计算机辅助设计(电路CAD).doc

课程名称：计算机辅助设计（电路CAD）
　　课程代码：4300
　　第一部分　课程性质与目标
　　一、课程的性质与特点
　　计算机辅助设计（电路CAD）是高等教育自学考试计算机及软件技术应用专业的一门选修实践课程，它是一门实践性很强的课程。通过对本课程的学习，能够使学生学会利用Protel 99 SE在PC机进行电路计算机辅助设计，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学习后继课程打下良好的基础。
　　二、课程目标与基本要求
　　本课程的设置目标是使考生通过学习，掌握Protel 99 SE的使用方法，并能利用Protel 99 SE进行电路计算机辅助设计。培养学生进行工业电子产品设计开发工作的技能。
　　本课程的基本要求：
　　1、了解Protel 99 SE的基本使用方法
　　2、掌握Protel 99 SE软件在计算机上进行设计并绘制出有实际意义的原理图和印刷电路板PCB图的方法
　　3、掌握一定的电子工艺和印刷电路板的排板知识。
　　三、与本专业其他课程的关系
　　本课程的先修课程为《计算机应用基础》。
　　第二部分　考试内容与考试目标
　　第一章　Protel 99 SE使用基础
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，了解Protel 99 SE的运行环境、安装和启动。重点介绍Protel 99 SE中的文件形式，设计数据库文件的建立、打开，设计数据库文件的界面，设计数据库内的文件管理和窗口管理。
　　本章总的要求：识记Protel 99 SE软件的基本使用方法并进行简单应用。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）Protel 99 SE的安装和启动。（一般）
　　识记：Protel 99 SE的安装和启动方法。
　　（二）Protel 99 SE集成开发环境。（重点）
　　应用：设计数据库文件的建立、打开。
　　设计数据库内的文件管理和窗口管理。
　　第二章　电路原理图设计基础
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，掌握图纸的设置、光标的设置、系统显示字体和对话框字体的设置方法。
　　本章总的要求：识记电路原理图设计的一般步骤，能够对原理图的建立和打开以及图纸和有关工作环境的设置进行操作。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）电路原理图的设计（次重点）
　　识记：电路原理图的设计步骤。
　　（二）图纸的设置（重点）
　　应用：Document Option对话框的设置。
　　图纸的大小与形状设置。
　　图纸的网格设置。
　　颜色的设置。
　　边框的设置。
　　标题栏的设置。
　　（三）光标设置（一般）
　　理解：光标的设置方法。
　　（四）字体的设置（次重点）
　　应用：对象的系统显示字体的设置。
　　对话框字体的设置。
　　第三章　电路原理图设计
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，熟练掌握原理图中加载并使用原理图元件库，在原理图中放置各种电气对象的方法，如：放置元件、放置导线、放置节点、放置总线、放置总线分支线、放置网络标号等操作，元件、导线、文字等电气对象各属性的编辑方法。
　　本章总的要求：绘制简单的原理图和带有总线的原理图。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）绘制简单的原理图（重点）
　　理解：在原理图中加载并使用原理图元件库的方法。
　　应用：在原理图中放置各种电气对象的方法。
　　（二）绘制带有总线的原理图（一般）
　　应用：利用总线、总线分支线、网络标号正确绘制带有总线的电路原理图。
　　第四章　高级绘图
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，熟练掌握不具有电气特征对象的放置方法和编辑方法，这些对象由工具栏提供，包括直线、多边形、曲线、矩形、扇形、文字、图片等。还介绍了对象的复制、剪切、粘贴、排列、层次变换以及字符串的查找与替换的操作方法。
　　本章总的要求：提高绘制原理图的速度，使界面设计得更完美。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）对象的放置和编辑（次重点）
　　应用：1、利用绘图工具绘制直线、矩形、多边形、扇形、曲线，放置文字、文本框。
　　2、原理图中对象的选择、拷贝、剪切、粘贴、移动和删除。
　　第五章　层次原理图
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，掌握层次原理图之间的切换以及各种设计方法。
　　本章总的要求：使学生能正确设计出一个层次原理图项目。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）自顶向下的层次原理图（重点）
　　理解：自顶向下的层次原理图设计方法。
　　应用：设计一个自顶向下的层次原理图。
　　（二）自底向上的层次原理图（次重点）
　　理解：自底向上的层次原理图设计方法。
　　应用：设计一个自底向上的层次原理图。
　　第六章　报表文件生成和原理图打印
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，熟练掌握根据原理图产生各种报表文件的方法和原理图的打印方法。使学生了解到根据原理图产生的各种报表的内容、产生方法以及对报表结果的分析，了解到怎样正确设置原理图的打印设置对话框，以及进行正确的打印。
　　本章总的要求：理解如何通过原理图产生各种功能的报表，应用所学知识将原理图按照需要正确的打印出来。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）生成报表文件（次重点）
　　理解：网络表。
　　元件引脚列表。
　　元件清单。
　　交叉参考元件列表。
　　层次项目组织列表。
　　（二）原理图的打印（一般）
　　应用：打印原理图。
　　第七章　原理图元件库编辑
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，掌握绘制元件符号的方法，以及原理图元件库的管理方法。
　　本章总的要求：会建立原理图元件库文件，熟练绘制元件符号。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）原理图元件库文件（次重点）
　　识记：原理图元件库文件的新建、打开、编辑。
　　原理图元件库的管理。
　　（二）绘制元件符号（重点）
　　应用：熟练绘制各种元件符号。
　　第八章　印刷电路板PCB设计基础
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，了解PCB编辑器工作参数的设置方法，掌握电路板工作层的设置。
　　本章总的要求：应用所学知识设计印刷电路板。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）印刷电路板（一般）
　　识记：印刷电路板的结构。
　　元件封装。
　　电路板上的铜膜导线。
　　焊盘和过孔。
　　（二）设计印刷电路板（重点）
　　识记：PCB编辑器工作参数的设置。
　　应用：电路板工作层的设置、打开与关闭。
　　第九章　手动布局与布线
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，了解手动布局和布线时所需要的各种编辑工具的使用方法；掌握印刷电路板图的各种手工编辑方法。
　　本章总的要求：掌握手动布局和布线时所需要的各种编辑工具的使用方法。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）手动布局和布线（重点）
　　应用：使用Placement Tools工具栏。如设置原点、放置元件、放置焊盘 （次重点）
　　对于一个具体印刷电路板手动布局和手动布线的方法。（重点）
　　第十章　自动布局与自动布线
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，了解利用Protel软件进行电路板的自动布局和自动布线需要设置的参数；自动布线的规则设置和自动布线的方法等。自动布局和自动布线后的手工调整方法。
　　本章总的要求：掌握根据不同要求进行自动布局和自动布线的各种规则设置，并进行自动布局和自动布线。对于布线后的结果，不满意的地方会进行手工调整。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）自动布局（次重点）
　　识记：自动布局需要设置的参数。
　　应用：自动布局后的手工调整方法。
　　（二）自动布线（次重点）
　　识记：自动布线的规则设置。
　　应用：自动布线后的手工调整方法。
　　第十一章　报表的生成与PCB文件的打印
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，介绍了PCB各种常用报表的生成方法，以及PCB打印输出的操作过程。
　　本章总的要求：识记PCB各种常用报表的生成方法，理解分层打印和叠层打印的操作方法。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）报表的生成（一般）
　　识记：PCB常用报表的生成方法。
　　（二）PCB文件的打印（次重点）
　　理解：分层打印和叠层打印的操作方法。
　　应用：分层打印和叠层打印。
　　第十二章　PCB元件库
　　一、学习目的与要求
　　通过本章学习，介绍了元件封装库编辑器的使用方法。
　　本章总的要求：掌握新元件封装的制作方法与操作步骤。
　　二、考核知识点与考核目标
　　（一）元件库（重点）
　　识记：元件封装库编辑器的使用方法。
　　应用：新元件的封装。
　　第三部分　实践环节
　　实验一　电路原理图设计
　　一、考核目的与要求
　　通过本实验，考生能够掌握绘制简单的原理图和带有总线的原理图的方法。
　　二、考核内容
　　设计一个简单的电路原理图。
　　（一）设置图纸。
　　（二）设置字体。
　　（三）在原理图中加载并使用原理图元件库。
　　（四）在原理图中放置各种电气对象。
　　（五）利用总线、总线分支线、网络标号绘制带有总线的电路原理图。
　　实验二　设计层次原理图项目
　　一、考核目的与要求
　　通过本实验，考生能够正确设计出一个层次原理图项目。
　　二、考核内容
　　设计层次原理图。
　　（一）设计一个自顶向下的层次原理图。
　　（二）设计一个自底向上的层次原理图。
　　实验三　原理图元件库编辑
　　一、考核目的与要求
　　通过本实验，考生能够建立原理图元件库文件，熟练绘制元件符号。
　　二、考核内容
　　原理图元件库的编辑。
　　（一）建立原理图元件库文件。
　　（二）绘制元件符号。
　　（三）原理图元件库的管理。
　　实验四　设计印刷电路板
　　一、考核目的与要求
　　通过本实验，考生能够掌握印刷电路板的结构，设计一个印刷电路板。
　　二、考核内容
　　设计一个印刷电路板。
　　（一）PCB编辑器工作参数的设置。
　　（二）电路板工作层的设置、打开与关闭。
　　实验五　手动布局与布线
　　一、考核目的与要求
　　通过本实验，考生能够掌握手动布局和布线时所需要的各种编辑工具的使用方法……
　　二、考核内容
　　手动布局和手动布线的练习。
　　（一）使用Placement Tools工具栏。
　　（二）对于一个具体印刷电路板进行手动布局和手动布线。
　　实验六　自动布局与自动布线
　　一、考核目的与要求
　　通过本实验，考生能够掌握自动布局和自动布线的各种规则设置，以及手工调整方法。
　　二、考核内容
　　自动布局与自动布线的练习。
　　（一）自动布局的参数设置。
　　（二）自动布局后的手工调整。
　　（三）自动布线的参数设置。
　　（四）自动布线后的手工调整。
　　实验七　报表的生成与PCB文件的打印
　　一、考核目的与要求
　　通过本实验，考生能够掌握PCB各种常用报表的生成方法，分层打印和叠层打印的操作方法。
　　二、考核内容
　　对PCB文件进行分层打印和叠层打印。
　　（一）PCB文件进行分层打印。
　　（二）PCB文件进行叠层打印。
　　实验八　元件封装
　　一、考核目的与要求
　　通过本实验，考生能够掌握新元件封装的制作方法与操作步骤。
　　二、考核内容
　　（一）本实验内容：新元件的封装。
　　（二）元件封装库编辑器的使用方法。
　　（三）新元件的封装。
　　第三部分　有关说明与实施要求
　　一、考核的能力层次表述
　　本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：
　　识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。
　　理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。
　　应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。
　　二、指定教材
　　《Protel 99 SE原理图与PCB设计教程》 及力主编 电子工业出版社 2007年版
　　三、自学方法指导
　　1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。
　　2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。
　　3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。
　　4、上机操作实践是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在实践之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在实践中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析。
　　四、对社会助学的要求
　　1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
　　2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。
　　3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。
　　4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。
　　5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。
　　6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。
　　7、本课程实践性较强，应合理安排理论教学和上机实践，强化实践课程。
　　8、助学课时：本课程共5学分，总学时共90学时。具体分配如下：
章 次
课 程 内 容
讲授
上机
共计
第一章
Protel 99 SE使用基础
2
2
4
第二章
电路原理图设计基础
2
4
6
第三章
电路原理图设计
4
8
12
第四章
高级绘图
4
6
10
第五章
层次原理图
2
4
6
第六章
报表文件生成和原理图打印
2
2
4
第七章
原理图元件库编辑
2
4
6
第八章
印刷电路板PCB设计基础
4
12
16
第九章
手动布局与布线
2
4
6
第十章
自动布局与自动布线
4
6
10
第十一章
报表的生成与PCB文件的打印
2
4
6
第十二章
PCB元件库
2
2
4
合计
32
58
90
　　五、关于命题考试的若干规定
　　本课程为实践考核课程，本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。
　　（一）考核环境
　　1、硬件环境：P4微机。
　　2、软件环境：Windows XP/2000操作系统，Protel 99 SE软件。
　　（二）考核方式
　　本课程采用终结性上机操作考核办法，考生在规定时间内完成规定的考核题目，
　　考试时间为120分钟。采用“优、良、中、及格、不及格”五级评分制。