hi,小慕
PCB设计与应用
第12次开课
开课时间: 2025年02月15日 ~ 2025年07月10日
学时安排: 3-5小时每周
进行至第12周,共21周 已有 825 人参加
立即参加
课程详情
课程评价(331)
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。
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。

 

图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。

 

图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。

 

图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。

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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
课程准备
课时目标:1.培养学生爱国意识,努力学习报销祖国。2.了解课程体系和内容,做好课前的基础准备工作。
0.1综合素质专题
0.2课程导学与学习计划
0.3软件获取很简单
0.4软件安装不用愁
0.5课程知识小应用
PCB入门:学会简单的原理图设计
课时目标:知识目标:了解原理图设计的一般流程。技能目标:掌握利用Altium Designer软件设计原理图的方法,并能绘制简单原理图。素养目标:培养学生夯实基础、踏实肯干的工作态度。
1.0简单电路原理图设计课程导学
1.1综合素质专题
1.2第一讲 认识一下Altium Designer
1.3第二讲 快速创建原理图文件及参数设置
1.4第三讲 试着放置元件并绘制原理图
1.5第四讲 查找绘制原理图中的错误
1.6实践操作案例赏析
1.7重点难点突破
简单电路原理图设计测试
单元一作业简单原理图绘制
PCB入门:学会简单电路的PCB设计
课时目标:知识目标:了解PCB设计的一般流程。技能目标:掌握利用Altium Designer软件设计PCB的方法,并能绘制简单PCB。素养目标:培养学生注重细节、追求完美的质量意识。
2.0简单电路PCB设计课程导学
2.1综合素质专题
2.2第五讲 快速创建PCB文件及参数设置
2.3第六讲 试着规划电路板及导入元件封装
2.4第七讲 了解PCB的布局与布线
2.5实践操作案例赏析
2.6重点难点突破
简单电路PCB设计测试
单元二作业简单电路PCB绘制
PCB进阶:学会元件库的设计
课时目标:知识目标:了解元件库设计的一般流程。技能目标:掌握利用Altium Designer软件设计元件库的方法,并能绘制元件库元件。素养目标:培养学生通过网络解决问题的能力。
3.0元件库设计课程导学
3.1综合素质专题
3.2第八讲 快速创建元件库文件及参数设置
3.3第九讲 试着绘制元件符号
3.4实践操作案例赏析
3.5重点难点突破
元件库设计测试
单元三作业元件库绘制
PCB进阶:学会复杂电路原理图绘制
课时目标:知识目标:了解复杂原理图的绘制技巧与注意事项。技能目标:掌握利用Altium Designer设计复杂原理图的方法,并能绘制复杂原理图。素养目标:培养学生爱岗敬业、业精于勤的劳动精神。
4.0复杂电路原理图设计课程导学
4.1综合素质专题
4.2第十讲 快速获取元件库及其使用技巧
4.3第十一讲 学会复杂电路原理图绘制技巧
4.4第十二讲 解决复杂电路原理图编译常见错误
4.5第十三讲 试着输出原理图图纸与相关报表
4.6重点难点突破
复杂电路原理图绘制测试
单元四作业复杂原理图绘制
PCB进阶:学会封装库设计
课时目标:知识目标:了解封装库设计的一般流程。技能目标:掌握利用Altium Designer设计封装库的方法,并能绘制元件封装。素养目标:培养学生信息提取、有效利用的分析问题的能力。
5.0封装库设计课程导学
5.1综合素质专题
5.2第十四讲 封装库的创建及参数设置
5.3第十五讲 绘制元件封装
5.4第十六讲 制作集成库
5.5实践操作案例赏析
5.6重点难点突破
封装库设计测试
单元五作业封装的绘制
PCB进阶:学会复杂电路PCB绘制
课时目标:知识目标:了解复杂PCB设计的一般流程。技能目标:掌握利用Altium Designer设计复杂PCB的方法,并能绘制复杂PCB。素养目标:培养学生坚持不懈、努力奋斗的工作精神。
6.0复杂电路PCB设计课程导学
6.1综合素质专题
6.2第十七讲 快速设置板层参数及检查元件封装
6.3第十八讲 掌握PCB布局及布线技巧
6.4第十九讲 试着输出PCB相关文档
6.5重点难点突破
复杂电路PCB设计测试
单元六作业复杂电路PCB绘制
PCB技巧:学会电路层次原理图绘制
课时目标:知识目标:了解电路层次原理图设计的一般流程。技能目标:掌握利用Altium Designer设计层次原理图的方法,并能将模块电路绘制程层次原理图。素养目标:培养学生团结协作、携手共进的团队协作精神 。
7.0电路层次原理图设计课程导学
7.1综合素质专题
7.2第二十讲 层次原理图设计方法
7.3第二十一讲 多通道层次原理图设计方法
7.4第二十二讲 层次原理图设计技巧
7.5二十三讲 层次原理图编译及相关报表
7.6重点难点突破
电路层次原理图设计测试
单元七层次原理图绘制
PCB技巧:层次原理图PCB设计
课时目标:知识目标:了解层次原理图PCB设计的一般流程。技能目标:掌握利用Altium Designer设计层次原理图PCB的方法,并能将层次原理图绘制成PCB。素养目标:培养学生勇于创新、敢于突破的精神 。
8.0层次原理图PCB设计课程导学
8.1综合素质专题
8.2第二十四讲 通过模板设计PCB
8.3第二十五讲 多通道层次电路PCB设计
8.4第二十六讲 PCB高级设计技巧
8.5第二十七讲 快捷键及3D显示
8.6PCB制作流程
8.7新技术展望专题
8.8重点难点突破
层次原理图PCB设计测试
单元八作业层次电路PCB绘制
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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
  4. 《单片机技术及应用》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。  

南京信息职业技术学院
7 位授课老师
于宝明

于宝明

“双师型”教师,教授/高级技师,课程主讲教师

孙冬

孙冬

“双师型教师”,讲师/工程师/技师,课程主讲教师

魏欣

魏欣

“双师型教师”,教授/高级工程师/高级技师,课程主讲教师

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