本書系統地介紹了Protel DXP軟件的使用,包括原理圖設計、元件庫建立、印制電路板設計和操作步驟等,系統地介紹了NI Multisim的工作界面、基本組成和常用工具,包括虛擬儀表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制、PCB電路板的設計與電路仿真,突出電子線路CAD項目化教學的實用性和技巧性,不僅使讀者能迅速掌握軟件的基本使用方法,而且從豐富的應用實例中產生對電子線路的學習興趣,培養印制電路板設計與制作的能力和電路仿真能力,最大程度地貼近工程實際。
項目一 繪制兩級放大器電路原理圖1
1.1 項目的提出1
1.1.1 教學導航1
1.1.2 項目任務1
1.2 項目基本技能2
1.2.1 任務一:Protel DXP軟件的啟動和主窗口的認知2
1.2.2 任務二:加載和卸載元件庫4
1.2.3 任務三:放置原理圖元件6 項目一 繪制兩級放大器電路原理圖1
1.1 項目的提出1
1.1.1 教學導航1
1.1.2 項目任務1
1.2 項目基本技能2
1.2.1 任務一:Protel DXP軟件的啟動和主窗口的認知2
1.2.2 任務二:加載和卸載元件庫4
1.2.3 任務三:放置原理圖元件6
1.2.4 任務四:原理圖元件的連接9
1.3 項目相關知識12
1.3.1 知識點一:電子線路CAD概述12
1.3.2 知識點二:Protel電子線路的設計流程13
1.3.3 知識點三:元件庫與元件查找13
1.3.4 知識點四:自動備份設置與桌面布局恢復默認15
1.4 項目測驗16
項目二 繪制可調正負輸出穩壓電源電路原理圖17
2.1 項目的提出17
2.1.1 教學導航17
2.1.2 項目任務17
2.2 項目基本技能18
2.2.1 任務一:工程項目的創建、保存、關閉和打開18
2.2.2 任務二:原理圖文件的新建和保存19
2.2.3 任務三:可調正負輸出穩壓電源電路原理圖的繪制20
2.3 項目相關知識24
2.3.1 知識點一:圖紙的設置24
2.3.2 知識點二:元件的查找26
2.3.3 知識點三:原理圖元件的調整27
2.3.4 知識點四:原理圖模板的制作和調用30
2.4 項目測驗34
項目三 繪制單片機顯示電路原理圖36
3.1 項目的提出36
3.1.1 教學導航36
3.1.2 項目任務36
3.2 項目基本技能38
3.2.1 任務一:創建一個新的PCB工程和原理圖庫文件38
3.2.2 任務二:創建新元件DS18B2038
3.2.3 任務三:創建新元件AT89C2051并設置封裝41
3.2.4 任務四:加載元件與放置元件43
3.2.5 任務五:繪制總線44
3.2.6 任務六:放置網絡標號與元件的自動標注45
3.3 項目相關知識48
3.3.1 知識點一:畫幾何圖形48
3.3.2 知識點二:復制、粘貼元件49
3.3.3 知識點三:復制、編輯元件51
3.3.4 知識點四:修改元件引腳52
3.3.5 知識點五:制作含有子元件的原理圖元件53
3.3.6 知識點六:添加Protel 99Se元件庫55
3.4 項目測驗57
項目四 繪制單片機系統層次原理圖59
4.1 項目的提出59
4.1.1 教學導航59
4.1.2 項目任務59
4.2 項目基本技能61
4.2.1 任務一:創建新的項目和主原理圖文件61
4.2.2 任務二:繪制方塊電路61
4.2.3 任務三:放置電路進出點62
4.2.4 任務四:連線并添加網絡標號64
4.2.5 任務五:繪制各子原理圖65
4.3 項目基本知識67
4.3.1 知識點一:層次原理圖的基本概念67
4.3.2 知識點二:自上而下層次原理圖的繪制68
4.3.3 知識點三:自下而上層次原理圖的繪制69
4.3.4 知識點四:多通道原理圖設計71
4.4 項目測驗73
項目五 網絡表及相關文件的生成75
5.1 項目的提出75
5.1.1 教學導航75
5.1.2 項目任務75
5.2 項目基本技能75
5.2.1 任務一:電氣規則檢查和生成網絡表76
5.2.2 任務二:生成其他相關文件及打印76
5.3 項目相關知識78
5.3.1 知識點一:原理圖的電氣規則檢查78
5.3.2 知識點二:網絡表80
5.3.3 知識點三:生成相關報表81
5.3.4 知識點四:打印原理圖文件81
5.4 項目測驗82
項目六 光電隔離電路的PCB設計83
6.1 項目的提出83
6.1.1 教學導航83
6.1.2 項目任務83
6.2 項目基本技能84
6.2.1 任務一:繪制原理圖84
6.2.2 任務二:編譯原理圖與生成報表90
6.2.3 任務三:新建PCB文件與參數設置92
6.2.4 任務四:電路板的規劃與PCB設計規則設置94
6.2.5 任務五:元件布局、布線與3D效果檢查99
6.3 項目相關知識104
6.3.1 知識點一:認識印制電路板104
6.3.2 知識點二:印制電路板的設計流程106
6.3.3 知識點三:Protel DXP中印制電路板的層面106
6.4 項目測驗108
項目七 無線測溫電路的設計109
7.1 項目的提出109
7.1.1 教學導航109
7.1.2 項目任務109
7.2 項目基本技能111
7.2.1 任務一:制作新元件庫文件111
7.2.2 任務二:圖紙的設置與原理圖的繪制115
7.2.3 任務三:PCB文件的新建與PCB編輯系統的參數設置118
7.2.4 任務四:原理圖的編譯與報表的生成120
7.2.5 任務五:PCB封裝庫元件的制作121
7.2.6 任務六:電路板的規劃與PCB設計規則設定124
7.2.7 任務七:元件布局、自動布線與PCB設計規則檢查126
7.2.8 任務八:3D效果圖128
7.2.9 任務九:報表生成130
7.3 項目相關知識131
7.3.1 知識點一:PCB元件封裝設計131
7.3.2 知識點二:PCB手工布線138
7.4 項目測驗141
項目八 NI Multisim仿真基礎142
8.1 項目的提出142
8.1.1 教學導航142
8.1.2 項目任務142
8.2 項目基本技能143
8.2.1 任務一:NI Multisim的啟動和基本界面的認知143
8.2.2 任務二:電路文件的創建和電路圖選項的設置144
8.2.3 任務三:元件的選擇及其屬性的更改146
8.2.4 任務四:導線的操作與子電路的繪制147
8.3 項目相關知識149
8.3.1 知識點一:NI Multisim常用的元件庫149
8.3.2 知識點二:NI Multisim常用儀器儀表的使用153
8.3.3 知識點三:文本框的輸入與圖紙標題欄的編輯161
8.4 項目測驗163
項目九 常用放大電路的仿真165
9.1 項目的提出165
9.1.1 教學導航165
9.1.2 項目任務165
9.2 項目基本技能166
9.2.1 任務一:單管放大器的仿真分析166
9.2.2 任務二:射極跟隨器的仿真分析169
9.2.3 任務三:差動放大器的仿真分析173
9.2.4 任務四:低頻功率放大器的仿真分析176
9.3 項目相關知識177
9.3.1 知識點一:Multisim變壓器參數設置177
9.3.2 知識點二:Multisim元件庫的添加179
9.4 項目測驗182
項目十 常用運算放大器的仿真184
10.1 項目的提出184
10.1.1 教學導航184
10.1.2 項目任務184
10.2 項目基本技能185
10.2.1 任務一:比例求和運算電路仿真分析185
10.2.2 任務二:電壓比較器仿真分析187
10.3 項目相關知識189
10.3.1 知識點一:Ultiboard簡介189
10.3.2 知識點二:Ultiboard的特點190
10.4 項目測驗191
項目十一 數字電路仿真193
11.1 項目的提出193
11.1.1 教學導航193
11.1.2 項目任務193
11.2 項目基本技能194
11.2.1 任務一:邏輯函數的Multisim化簡及其相互轉換194
11.2.2 任務二:常用組合邏輯電路仿真分析196
11.2.3 任務三:時序邏輯電路的應用設計與仿真199
11.2.4 任務四:555定時器的應用設計與仿真分析204
11.3 項目相關知識209
11.3.1 知識點一:Multisim對單片機的仿真過程介紹209
11.3.2 知識點二:用NI LabVIEW和NI Multisim實現數字電路和模擬電路的聯合仿真211
11.4 項目測驗212
參考文獻214
隨著電子技術與工藝的飛速發展,電子類產品的功能越來越豐富,產品的更新速度也越來越快,EDA技術的出現為電子系統設計師帶來了極大的方便,不僅促進了信息技術的發展,而且豐富了計算機在CAM和CAD領域的應用。
Protel DXP和NI Multisim是兩種最常見的EDA軟件,廣泛應用于各行各業,Protel DXP是在Protel 95、Protel 98、Protel 99、Protel 99SE版本的基礎上,由Altium公司推出的一款基于Windows NT/2000/XP操作系統的32位電子設計系統軟件,它提供了一套完全集成的設計,可以讓設計者選擇恰當的設計方案,完成從設計概念形成到最終完成電路板設計的整個過程。NI Multisim是美國國家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具,適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作,它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式,具有豐富的仿真分析能力,設計者借助該軟件能夠很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計。
本書是浙江省“十一五”重點教材建設項目成果。
本著“易學、夠用、實用”的原則,精選典型實例和綜合實訓項目,以項目式教學思路組織編寫,避免了復雜、枯燥、脫離實際的菜單介紹式教材的編寫方法。內容上,以繪制電路原理圖和印制電路板為主,適當介紹電路仿真等功能,以求既滿足人才市場對一線制圖制版技能人才的要求,又符合我國目前高職生源的實際情況。本書還突出了“實用性”和“科學性”,充分反映了電子線路CAD行業的新技術、新工藝。
本書在內容組織和結構編排方面都進行了一定的創新,以職業技能要求為導向,通過“項目教學”來學習理論,再通過理論學習來指導實訓,充分體現了理論和實踐相結合。
本書的特色與創新如下:
(1)根據電子線路CAD技術領域和職業崗位的任職要求,參照相關的職業資格標準,按職業能力需求,組織單元內容。
(2)與行業企業工程技術人員合作編寫。
(3)采用“項目導向、任務驅動”的寫作體例,學習和實訓緊密聯系,實踐教學和理論教學交叉互動。
(4)以“工學結合”為指導思想,與企業緊密結合,發揮項目教學法的優勢,按“項目的提出”、“項目基本技能”、“項目相關知識”、“項目測驗”的形式組織教材內容。“項目的提出”保證職業知識體系的完整性;“項目基本技能”、“項目相關知識”將技能和知識有效結合,符合高職高專“工學結合”人才培養模式的指導思想;“項目測驗”便于讀者討論和鞏固所學的知識。“項目相關知識”內容中有一部分內容用于組織項目之外需要的相關知識,開闊學生視野。
(5)培養學生的創新技能,教材與課外創新實踐活動相結合,進一步提高學生的創新實踐能力,提高學生發現問題、解決問題的能力,從而培養學生克服困難、積極進取、團結協作等優秀品質。
相信讀者在學習本書后,能輕松掌握Protel和Multisim的應用,只要多練習,定能成為電子線路CAD的高手。
本書由李培江副教授、高級工程師任主編,尤婷、郭愛英任副主編,編寫分工如下:李培江編寫項目一~項目四,尤婷編寫項目五~項目七,郭愛英編寫項目八和項目九,羅聰編寫項目十,李明東編寫項目十一。
由于Protel軟件的原因,本書對電路圖中不符合國家現行標準的圖形、單位、符號(例如二極管圖形用 表示,符號用D系列表示,三極管用Q系列表示)等未作改動,以便讀者學習和使用實際的Protel軟件。
由于時間倉促,編者水平有限,書中疏漏之處在所難免,歡迎廣大讀者和同行批評指正。
編 者
2014年7月