PCB设计与应用
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课程评价
spContent=智能电子产品已经成为当今社会人们必需品,因此电子产品硬件设计工程师也成为了炙手可热的岗位。要成为一名合格的硬件工程师,电路板设计是必备技能之一。本课程通过详细的实例讲解,向同学们介了利用PCB软件进行电路板设计的详细流程。通过课程学习可以初步掌握电路板设计的方法与技巧,为今后走向硬件设计工程师岗位打下坚实基础。
—— 课程团队
课程概述

我为什么要学习这门课?

PCB(printed circuit board)即印制电路板,简称印制板,是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子产品,小到电子手表、计算器,大到计算机、通信电子设备、军用武器系统等,都要使用到印制电路板。而PCB设计则是指利用电子设计自动化软件(EDA)进行电路板的设计,设计出印制电路板(PCB)的布局和电路连接。它是电子产品的生产和开发过程中不可或缺的一个环节,能够有效激发电子元器件的性能,实现电子系统的功能,而且能够有效控制电子产品的质量,提高整个电子系统的可靠性和安全性。因此想要从事电子产品设计相关行业的同学都需要学习PCB设计与应用这门课。

 

这门课的教学内容有哪些?

PCB设计与应用》课程介绍了电路板设计的方法和技巧。整个课程分为了入门篇、提高篇和技巧篇。分别通过三个实际项目完整设计流程学习PCB设计相关知识,如图1所示。其中知识点主要包括原理图设计基础、原理图的绘制、原理图的后续处理、层次化原理图的设计、原理图中的高级操作、PCB设计基础知识、PCB的布局设计、PCB电路板的布线、电路板的后期制作、创建元件库及元件封装等。课程还提供了竞赛的案例和一些实用案例,提升大家的学习兴趣,也为今后从事相关竞赛和工作提供坚实的基础。

 

1课程内容简图

 

这门课应该怎么学习?

同学们首先仔细阅读课程基础篇中的内容,完成课程学习前的准备工作,安装好课程软件了解课程结构内容,做好整体学习规划,然后根据自身的学习情境可以按照下面三种方法学习在线课程内容。

1.学生自主线上工具书学习法

对于有一定PCB设计基础的同学,系统化得学习课程内容既费时又费力。这部分同学可以采用颗粒化学习的方法,也就是单个知识点学习法。这种方法主要以做练习为主,在练习的过程中发现某个知识点不熟练,可以采用工具书式学习方法进行学习,具体流程如图2所示。


                         图2学生自主线上工具书学习方法

2.学生线上系统学习法

这种方法适合所有参与学习的同学,同学们可以按照自主学习方法的学习步骤逐步完成学习。完成学习的同时,可以提升自己的素养、培养自己的自学能力,并且可以充分利用平台功能解答自身所遇到的问题,从而系统的学习本门课程内容。具体步骤如图3所示。

 

3学生自主线上系统学习方法

 

3.线上线下混合式学习方法

这种学习方法需要学校教师和学生共同配合完成。整个学习过程以平台为载体串联在一起分为课前、课中、课后。教学环节中利用线上平台以学生个体自主学习为主,教师引导学生对问题进行思考,提高学生对知识学习的主动性和积极性、引导学生多通过线上与他人深入交流探讨,完成被动的“要我学”到主动的“我要学”的转变。具体流程如图4所示。

 

4线上线下混合式学习方法

 

这门课有什么特色和亮点?

本课程选取的三个项目由浅入深,从易到难,通过课程视频学习每个项目既可以作为一个独立的整体,各个项目之间又相互联系、层层递进。每个项目第一小节都提供了本单元学习的目标及学习方法,每个小节还按照了提出问题——带着问题学习知识——解决问题的模式进行设计,使得同学们有的放矢,能够更好的掌握相关知识。在课程中重要知识点处都给出练习和答案,读者可以通过自学快速地掌握所学知识。课程内容还与Altium 应用电子设计认证(“Certificate of Applied Electronics Design”)简称“CAED”的证书实操考试内容相衔接,可作为考证的参考材料。


授课目标

本课程的适用面较广涵盖在校大学生、各类企事业单位和公司中的电路设计人员、以及一切想学习电路板设计、提高绘图能力的人。本课程本着教育为社会服务和为经济服务的目的,突出实用性。本课程将视频资源、课件资源、习题资源等多媒体学习资源有机结合,通过有效的组织,使得学习者学习电路板设计方面知识更加自由,更加高效。学习者在学习过程享有充分的灵活性,他们可以选择自己方便的时间和地点上网学习,并且还可以由自己安排学习进度,并且难以掌握的单元还可以通过反复学习得到加强。具体目标如下面所示。

知识目标

1能够掌握简单电路原理图及PCB的设计方法

2能够掌握原理图库和封装库的设计方法;

3能够掌握复杂原理及其PCB的设计方法;

4能够掌握层次原理图的设计方法;

5)能够掌握层次原理图设计PCB的方法。

技能目标:

1)能将简单工程图纸转化为软件中的原理图与单面电路板;

2)能由实际器件设计相应的元件符号和元件封装;

3)能将复杂工程图纸转化为软件中的原理图与双面电路板;

4能将模块化图纸设计为层次原理图

5能根据层次原理图设计PCB

素质目标:

1)培养学生的沟通能力及团队协作精神;

2)培养学生分析问题、解决问题的能力;

3)培养学生的社会适应与应变能力;

4)培养学生的质量、成本、安全意识;

5)培养学生提高可信度的能力;

6)培养学生接受新事物的能力。



课程大纲
预备知识

本课程最好具备以下课程基础:

  1. 《电路》课程

  2. 《模拟电子线路》课程

  3. 《数字电路》课程


参考资料

《PCB设计与应用》, 魏欣,孙冬,高等教育出版社

常见问题
  1. 课程学习完后可以达到什么水平?

     本课程学完后,基本可以掌握电路板设计的一般流程和方法,但要进行具体的工程实践,还需要参考其他电路板设计类书籍。

    2.课程作业中如果遇到无法解决的问题怎么办?

    可以在论坛中发帖,会有老师进行解答。一般老师也会将每个作业中容易出现的问题录成视频,供广大学习爱好者参考。