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教学大纲

2021版（第1至第4学期）

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《电路设计与仿真》教学大纲2021

作者:智能制造学院发布日期:2022-03-14 10:21:18浏览次数:12109

《电路设计与仿真》教学大纲

一、课程基本信息

课程类别	专业课程		课程性质	理论	课程属性	必修
课程名称	电路设计与仿真			课程英文名称	Circuits Design And Simulation
课程编码	F10ZB26C			适用专业	电子信息工程
考核方式	考查			先修课程	电路分析基础、模拟电子技术
总学时	32	学分		2	理论学时		8
实验学时/实训学时/ 实践学时/上机学时				上机学时：24
开课单位				智能制造学院

二、课程简介

《电路设计与仿真》是电子信息工程专业的专业必修课程，在人才培养方案中起着培养基本技能的作用，是一门实践性要求很高的课程。本课程以 Multisim 和Altium Designer软件为主体，介绍其基础知识、设计流程及设计方法等问题。学完本课程，应使学生掌握原理图及印刷电路板图的编辑、输出、网络表生成、检查、分析及建立新原理图、印刷电路板图库等。通过本课程学习，使学生掌握常用电子线路软件的设计方法，能综合运用于实际问题的分析，培养工科学生的综合工程素质。

三、课程教学目标

课程教学目标

支撑人才培养规格指标点

支撑人才培养规格

知

识

目

标

目标1：

掌握 Multisim电路仿真的基本知识、步骤及仿真方法，掌握Altium Designer绘制原理图的方法，掌握PCB布局、布线的方法和规则，元件封装库的编辑方法，PCB板制作的工艺流程。

3-1：掌握数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能够用于表述电子信息领域的相关工程问题。

3.工程知识

能

力

目

标

目标2：

掌握计算机处理问题的能力，建立电子电路应用与设计的整体概念，理论与实践相结合。能够按照相关要求和标准绘制原理图，根据要求绘制相应的印制板电路图，会制作PCB板，会进行电路仿真。

4-1：具备应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，对电子信息的相关工程问题进行识别和表达的能力，能运用相关科学原理思考问题，识别和判断工程问题的关键环节、步骤和参数，并进行有效的分析，以获得可靠的结论。

7-1：掌握电子信息工程专业仪器、仪表等现代工程工具的基本原理、操作方法，并能在相关工程问题中予以使用。

4.问题分析能力7.掌握现代工具

素

质

目

标

目标3：

培养学生具有从事电路设计、电路测量、调试等岗位必要的心理素质、职业素养；能根据学习任务有计划、有目的的自主学习；具有严谨求实、刻苦钻研的作风和勇于创新的精神，形成良好的职业素养。

8-3：了解与电子信息类专业相关行业的生产、设计、研究、开发，环境保护和可持续发展等方面的技术标准、方针、政策、法律、法规以及经济管理知识。

11-2：能够通过有效手段，掌握自主学习方法，具备不断学习和适应社会进步发展的能力。

8.职业背景

11.自主学习和终身学习

四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略

（一）理论教学

教学模块

学时

主要教学内容与策略

学习任务安排

支撑课程目标

Altium Designer绘制原理图

重点：原理图元件库的调用、修改等操作，复杂电路原理图的分解画法，网络表格文件的内容表示。

难点：原理图元件库自定义的方法，网络标号全局有效的层次原理图的绘制。

思政元素：通过多种芯片的选择和电路设计的知识，让同学初步了解电路设计，了解我国芯片现状，培养学生的设计和创新的热情。

教学方法与策略：线下教学。AD软件是当今主流的电路设计软件，本部分内容多，课时少，需要反复操作菜单演示。

课前：预习

课堂：提问、做好笔记

课后：自行熟悉菜单

目标1

目标3

PCB电路板绘制

重点：单面板的设计与制作，双面板的设计与制作，利用向导创建元件封装。

难点：自定义元件封装库的方法，用向导方法制作各种双面板的步骤和方法，手工创建元件封装。

思政元素：讨论半导体器件和工艺的发展历程中，穿插第一个固态晶体管发明的历史事件和关键人物。

教学方法与策略：线下教学。本章主要是PCB电路板和库文件制作两大块，可通过反复演示，让同学随堂操作，来加深对菜单命令的印象。

课前：预习

课堂：提问、做好笔记

课后：自行熟悉菜单

目标2

目标3

（二）实践教学

实践类型	项目名称	学时	主要教学内容	项目类型	项目要求	支撑课程目标
实验	multisim仿真实验	2	重点：Multisim的基本操作，电路分析电阻分压、限流特性的仿真测试。难点：计算器电路的仿真测试。思政元素：要求学生遵守电子电工相关设计规范，理解工程伦理的基本原则，树立正确的职业道德规范。	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	原理图设计基础	2	重点： Altium Desinger的基本操作，稳压电源电路绘制。难点：元器件放置、属性修改，放置网络标号。思政元素：通过电子产品的开发实例，传递执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越的理念。	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	单片机最小系统原理图绘制	2	重点：常用元件库的添加。难点：元器件库添加，元器件查找。思政元素：鼓励学生基于课程知识，参加科技类竞赛，使其具备旺盛的创造欲望。	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	层次原理图设计	2	重点：自上而下、自下而上的层次原理图设计方法。难点：方块电路的连接、模块端口的使用。	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	原理图元件库的管理	2	重点：自制原理图库的设计难点：修改原理图符号、自制原理图符号。思政元素：原理图库的创建是绘制电路原理图的基础，该练习能够培养学生的责任感和职业素养。	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	印制电路板设计基础	2	重点：PCB电路设计菜单的基本操作。难点：PCB图纸中电阻、电容、电位器的查找、放置、导线连接。思政元素：弘扬工匠精神，遵循操作规程，能保质保量的按时完成任务。	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	稳压电源PCB板设计	2	重点：手动创立PCB文档，通过原理图生成PCB电路。难点：PCB电路板的规划，加载网络表及元件。	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	表面安装型封装的二层电路板的设计	2	重点：PCB电路的手动布局、布线。难点：元器件封装修改	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	简单四层电路板的设计	2	重点：简单4层板的设计。难点：多层板的菜单设置。	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	PCB元器件封装	2	重点：手工创建元器件封装的步骤与方法。难点：焊盘的放置、元器件封装改名。思政元素：充分结合中美贸易战、芯片“卡脖子”的时事以及集成电路产业链现状分析，激发学生的学习兴趣与科技报国的家国情怀和使命担当。	训练	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
实验	电路板综合设计实例	4	重点：完整的原理图、PCB电路的设计过程。难点：载入电路板引脚封装并手工布局，补泪滴、敷铜。	综合	实验1人一组，独立完成。提交电子文档	目标2 目标3
	备注：项目类型填写验证、综合、设计、训练等。

五、学生学习成效评估方式及标准

考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。在本课程中，学生的最终成绩是由平时成绩、实验成绩、期末考试等三个部分组成。

1.平时成绩（占总成绩的10%）：采用百分制。平时由考勤成绩组成。评分标准如下表：

等级	评分标准
优秀（90～100分）	全勤。
良好（80～89分）	迟到2次以内。
中等（70～79分）	请假2次以内。
及格（60～69分）	旷课4次以内。
不及格（60以下）	旷课超过4次.

2. 实验成绩（占总成绩的30%）：采用百分制，考查实验完成情况。评分标准如下表：

等级

评分标准

优秀

（90～100分）

完成所有实验内容，布局合理，连线美观，仿真结果正确。

良好

（80～89分）

完成90%实验内容，布局欠合理，连线美观，仿真结果正确。

中等

（70～79分）

完成70%实验内容，布局欠合理，连线不美观，仿真结果正确。

及格

（60～69分）

完成60%实验内容，布局欠合理，连线不美观，仿真结果有误。

不及格

（60以下）

完成60%以下实验内容，布局不合理，连线不美观，仿真结果有误。

3.期末考试（占总成绩的60%）：采用百分制。期末考试可采用大作业或者上机考试的形式。考核内容、题型和分值分配情况请见下表：

考核模块	考核内容	主要题型	支撑目标	分值
原理图绘制	建立文件夹、设置图纸、标题、绘制原理图	绘图题	目标1	33
自制元器件符号	原理图库操作	绘图题	目标1	18
双面PCB电路板绘制	建立双面PCB板、设置定位孔、绘制PCB电路图，手动布局，布线，敷铜，补泪滴。	绘图题	目标1	31
自制元器件封装	PCB库操作	绘图题	目标1	18

六、 教学安排及要求

序号	教学安排事项	要求
1	授课教师	职称：讲师学历（位）：硕士研究生其他：具有硕士研究生及以上学历的高级工程师或讲师
2	授课地点	√教室 √实验室 □室外场地 □其他：
3	学生辅导	线上方式及时间安排：建立企业微信群，随时与学生沟通线下地点及时间安排：每周一次线下答疑

七、选用教材

[1] 王超，闫聪聪. Altium Designer 14电路设计基础与实例教程[M] .北京：机械工业出版社，2015年5月.

[2] 隋晓红,刘鑫,石磊.Altium Designer原理图与PCB设计[M]. 北京：机械工业出版社，2019年9月.

八、参考资料

[1] 杨欣. 电路设计与仿真[M]. 北京:清华大学出版，2016年7月

[2] 王廷才. 电子电路计算机仿真设计与分析[M]. 北京: 机械工业出版社，2011年

[3] 黄智伟，黄国玉. Altium Designer原理图与PCBA设计 [M]. 北京: 人们邮电出版社，2020年8月

网络资料

[1]中国大学MOOC

https://www.icourse163.org/course/NJCIT-1206691852?tid=1207021259)

https://www.icourse163.org/course/JSIT-1206734803?tid=1461015447

大纲执笔人：张黎红

讨论参与人:张惠敏、黄环

系（教研室）主任：曹丽娟

学院（部）审核人：连元宏

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