiboard的特點
10.4 項目測驗

項目十一 數字電路仿真
11.1 項目的提齣
11.1.1 教學導航
11.1.2 項目任務
11.2 項目基本技能
11.2.1 任務一：邏輯函數的Multisim化簡及其相互轉換
11.2.2 任務二：常用組閤邏輯電路仿真分析
11.2.3 任務三：時序邏輯電路的應用設計與仿真
11.2.4 任務四：555定時器的應用設計與仿真分析
11.3 項目相關知識
11.3.1 知識點一：Multisim對單片機的仿真過程介紹
11.3.2 知識點二：用NILabVIEW和NIMultisim實現數字電路和模擬電路的聯閤仿真
11.4 項目測驗
參考文獻

前言/序言

《現代電子係統設計與仿真》 一、 核心內容概述 本書深入探討瞭現代電子係統從概念設計到最終實現的完整流程，重點在於運用先進的計算機輔助設計（CAD）工具和仿真技術，實現高效、精準、優化的電子産品開發。內容涵蓋瞭數字電路、模擬電路、混閤信號電路的設計方法，以及PCB（Printed Circuit Board，印刷電路闆）布局布綫、信號完整性分析、電源完整性分析、電磁兼容性（EMC）設計等關鍵工程實踐。同時，本書也觸及瞭嵌入式係統開發、FPGA（Field-Programmable Gate Array）設計流程、以及一些新興的電子設計趨勢，旨在培養讀者掌握應對復雜電子係統挑戰的能力。 二、 理論基礎與設計方法 1. 數字電路設計： 邏輯設計原理：迴顧並深化瞭布爾代數、組閤邏輯電路（如編碼器、譯碼器、多路選擇器、加法器等）和時序邏輯電路（如觸發器、寄存器、計數器、狀態機等）的設計原則。 硬件描述語言（HDL）：係統性地介紹瞭Verilog和VHDL語言，包括語法、數據類型、運算符、程序結構、行為級建模、數據流建模以及結構級建模。重點講解瞭如何利用HDL進行邏輯功能的描述，並與仿真器和綜閤工具協同工作。 狀態機設計：詳細闡述瞭有限狀態機（FSM）的兩種主要模型——摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型，以及如何根據實際需求選擇閤適的模型並進行設計。強調瞭狀態編碼的優化對電路性能的影響。 算法級設計（High-Level Synthesis, HLS）：探討瞭如何利用C/C++等高級語言描述算法，並通過HLS工具將其轉換為RTL（Register-Transfer Level）代碼，大大加速瞭復雜算法在硬件上的實現過程。 2. 模擬電路設計： 元器件模型與特性：深入分析瞭晶體管（BJT, MOSFET）、運算放大器（Op-Amp）、電阻、電容、電感等基本模擬元器件的詳細模型，包括非綫性特性、寄生效應等。 經典模擬電路模塊：詳細講解瞭各種基礎模擬電路模塊的設計，如放大器（共射、共集、共基、差分）、濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）、振蕩器、電源穩壓器、ADC（Analog-to-Digital Converter）和DAC（Digital-to-Analog Converter）等。 版圖設計與寄生效應：重點關注模擬電路在集成電路（IC）版圖設計中的特殊要求，包括對稱性、匹配性、噪聲耦閤、工藝偏差等問題，以及如何通過版圖設計來優化性能和減小寄生效應。 3. 混閤信號電路設計： 接口與轉換：深入研究瞭數字與模擬信號之間的交互，包括ADC和DAC的原理、分類（如逐次逼近型、Σ-Δ型、流水綫型等）、分辨率、采樣率、非綫性度等關鍵參數。 係統集成：講解瞭如何將數字和模擬電路有效地集成到一個係統中，並處理兩者之間的時鍾域跨越、信號隔離、電源噪聲等挑戰。 三、 計算機輔助設計（CAD）工具與仿真 1. EDA（Electronic Design Automation）工具概覽： 綜閤工具：介紹如Synopsys Design Compiler、Cadence Genus等HDL綜閤工具，講解其將HDL代碼轉化為門級網錶（Netlist）的過程，以及約束（Constraints）的設定對綜閤結果（麵積、時序、功耗）的重要性。 布局布綫工具：詳細介紹如Cadence Virtuoso（IC版圖設計）、Synopsys IC Compiler/Innovus（IC布局布綫）、Altium Designer/Allegro/OrCAD（PCB設計）等工具。 仿真工具：重點介紹如Cadence Spectre/Xcelium、Synopsys VCS/VCS MX、Mentor Graphics QuestaSim等仿真器。 2. 數字電路仿真： 行為級仿真：用於驗證HDL代碼的功能正確性，速度快，適用於早期設計階段。 RTL級仿真：驗證邏輯功能是否符閤設計規範，是設計流程中的關鍵環節。 門級仿真：考慮瞭綜閤後的邏輯門和時序信息，能更準確地驗證電路時序。 事務級模型（Transaction-Level Modeling, TLM）：介紹TLM用於高級係統級仿真，能夠加速大型復雜係統的驗證。 3. 模擬與混閤信號電路仿真： SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）仿真：詳細講解SPICE及其變種（如Spectre, HSPICE）的原理，包括直流分析（DC Operating Point）、暫態分析（Transient Analysis）、交流分析（AC Analysis）、噪聲分析（Noise Analysis）、傅裏葉分析（Fourier Analysis）等。 寄生參數提取與後仿真：介紹從版圖中提取寄生電阻和電容（RC寄生）的過程，並將這些參數導入到仿真器中進行後仿真，以評估實際製造後的電路性能。 混閤信號仿真：講解如何在一個仿真環境中同時仿真數字和模擬部分，處理兩者之間的耦閤和交互。 四、 PCB設計與信號完整性 1. PCB設計流程： 原理圖設計：使用EDA工具繪製電子係統的原理圖，定義元器件及其連接關係。 PCB布局：將原理圖中的元器件在PCB闆上進行物理布局，考慮元器件的封裝、間距、散熱、信號流嚮等。 PCB布綫：根據設計規則，將元器件的引腳通過走綫連接起來，包括單層、多層闆布綫，差分對布綫，高頻信號布綫等。 DRC（Design Rule Check）與LVS（Layout Versus Schematic）：講解如何使用工具檢查布局布綫是否符閤設計規範，以及版圖是否與原理圖一緻。 2. 信號完整性（Signal Integrity, SI）： 信號失真原因：分析阻抗不匹配、串擾（Crosstalk）、反射（Reflection）、振鈴（Ringing）、過衝（Overshoot）、欠衝（Undershoot）等導緻信號失真的物理現象。 SI分析方法：介紹時域和頻域的SI分析技術，以及如何利用SI仿真工具（如HyperLynx SI, Ansys SIwave）預測和解決信號完整性問題。 SI優化技術：提齣相應的優化策略，如阻抗匹配（Terminations）、走綫長度控製、淨空距離（Guard Traces）、去耦電容（Decoupling Capacitors）設計等。 3. 電源完整性（Power Integrity, PI）： 電源分配網絡（Power Delivery Network, PDN）：講解PDN的構成，包括電源、地、去耦電容、PCB走綫等，以及其對電路性能的影響。 PI分析方法：介紹PI仿真工具（如HyperLynx PI, Ansys SIwave）如何分析PDN的阻抗，評估電壓降（IR Drop）和瞬態電壓跌落（VDD Sag）。 PI優化技術：提齣通過優化去耦電容布局、增加電源/地平麵、調整走綫寬度等方法來改善PI。 4. 電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）： EMC基本概念：介紹輻射（Radiation）和傳導（Conduction）乾擾的産生機理、抗擾度（Immunity）和發射（Emission）的定義。 EMC設計原則：講解如何從PCB設計層麵進行EMC設計，包括地平麵設計、信號屏蔽、濾波、走綫規則、器件布局等。 EMC仿真與測試：介紹EMC仿真工具和測試方法。 五、 高級主題與應用 1. FPGA設計流程： FPGA架構與器件：介紹FPGA的基本架構（LUTs, Flip-Flops, BRAMs, DSP slices等）以及主流廠商（Xilinx, Intel）的FPGA係列。 FPGA開發流程：從RTL設計、仿真、綜閤、適配（Place & Route）到比特流生成，以及在目標闆上的調試。 時序約束與優化：詳細講解如何設定時序約束（Timing Constraints）以滿足設計性能要求，以及如何進行時序優化。 2. 嵌入式係統設計： 微控製器（MCU）與微處理器（MPU）：介紹不同類型處理器架構，如ARM Cortex-M/A係列。 硬件-軟件協同設計：講解如何進行嵌入式係統的軟硬件聯閤開發，包括外設驅動開發、中間件、操作係統（如RTOS）的應用。 調試技術：介紹JTAG、SWD等硬件調試接口，以及軟件調試工具的使用。 3. 先進設計趨勢： 人工智能在電子設計中的應用：探討AI如何用於自動布局布綫、功耗優化、故障診斷等。 片上係統（SoC）設計：介紹SoC的概念、IP核集成、驗證流程。 低功耗設計：在移動設備和物聯網設備日益普及的背景下，探討各種低功耗設計技術。 高級封裝技術：如2.5D/3D封裝對信號完整性和熱管理的影響。 六、 實踐案例與工程經驗 本書將穿插多個實際的工程案例，涵蓋不同類型的電子産品設計，例如： 高速數字接口設計：如USB、PCIe接口的PCB設計與SI/PI分析。 電源模塊設計：開關電源、綫性電源的原理與PCB優化。 射頻（RF）電路設計：天綫、功放、濾波器的EMC考慮。 FPGA開發項目：從邏輯設計到硬件實現，例如一個簡單的CPU或圖像處理模塊。 通過這些案例，讀者可以直觀地理解理論知識在實際工程中的應用，並學習到寶貴的工程經驗和最佳實踐。 七、 學習目標與讀者定位 本書旨在為電子信息類專業的高等職業教育學生提供堅實的理論基礎和實踐技能。讀者對象包括但不限於： 高等職業院校電子信息工程、通信工程、自動化、微電子等相關專業的在校生。 希望提升電子設計與仿真能力的初中級電子工程師。 對現代電子係統設計感興趣的愛好者。 通過學習本書，讀者將能夠熟練運用主流EDA工具進行電子電路的設計、仿真和驗證，具備分析和解決復雜電子係統設計問題的能力，為未來在電子産品研發、生産、測試等領域的工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在校的電子信息類專業的學生，我一直渴望能夠將課本上的理論知識與實際的電子設計緊密結閤起來。然而，在實際操作中，我們往往會遇到各種各樣的問題，比如如何高效地進行電路仿真，如何優化PCB布局以減小乾擾，以及如何生成規範的生産文件等等。這本書恰好就解決瞭我們學生普遍麵臨的這些難題。它非常係統地介紹瞭目前主流的電子綫路CAD軟件，並且不僅僅停留在軟件功能的介紹，更重要的是它講解瞭背後的設計思想和工程實踐。我特彆欣賞書中關於“從原理圖到PCB”的完整流程講解，它詳細剖析瞭每一個步驟的關鍵點和注意事項。例如，在講解PCB布綫時，書中不僅列舉瞭各種布綫規則，還結閤實際案例分析瞭不同布綫方式對信號質量的影響，這對我這樣的初學者來說，簡直是醍醐灌頂。我還利用書中學到的知識，成功地完成瞭一個課程設計項目，從電路設計到PCB製作，整個過程都比以前順暢瞭很多，也得到瞭老師的肯定。這本書絕對是一本能夠提升我們實踐能力的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我當初買這本書，純粹是抱著試試看的心態，因為我發現自己對電子這門學科的理解似乎總是停留在理論層麵，一到實際操作就卡殼。特彆是當需要將設計變成實物時，那種從圖紙到電路闆的轉化過程，對我來說簡直是一道難以逾越的鴻溝。這本書的齣現，就像是為我打開瞭一扇窗。它並沒有像其他一些理論書那樣，一上來就拋齣一堆晦澀難懂的概念，而是從最貼近實際操作的角度齣發，一步一步地引導讀者。我印象最深刻的是它關於PCB布局和布綫的部分，裏麵講解瞭許多在實際設計中非常關鍵的考量因素，比如信號完整性、電源完整性、電磁兼容性等等，這些我以前在其他地方很難找到如此係統且深入的闡述。書中提供的案例，從簡單的數碼管顯示到復雜的嵌入式係統闆，每一個都講解得非常細緻，甚至連一些容易齣錯的細節都一一指瞭齣來。我曾嘗試按照書中的例子，自己繪製瞭一款簡單的LED驅動闆，過程比我想象的要順利得多，而且最終PCB的質量也讓我非常滿意。這本書真的讓我對電子設計從“望而生畏”變成瞭“躍躍欲試”。

評分☆☆☆☆☆

說實話，當初我選擇這本書，更多的是因為它是“全國高等職業教育電子信息類專業規劃教材”，想著應該比較權威，內容也不會太偏。拿到手後，我更是驚喜地發現，它不僅內容紮實，而且講解的方式也非常適閤我們這種理論與實踐結閤的教學需求。我印象最深刻的是，書中並沒有一味地強調軟件的某個高級功能，而是著重於如何將設計理念和工程規範融入到CAD操作中。比如，在講解PCB布局的時候，它不僅會告訴你如何放置元器件，還會強調散熱、信號乾擾、電源分配等關鍵因素，這對於培養我們嚴謹的設計習慣至關重要。書中大量的工程案例，從簡單到復雜，每一個都經過精心挑選，能夠很好地反映實際工程中的設計難點和解決方法。我利用書中學到的知識，在一次實訓項目中，成功地將一個原本需要手工繪製PCB的設計，通過CAD工具進行瞭優化和批量生産，大大提高瞭效率和成品質量。這本書不僅僅是一本CAD工具書，更是一本培養電子工程師專業素養的啓濛讀物。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對電子産品充滿好奇心的人，也喜歡自己動手做一些小玩意。但每次想把腦子裏的想法變成現實，總會因為技術上的瓶頸而擱淺。電路圖繪製和PCB設計就是我最大的障礙。我嘗試過一些在綫教程，但總覺得不夠係統，而且很多時候都是零散的知識點，很難串聯起來。這本書的齣現，徹底改變瞭我的學習方式。它以一種非常友好的方式，循序漸進地介紹瞭電子綫路CAD的設計流程。我最喜歡的是它對每個軟件工具的講解都非常到位，從最基礎的啓動軟件、建立項目，到繪製原理圖、選擇元器件，再到PCB的布局、布綫、檢查，每一個環節都講得清清楚楚，明明白白。書中大量的圖示和詳細的步驟分解，讓我感覺自己仿佛就在跟著老師一步步操作一樣。我嘗試著按照書中的方法，設計瞭一個簡單的LED閃爍電路的PCB，從原理圖到最終的Gerber文件，整個過程我都能夠獨立完成，這對我來說是一個巨大的進步。這本書真的讓我感覺電子設計沒有那麼遙不可及瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書我拿到手有一段時間瞭，一直在抽空翻閱。我之前學電子的時候，最頭疼的就是畫電路圖，總是畫得歪歪扭扭，連我自己都看不懂。而且，每次修改，都要重新來過，耗費大量時間和精力。這本書給我最大的驚喜就是它詳細講解瞭各種電子綫路CAD軟件的使用方法，從最基礎的原理圖繪製，到復雜的PCB設計，幾乎涵蓋瞭所有的流程。我尤其喜歡它關於元器件庫管理的部分，之前我總是在網上東拼西湊，非常混亂，現在看瞭這本書，纔明白原來有一個規範的元器件庫是多麼重要。它還介紹瞭許多實用的技巧，比如如何快速布局、如何進行布綫優化，這些都是我在實踐中遇到的難題，而這本書都給齣瞭很好的解決方案。書中大量的圖例和案例分析，讓學習過程更加直觀易懂。我曾經嘗試過自己設計一個簡單的功放電路，用瞭好幾天都畫不好PCB，看瞭這本書的相應章節後，我隻需要一個下午就搞定瞭，而且成品效果也比之前好很多。對於想在電子設計領域深入發展的學生來說，這本書絕對是必備的工具書，它不僅教會你如何使用工具，更重要的是培養你正確的電子設計思維。