绪论

一、课程说明

1.课程背景

印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。印制电路板的设计主要指版图设计，需要考虑外部连接的布局、内部电子元器件的优化布局、金属连线和通孔的优化布局、电磁保护、热耗散等各种因素。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现，复杂的版图设计需要借助计算机辅助设计（CAD）实现。

作为电子信息技术专业的一门理实一体化课程，面向印制电路板的设计这一工作领域，涵盖电路原理图设计和PCB图设计两项典型工作任务。其理论基础要求不高，属于动手能力要求较高的基本技能。因此，本书以基本训练为主，兼顾相关知识和职业素养，着力于培养学生电子设计的基础性能力，使学生掌握PCB设计方法、工艺规范和制作流程，具备电路图绘制、电路板设计、报表生成等岗位能力。

由于Altium Designer软件在我国广泛应用，功能强大、操作简便、易上手、适合电路设计初学者使用，因此本书选用Altium Designer作为承载软件，培养学生电路设计通用技能。

2.能力目标

通过本书的学习，可达到以下目标：

①能够读懂电路图，识别元器件类型。

②能够根据现有电路草图，绘制规范、美观的电路原理图。

③能够根据电路原理图和安装要求设计PCB图。

④能够根据电路原理图或PCB图生成元器件清单。

⑤能够检查检验电路原理图和PCB图。

⑥能够对给定的图样进行优化或修整。

⑦能够熟练使用Altium Designer软件。

3.技术标准

本书对所设计原理图和PCB的技术标准如下：

①原理图绘制正确、无连线错误、能通过电气规则检查ERC（Electrical Rule Check）。

②原理图上元器件符号摆放紧凑、合理、美观。

③PCB图连接正确、能通过设计规划检查DRC（Design Rule Check）。

④元器件的布局合理、摆放紧凑。

⑤印制导线的宽度、走向符合电气设计技术要求。

⑥元器件放置和爬线符合防火安全要求。

4.训练方法

本书的训练原则是，基于真实工作流程，对关键技能进行重复性强化，由浅入深、循序渐进地培养学生的电子设计基本能力。

①通过10个任务，完成项目一：绘制超声波测距仪的原理图。

其中，任务一至任务八为不同的电路模块原理图绘制，在画各个单独模块时，有些常用操作将会有必要地重复，且每个模块各有特点，绘制每个模块都会有新的收获。任务九和任务十是整体性任务，应在前8个任务完成后再执行。

任务一　接口模块原理图绘制；任务二　测温模块原理图绘制；任务三　JTAG模块原理图绘制；任务四　电源模块原理图绘制；任务五　数据传输模块原理图绘制；任务六　信号接收模块原理图绘制；任务七　信号产生模块原理图绘制；任务八　单片机外围电路原理图绘制；任务九　超声波测距仪原理图整理；任务十　输出超声波测距仪的网络表。

②通过4个任务，完成项目二：设计超声波测距仪的PCB图。

这4个任务是按照真实生产流程顺序执行的设计步骤，执行时不能打乱顺序。

任务一　网络表的导入；任务二　手动布局；任务三　自动布线；任务四　检查整理。

③通过4个任务，完成项目三：设计原理图符号及PCB封装。

任务一　新建单片机芯片STC11F02；任务二　创建多部件原理图符号74LS00；任务三　利用设计向导设计PCB封装；任务四　手工绘制封装。

④通过2个任务，完成项目四：设计U盘层次原理图。

任务一　采用自顶向下的方法绘制单片机系统电路；任务二　采用自下而上的方法绘制层次原理图。

⑤通过1个任务，完成项目五：电源切换装置的电路设计。

任务　AVR单片机控制电路PCB设计

该项目为综合性项目，技能要求较高，需前4个项目熟练完成后执行。

⑥通过1个任务，完成项目六：激光显示器的设计与制作。

任务　激光显示器的设计与制作

该项目来自全国职业院校技能大赛决赛题目，综合考核学生PCB设计技能并拓展考查相关职业能力。