電子產品設計案例教程(微課版)—基于嘉立創EDA(專業版)
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【作 者】王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅
【I S B N 】978-7-5226-1970-5
【責任編輯】張玉玲
【適用讀者群】高職高專
【出版時間】2023-12-22
【開 本】16開
【裝幀信息】平裝(光膜)
【版 次】第1版第1次印刷
【頁 數】312
【千字數】499
【印 張】19.5
【定 價】¥58
【叢 書】高等職業教育電子信息課程群系列教材
【備注信息】
簡介
本書特色
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章節列表
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相關圖書
本書以嘉立創EDA(專業版)電子產品設計工具為基礎,從實用角度出發,以學生熟悉的數字電子時鐘、51單片機開發板案例為導向,以任務為驅動,深入淺出地介紹了嘉立創EDA(專業版)軟件的設計環境、原理圖設計、復用圖塊(層次原理圖)設計;PCB設計、PCB規則約束及校驗、交互式布線;符號庫、封裝庫、器件庫的創建;面板設計、3D外殼設計、生產文件的輸出、嘉立創下單等相關技術內容。本書配套資源豐富,包括操作視頻、電子教案和案例素材。
本書內容全面、圖文并茂、通俗易懂、實用性強,可作為高職院校電子、電氣、計算機、通信等專業的教材,也可作為從事電子線路設計相關工作人員的參考書。
內容實用:案例豐富、圖文并茂、深入淺出、通俗易懂。
產教融合:校企協作聯合編寫,教學內容精心設計。
能力提升:以國產EDA軟件推廣應用為基礎,提升電子設計開發能力。
資源豐富:配套微課視頻、電子教案,方便師生教與學。
黨的二十大報告的主題是:高舉中國特色社會主義偉大旗幟,全面貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想,弘揚偉大建黨精神,自信自強、守正創新,踔厲奮發、勇毅前行,為全面建設社會主義現代化國家、全面推進中華民族偉大復興而團結奮斗。
為了實現高水平科技自立自強,進入創新型國家前列,必須堅持科技是第一生產力、人才是第一資源、創新是第一動力,深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略,開辟發展新領域新賽道,不斷塑造發展新動能新優勢。
青年強,則國家強。育人的根本在于立德,要培養學生愛黨、愛國,德才兼備。
嘉立創EDA是一款基于瀏覽器的、友好易用的、強大的電子設計自動化工具,發布于2010年,由中國獨立研發,擁有完全自主知識產權,服務于廣大電子工程師、教育者、學生、電子制造商和愛好者等。嘉立創EDA軟件把原理圖設計、PCB設計、PCB制板(下單)、購買元器件(元件下單)、機箱設計、面板設計、制作等功能融合統一在一個交互界面上,把ECAD與MCAD設計融為一體,操作簡單、實用方便。
編寫有關嘉立創EDA的教材,服務于讀者熟悉嘉立創EDA軟件,便于推廣國產EDA軟件的應用,具有廣闊的市場前景,有利于工業界解決“卡脖子”難題。
教材編寫的思路是將知識與技能結合,把知識難點融入到實際案例中,以案例為主線來講授知識點,案例的講授貫穿整個教材。傳統教材把原理圖設計與PCB設計分離,前半部分講原理圖設計,后半部分講PCB設計,缺乏整體性。而本教材打破傳統教材的編寫方式,從實際電路設計的需求出發,將原理圖設計與PCB設計看作一個整體,通過3個案例由淺入深、由易到難的學習,不知不覺間讀者已在案例訓練中掌握了知識,提高了能力。
本書共分13章:第1章介紹嘉立創EDA(專業版)的基礎知識,包括嘉立創EDA(專業版)軟件的安裝步驟、界面簡介、系統環境設置等,學習完本章后讀者可對嘉立創EDA(專業版)軟件有直觀的了解,消除新手對軟件使用的陌生感;第2章和第3章以“多諧振蕩器”為案例介紹原理圖及PCB設計的基礎知識,讓讀者對軟件的功能有一個初步了解,并能進行簡單的原理圖及PCB設計;第4章介紹嘉立創EDA(專業版)的版本管理,將網上的工程保存到本地,導入保存在本地的工程;在云端自動/手動保存工程、刪除工程,恢復誤刪的工程等,學習完本章讀者能夠完成線上版本的更新、線上線下版本的切換等操作;第5章介紹原理圖、PCB繪制的操作界面配置,面板/面板庫的設置,常用字體、屬性、快捷鍵及頂部工具欄的設置等,讓讀者根據自己的使用習慣進行參數設置,得心應手地使用該軟件;第6章介紹器件庫、符號庫、封裝庫的創建,嘉立創EDA擁有百萬云端元件庫,軟件使用者可以根據需求直接在線搜索使用,但繪制庫文件也是設計者必須掌握的本領,所以本章對如何創建屬于自己的器件庫進行了詳細介紹;第7章介紹自定義原理圖圖紙模板,用該模板繪制數字鐘電路原理圖,學習完本章將能夠快捷高效地使用嘉立創EDA的原理圖編輯器進行原理圖的設計;第8章完成“數字鐘電路”的PCB板設計,因為PCB設計是在設計規則的實時檢測下完成的,所以本章首先介紹設計規則并開啟實時DRC檢測,然后介紹繪制異形PCB邊框,介紹原理圖與PCB的交叉選擇、布局傳遞、自動布局、手動布局、自動布線、手動布線等知識要點;第9章介紹交互式布線的處理方式、放置淚滴、放置尺寸標注、設置坐標原點、放置Logo、繪制多邊形覆銅區域、異形覆銅的創建、對象快速定位、PCB板的3D顯示等;第10章介紹生產文件的導出與使用,為PCB的后期制作、元件采購、文件交流等提供方便;第11章介紹嘉立創EDA(專業版)提供的3D建模功能,以第2個案例“數字鐘”為基礎設計適配“數字鐘”的3D外殼結構,學習完本章后讀者能夠將PCB與3D結構設計結合起來,熟悉外殼設計的基本理念,掌握結構設計的基本方法;第12章以如何為第2個案例“數字鐘”設計合適的面板為主要內容,講解如何使用嘉立創EDA(專業版)創建面板工程,完成面板設計和生產,學習完本章后讀者能夠基本掌握亞克力面板的工藝、設計和生產;第13章通過第3個案例“51單片機開發板”介紹復用圖塊(層次原理圖)設計方法,并完成相應的PCB設計,學習完本章后讀者能夠掌握自頂向下、自底向上的復用圖塊設計方法及總線的繪制方法。
本書由重慶電子工程職業學院與深圳嘉立創科技集團股份有限公司聯合編寫,重慶大學微電子與通信工程學院的萬俊博士任技術顧問,在此對編者間的無私指導、關心和幫助表示感謝;在本書編寫過程中,編者參閱了同行專家的相關文獻資料,在此真誠致謝。
由于時間倉促及編者水平有限,書中不妥甚至錯誤之處在所難免,懇請讀者批評指正,編者電子郵箱:wjlttlw@126.com。
編 者
2023年6月
1.1 嘉立創EDA是什么 1
1.2 嘉立創EDA軟件概述 2
1.2.1 嘉立創EDA軟件的下載 2
1.2.2 嘉立創EDA軟件的安裝 4
1.2.3 嘉立創EDA軟件的注冊 8
1.2.4 加載激活文件 9
1.2.5 嘉立創EDA軟件的登錄 11
1.3 設置運行模式 11
1.4 熟悉嘉立創EDA使用界面 12
1.4.1 頂部菜單 13
1.4.2 工程列表 13
1.4.3 輪播圖 14
1.4.4 專業版教程及特色功能的鏈接 14
1.4.5 快捷入口 14
1.4.6 快捷方式 14
1.4.7 最近設計 14
1.4.8 消息區 14
1.5 嘉立創EDA專業版文件類型介紹 15
1.6 嘉立創EDA個人(參數)設置 15
1.6.1 系統模塊通用設置 16
1.6.2 系統模塊分類設置 18
本章小結 19
習題1 19
第2章 多諧振蕩器的原理圖設計 20
2.1 工程介紹 20
2.2 創建一個新工程 21
2.3 什么是原理圖 22
2.4 原理圖編輯器 23
2.5 繪制原理圖 24
2.5.1 在原理圖中放置元件 25
2.5.2 連接電路 30
2.5.3 網絡與網絡標簽 30
2.5.4 元器件及導線位置的調整 31
2.5.5 放置電源及接地 31
2.6 原理圖的檢查 32
2.6.1 原理圖檢查 32
2.6.2 引入一個錯誤并重新檢查 33
本章小結 33
習題2 34
第3章 多諧振蕩器PCB圖的設計 35
3.1 印制電路板的基礎知識 35
3.2 創建一個新的PCB文件 39
3.2.1 打開PCB文件 39
3.2.2 自定義繪制板框 39
3.3 用封裝管理器檢查所有元件的封裝 41
3.4 原理圖信息導入PCB 41
3.5 印刷電路板(PCB)設計 42
3.5.1 布局傳遞 42
3.5.2 手動布局 43
3.5.3 設置新的設計規則 45
3.5.4 自動布線 48
3.5.5 手動布線 50
3.6 驗證設計者的板設計 52
3.7 在3D模式下查看電路板設計 54
本章小結 56
習題3 56
第4章 嘉立創EDA(專業版)的版本管理 57
4.1 數據目錄說明 57
4.2 新建工程 58
4.3 保存工程在本地 58
4.4 導入保存在本地的工程壓縮包 60
4.5 版本管理 60
4.5.1 自動創建版本 60
4.5.2 手動創建版本 60
4.5.3 切換版本 61
4.5.4 恢復誤刪除的版本 62
4.5.5 版本管理 63
4.5.6 刪除工程 65
4.6 導入嘉立創EDA標準版的文件 66
4.7 嘉立創EDA專業版支持導入
Altium Designer 70
本章小結 73
習題4 73
第5章 嘉立創EDA(專業版)的環境參數及設置方法 74
5.1 原理圖/符號的參數設置 74
5.1.1 通用 75
5.1.2 主題 76
5.2 PCB/封裝參數設置 78
5.2.1 PCB板層(圖層)介紹 78
5.2.2 畫布屬性 79
5.2.3 通用(PCB偏好)設置 81
5.2.4 主題設置 83
5.2.5 常用網格/柵格尺寸設置 84
5.2.6 常用線寬設置 84
5.2.7 常用過孔尺寸設置 84
5.2.8 吸附 85
5.3 面板/面板庫設置 89
5.4 常用字體 90
5.5 圖紙 91
5.6 屬性 93
5.7 快捷鍵 94
5.8 頂部工具欄 95
5.9 保存 96
本章小結 97
習題5 97
第6章 器件庫、符號庫、封裝庫 98
6.1 概述 98
6.1.1 常用庫的設置 99
6.1.2 器件庫 100
6.1.3 符號庫 101
6.1.4 封裝庫 101
6.2 創建器件庫 102
6.2.1 新建貼片電阻 102
6.2.2 新建貼片電阻符號 104
6.2.3 新建貼片電阻封裝 108
6.2.4 用向導創建2輸入與非門
74LS00的符號 115
6.3 創建多部件原理圖符號 120
6.3.1 多部件符號的創建—2輸入
與門74LS08 121
6.3.2 用向導創建DIP14封裝 123
6.3.3 設置2輸入與門74LS08的屬性 125
6.3.4 高級符號向導 125
6.3.5 規格書提取向導 125
6.4 如何打造屬于個人的常用庫 125
6.4.1 自定義常用庫 126
6.4.2 相同組合下產生下拉 127
6.4.3 PCB的常用庫 129
6.5 系統庫內器件到個人庫的復制
與修改 130
6.5.1 復制系統庫內的器件到個人庫 130
6.5.2 修改剛導入到個人庫的器件 131
6.6 工程庫 132
本章小結 132
習題6 132
第7章 數字鐘電路原理圖繪制 133
7.1 編輯當前原理圖圖紙模板 134
7.1.1 修改Logo 135
7.1.2 修改原理圖圖紙的幅面 136
7.2 創建自定義圖紙模板 137
7.2.1 新建標題欄 139
7.2.2 原理圖圖紙模板的調用 140
7.3 數字鐘電路原理圖的繪制 141
7.3.1 新建數字鐘電路工程 141
7.3.2 搜索器件 142
7.3.3 放置元件 146
7.3.4 放置導線 150
7.3.5 放置網絡標簽 154
7.3.6 繪制原理圖的其他部分 156
7.3.7 元器件位號的重新編號 157
7.4 檢查原理圖 158
7.4.1 設計規則設置 159
7.4.2 設計規則檢查(DRC) 159
7.5 左側面板“對象”“元件”“網絡” 161
7.6 右側面板“屬性” 162
7.7 過濾 163
本章小結 164
習題7 164
第8章 數字鐘電路的PCB設計 166
8.1 創建PCB板 166
8.1.1 檢查元件的封裝 166
8.1.2 將原理圖的信息導入到PCB中 167
8.1.3 繪制板框 168
8.2 設計規則 172
8.2.1 規則管理 173
8.2.2 規則編輯 173
8.2.3 間距規則 174
8.2.4 實時DRC 175
8.3 布局 176
8.3.1 自動布局 176
8.3.2 原理圖與PCB圖的交叉選擇 177
8.3.3 手動布局 178
8.4 布線 182
8.4.1 飛線 182
8.4.2 自動布線 183
8.4.3 自動調整位號位置 185
8.4.4 手動布線 185
8.5 修改工程名稱 191
本章小結 192
習題8 192
第9章 交互式布線PCB設計后期處理 193
9.1 交互式布線 193
9.2 DRC檢查 196
9.3 PCB設計后期處理 198
9.3.1 淚滴的添加與刪除 198
9.3.2 繪制多邊形鋪銅區域 200
9.3.3 異形鋪銅的創建 202
9.3.4 放置Logo 204
9.3.5 放置文本 206
9.3.6 設置坐標原點 206
9.3.7 放置尺寸標注 207
9.3.8 對象快速定位 209
9.4 PCB板的3D顯示 210
9.4.1 修改封裝 211
9.4.2 3D預覽 213
本章小結 218
習題9 218
第10章 生產文件的導出與使用 220
10.1 物料清單(BOM)導出 220
10.2 導出PCB制板文件Gerber 224
10.2.1 Gerber文件導出操作 225
10.2.2 Gerber預覽 227
10.3 坐標文件導出 229
10.4 PDF文件導出 231
10.5 下單 236
10.5.1 元件下單 236
10.5.2 PCB下單 237
本章小結 241
習題10 241
第11章 數字鐘的外殼設計 242
11.1 3D外殼設計背景 242
11.2 外殼邊框設置 243
11.3 螺絲柱放置 247
11.3.1 螺絲柱屬性 249
11.3.2 加強筋設置 249
11.3.3 沉頭孔設置 249
11.4 挖槽區域 251
11.4.1 側面挖槽 251
11.4.2 頂層/底層挖槽 252
11.5 實體區域 254
11.6 3D文件的導出與生產 255
本章小結 258
習題11 258
第12章 嘉立創EDA(專業版)面板設計 260
12.1 面板介紹 260
12.2 創建工程 260
12.3 面板編輯界面介紹 262
12.4 面板繪制 264
12.4.1 導出/導入DXF 264
12.4.2 整理面板對象 266
12.4.3 2D/3D預覽 274
12.5 面板下單制作 275
12.5.1 一鍵下單 275
12.5.2 導出文件下單 276
本章小結 277
習題12 277
第13章 復用圖塊(層次原理圖設計) 278
13.1 復用圖塊介紹 278
13.2 新建復用圖塊 278
13.3 51單片機開發板的復用圖塊(層次
原理圖設計) 280
13.3.1 自頂向下的復用圖塊設計 281
13.3.2 自底向上的復用圖塊設計 288
13.4 系統框圖 295
13.5 51單片機開發板的PCB設計 296
本章小結 303
習題13 303
參考文獻 304
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