正版新书--电子电路CAD项目化教程 兰建花 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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兰建花 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111387572

商品编码：29486820838

包装：平装-胶订

出版时间：2018-03-01

基本信息

书名：电子电路CAD项目化教程

定价：29.00元

作者：兰建花

出版社：机械工业出版社

出版日期：2018-03-01

ISBN：9787111387572

字数：284000

页码：184

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.281kg

编辑推荐

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内容提要

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本书按照职业导向的工作过程，充分融入PCB行业和企业相关实际经验，注重培养学生实际PCB设计与制板的技能，紧紧围绕电子CAD课程的核心技能和*终目标。首先安排了电子电路CAD的认知项目，以激发学生的学习动力；然后，将各技能和知识点由易到难融入到具体的项目中，引入了9个由易到难的典型真实的实际项目（产品），打破了传统的先原理图后PCB的组织方式，基于ProtelDXP2004的平台从SCH绘制开始一气呵成到PCB设计，项目组织上先单面板、双面板，然后过渡到四层板，各项目之间涉及的技能和知识具有层次性、对比性、丰富性。项目９适当介绍了相关的仿真技术。*后是附录，以便学生查阅。本书作为项目课程建设成果，配有课程标准，课程整体教学设计、单元教学设计，课程考核方案、具体各个项目过程的考核方案等，配有客观的过程评价体系，以能促学。本书可作为中、高职电子、电气类的教材，也可作为从事电子产品设计的技术人员和爱好者的参考书。

目录

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前言
项目1认识电子电路CAD的功能1
项目导读1
教学方式1
任务1��1电子产品的展示，认识印制
电路板1
任务1��2识读印制电路板的板层2
任务1��3如何设计电路的PCB图样4
任务1��3��1了解电子电路CAD设计
流程4
任务1��3��2PCB图样设计软件的选择5
任务1��4了解本课程的核心和终目标5
小结6
习题6
项目2初步绘制简易声光显示报警器
原理图和设计PCB单面板7
项目导读7
教学方式7
任务引入7
任务目标7
任务分析与具体实施过程8
任务2��1新建项目工程文件9
任务2��2新建电路原理图文件10
任务2��3绘制简易声光显示报警器
电路原理图11
任务2��3��1从库面板查看元器件11
任务2��3��2从库面板放置元器件，调整
元器件位置并设置元器件
属性13
任务2��3��3电源和接地放置及其属性
设置15
任务2��3��4导线连接16
任务2��3��5完成原理图的绘制17
任务2��4初步进行单面PCB的设计17
任务2��4��1项目中新建PCB文件17
任务2��4��2将原理图封装和网络关系
装入到PCB中18
任务2��4��3手动布局元器件19
任务2��4��4电气边界粗略绘制20
任务2��4��5单面自动布线20
知识链接原理图编辑环境22
技能链接旋转、选取、移动、删除、复制等
编辑操作24
归纳提高SCH和PCB设计常规流程28
小结29
习题30
项目3绘制流水彩灯原理图和设计
PCB单面板31
项目导读31
教学方式31
任务引入31
任务目标32
任务分析与具体实施过程32
任务3��1创建项目工程文件，并在项目中
创建原理图文件33
任务3��2绘制电路原理图33
任务3��2��1加载元器件库34
任务3��2��2Search法查找元器件36
任务3��2��3取消元器件引脚方向上的
箭头37
任务3��2��4多个同类元器件的放置与属性
编辑37
任务3��2��5电气连接的流水彩灯电路
原理图39
任务3��3编译检查原理图40
任务3��4生成元器件清单报表41
任务3��5SCH网络表的产生及阅读42
任务3��6手动完成PCB单面布线44
任务3��6��1在项目中新建PCB文件并
保存44
任务3��6��2将原理图内容准确更新到
PCB图44
任务3��6��3手动布局元器件，规划印制
电路板46
任务3��6��4按指定要求单面手动
布线47
知识链接PCB编辑环境51
技能链接将SCH载入到PCB图时的常见
错误及其修改52
归纳提高基本完成PCB设计后，怎样处理
不合适的封装与网络53
小结55
习题55
项目48路智力竞赛抢答器电路的
绘制与双面板设计56
项目导读56
教学方式56
任务引入56
任务目标58
任务分析与具体实施过程58
任务4��1新建项目工程文件、原理图
文件58
任务4��28路抢答器原理图的分析与
绘制58
任务4��2��1查找元器件58
任务4��2��2放置单元元器件59
任务4��2��3元器件隐藏引脚的显示60
任务4��2��4制作电阻排和数码管原理图
元器件60
任务4��2��5调用自制元器件到
原理图65
任务4��2��6总线、总线分支及网络标号的
连接65
任务4��3元器件自动编号66
任务4��4添加原理图标注说明66
任务4��5项目编译检查67
任务4��6将单页式电路改成层次式电路
原理图的设计与绘制67
任务4��6��1认知层次式电路设计
理念67
任务4��6��2自上而下绘制层次式电路
原理图68
任务4��7层次式原理图的PCB双面板
设计74
任务4��7��1查看更改原理图元器件
封装74
任务4��7��2加载封装库，更改原理图
元器件封装74
任务4��7��3制作数码管和按键的
封装75
任务4��7��4调用自制的PCB元器件
封装80
任务4��7��5利用全局功能修改原理图中
多个同类元器件封装81
任务4��7��6在项目中新建PCB文件83
任务4��7��7将元器件封装和网络载入
PCB83
任务4��7��8元器件布局及调整84
任务4��7��9进行PCB双面自动布线86
任务4��7��10手动修改布线89
知识链接SCH元器件和PCB元器件的
设计方法92
技能链接SCH更新到PCB时的典型错误及
原因94
技能扩展1制作含有子元件的复合器件，
并添加封装94
技能扩展2采用自下而上的方法设计层次式
电路原理图95
归纳提高层次式电路PCB设计的结果
分析96
小结96
习题96
项目5基于UC3842的开关电源双面板
设计98
项目导读98
教学方式98
任务引入98
任务目标98
任务分析与具体实施过程99
任务5��1开关电源电路的分析99
任务5��2编辑原理图99
任务5��2��1生成原理图专用元器件库并在专用库中制作新的元器件100
任务5��2��2库元器件修改后更新到
原理图102
任务5��3SCH元器件封装的确定及封装的
制作102
任务5��4PCB双面板设计104
任务5��4��1利用向导创建PCB文件104
任务5��4��2SCH同步更新到PCB
文件106
任务5��4��3自动布局与手动布局107
任务5��4��4PCB预布线，自动布线，手动
修改108
任务5��4��5制作PCB的安装孔110
任务5��5PCB设计规则检查111
任务5��6PCB的3D效果图112
任务5��7PCB输出文件112
任务5��7��1PCB信息报告112
任务5��7��2PCB元器件清单113
技能扩展创建集成元器件库114
归纳提高PCB设计用到的层面115
小结117
习题117
项目6电子密码锁的设计及实物
PCB的制作118
项目导读118
任务引入118
任务目标120
任务分析与具体实施过程120
任务6��1绘制电子密码锁各

作者介绍

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文摘

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序言

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《电子电路设计与实践：从原理到应用》 一、 核心内容 本书旨在为读者提供一个全面、系统且实用的电子电路设计与实践的学习平台。内容覆盖了从基础的电子元件知识，到复杂的模拟与数字电路设计，再到实际的电路制作、测试与调试的全过程。本书强调理论与实践的紧密结合，通过丰富的案例分析和项目驱动的学习模式，帮助读者掌握电子电路的设计思维、工程方法和解决实际问题的能力。 二、 章节概览 第一部分：电子电路基础理论与元件认知 1. 电子世界入门： 电流、电压、电阻等基本概念的深入剖析： 介绍电荷的运动、电势差的形成以及导体内电荷流动的阻碍等核心概念，并辅以生活中的类比，如水流、水压和管道阻力，帮助读者建立直观的理解。 电路的基本定律： 详细阐述欧姆定律、基尔霍夫电压定律和电流定律，并通过清晰的图示和例题，展示这些定律在简单电路分析中的应用，为后续更复杂的电路设计奠定坚实的基础。 常用电子元件的特性与应用： 电阻： 讲解固定电阻、可变电阻（电位器、微调电阻）的结构、标识、分类（碳膜、金属膜、线绕等）以及在限流、分压、衰减等电路中的作用。 电容： 介绍电容的基本原理（电场储存电荷），以及不同类型电容（陶瓷、电解、钽电解、薄膜等）的结构、特性（容量、耐压、极性、频率响应）及其在滤波、耦合、旁路、储能等方面的应用。 电感： 阐述电感的原理（磁场储存能量），不同类型电感（空心、铁芯、磁环等）的特性（电感量、直流电阻、自谐频率）和在滤波、振荡、变压器等电路中的应用。 二极管： 深入讲解PN结的形成与特性，不同类型二极管（普通二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管LED、光电二极管等）的工作原理、伏安特性曲线，以及它们在整流、稳压、信号指示、光电转换等方面的应用。 三极管（BJT）： 详细介绍NPN型和PNP型双极型晶体管的结构、工作原理（放大、开关），重点讲解不同偏置方式（共射、共集、共基）的放大特性和工作区域（截止、放大、饱和）。 场效应管（FET）： 介绍JFET和MOSFET（N沟道、P沟道）的工作原理，分析其跨导特性和开关特性，并比较其与BJT的优缺点，强调其在高输入阻抗、低功耗等方面的优势。 集成电路（IC）简介： 简要介绍集成电路的基本概念、制造工艺和封装形式，为后续学习集成运算放大器、逻辑门电路等打下基础。 2. 基础电路分析技术： 节点电压法和网孔电流法： 教授求解复杂电路中各支路电流和节点电压的系统性方法，提供清晰的步骤和详细的解题过程。 戴维南定理与诺顿定理： 讲解如何将复杂电路简化为等效电压源或电流源模型，极大地简化电路分析和设计过程。 叠加定理： 阐述在多源电路中，各独立电源单独作用时产生的效果之和等于总效果的原理，并展示其应用。 AC电路基础： 引入阻抗、导纳的概念，学习复数运算在AC电路分析中的应用，讲解RLC串并联电路的谐振现象。 第二部分：模拟电路设计与应用 3. 放大电路设计： 单级放大器： 深入分析共射、共集（缓冲器）、共基放大器的电路结构、工作原理、电压增益、输入阻抗、输出阻抗等关键参数，并讨论偏置电路的设计（固定偏置、发射极自偏置、分压偏置）以保证放大器工作稳定。 多级放大器： 讲解直接耦合、阻容耦合、变压器耦合等放大器级联方式，分析其优缺点，以及如何通过多级放大实现高增益。 反馈放大器： 详细介绍负反馈的基本原理、四种组态（电压串联、电压并联、电流串联、电流并联）的电路结构和作用，分析反馈对放大器增益、带宽、输入输出阻抗和失真的影响。 差分放大器： 介绍差分放大器的工作原理，分析其共模抑制比（CMRR），以及在运算放大器输入级中的重要作用。 4. 信号处理电路： 滤波器设计： 低通、高通、带通、带阻滤波器： 讲解LC、RC、RL无源滤波器的基本原理和设计方法，重点介绍有源滤波器（基于运算放大器）的设计，包括巴特沃斯、切比雪夫等响应类型，分析其通带、阻带、截止频率等关键参数。 滤波器应用： 讨论滤波器在音频信号处理、通信系统、电源滤波等领域的实际应用。 振荡器电路： 正弦波振荡器： 讲解LC振荡器（哈特莱、科匹兹）、RC振荡器（相移、文氏电桥）和晶体振荡器的基本原理、起振条件和频率稳定性，并分析其优缺点。 非正弦波振荡器： 介绍多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等产生方波、脉冲等波形的电路。 信号产生与调制/解调： 简要介绍信号发生器的工作原理，以及AM、FM等基本调制与解调技术的概念。 5. 功率放大器与电源电路： 功率放大器： 甲类、乙类、甲乙类、丙类功率放大器： 详细分析不同类别的功率放大器的工作原理、效率、失真特性，重点讲解甲乙类推挽放大器的设计和改进（如AB类）。 功率放大器应用： 介绍功率放大器在音频功放、驱动电路等方面的应用。 线性稳压电源： 变压器、整流、滤波、稳压： 详细讲解线性稳压电源的组成部分，包括变压器降压、全波/半波整流、电容滤波、稳压管或三端稳压器（如78xx, 79xx系列）稳压等过程。 三端稳压器： 重点介绍三端集成稳压器（固定输出、可调输出）的使用方法、外围元件选择和注意事项。 开关稳压电源（SMPS）简介： 简要介绍开关电源的基本工作原理（PWM控制、电感储能），以及其高效率的优势。 第三部分：数字电路设计与应用 6. 数字逻辑基础： 数制与编码： 讲解二进制、十进制、十六进制之间的转换，以及BCD码、ASCII码等常用编码。 逻辑门电路： 详细介绍与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门的基本逻辑功能、逻辑符号和真值表。 布尔代数与逻辑化简： 学习布尔代数的运算法则（如德摩根定律），并掌握卡诺图（Karnaugh Map）等方法对逻辑函数进行化简，以优化电路设计。 7. 组合逻辑电路： 编码器与译码器： 介绍优先级编码器、全编码器、二进制译码器、七段数码管译码器等功能和电路实现。 多路选择器（Multiplexer, MUX）与多路分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 讲解其选择和分配数据的功能，以及在数据选择、信号路由等方面的应用。 加法器与减法器： 分析半加器、全加器、先行进位加法器等电路，以及二进制减法电路的实现。 比较器： 介绍比较器的工作原理，用于判断两个二进制数的逻辑大小。 8. 时序逻辑电路： 触发器： 基本触发器（SR触发器）： 讲解其置位（S）和复位（R）功能，以及存在约束状态的问题。 主从JK触发器、D触发器、T触发器： 深入分析其工作原理、状态转移图，以及在不同应用中的特点。 寄存器： 介绍移位寄存器（串入串出、串入并出、并入串出、并入并出）和并行寄存器的构成与功能。 计数器： 异步计数器（行波计数器）与同步计数器： 分析其工作原理、模值、进位和借位逻辑。 移位寄存器实现的计数器（如扭环计数器）： 介绍不同类型的计数器及其应用。 状态机（有限状态机FSM）： 介绍摩尔型和米利型状态机的设计概念，以及如何通过状态转移图和状态表设计控制器。 9. 数字集成电路及其应用： TTL与CMOS逻辑系列： 介绍这两种主流数字集成电路系列的基本电气特性、扇出能力、功耗和抗干扰能力，以及它们之间的接口问题。 常用数字集成电路芯片： 介绍如74系列、4000系列等常用数字逻辑芯片的功能和应用，例如74LS系列逻辑门、寄存器、计数器、多路选择器等。 微控制器（MCU）简介： 简要介绍微控制器的基本结构（CPU、存储器、I/O接口），以及其在嵌入式系统中的作用。 第四部分：电路制作、测试与调试 10. 电路制作工艺： PCB（Printed Circuit Board）设计基础： 介绍PCB的层数、敷铜、走线、过孔、阻抗控制等基本概念，以及PCB设计软件（如Altium Designer, Eagle, KiCad）的基本操作流程，包括原理图绘制、PCB布局与布线。 焊接技术： 讲解各种焊接工具（烙铁、焊锡、助焊剂）的使用方法，不同类型元器件（通孔、贴片）的焊接技巧，以及焊接质量的检查。 面包板与洞洞板的使用： 介绍如何利用这些原型制作工具快速搭建和验证电路。 11. 电路测试与调试： 常用测试仪器： 万用表： 讲解直流/交流电压、直流/交流电流、电阻、二极管、晶体管的测量方法。 示波器： 介绍示波器的基本原理、操作界面、波形显示（电压、时间、频率、占空比测量），以及触发功能。 信号发生器： 讲解如何使用信号发生器产生各种波形（正弦波、方波、三角波）和信号参数（频率、幅度、偏置）。 逻辑分析仪： 介绍其在数字电路调试中的应用，用于采集和分析数字信号的时序。 调试方法与技巧： “排除法”： 讲解如何从简单到复杂，逐步缩小故障范围。 “分而治之”： 如何将复杂电路分解为独立的模块进行测试。 “模拟与真实”： 如何用仿真软件（如Multisim, Proteus, LTspice）进行电路仿真，并在硬件上进行验证。 常见故障分析： 例如元件损坏、焊接不良、元器件参数错误、逻辑错误、电源问题等，并提供相应的排查和解决思路。 第五部分：实际项目案例分析 12. 典型电子项目实例： LED闪烁电路： 使用555定时器IC或简单的RC振荡器实现LED的周期性闪烁。 直流稳压电源模块： 基于三端稳压器设计一个简单的稳压电源。 简易音频放大器： 使用运算放大器或分立三极管搭建一个简单的音频放大电路。 数字电子时钟： 利用集成芯片（如计数器、译码器）和显示器设计一个基础的时钟。 红外遥控接收/发射模块： 讲解其基本工作原理和应用。 基于Arduino/STM32的简单嵌入式项目： 简要介绍如何利用微控制器平台实现简单的控制功能，如LED阵列控制、传感器数据采集等（侧重于电子电路基础知识在嵌入式项目中的应用）。 三、 学习目标与特色 理论扎实： 深入讲解电子电路的基本原理、定律和元件特性。 实践导向： 强调动手能力，提供大量的实践操作指导和项目案例。 工程思维： 培养读者分析问题、解决问题的工程化思维模式。 综合能力： 涵盖模拟、数字、电源、PCB设计、测试调试等多个方面，力求全面。 易于理解： 采用清晰的语言、丰富的图示和生动的比喻，降低学习难度。 循序渐进： 内容安排由浅入深，适合初学者入门，也适合有一定基础的读者深化学习。 四、 适用读者 电子信息工程、自动化、通信工程、计算机科学与技术等相关专业的在校学生。 电子技术爱好者，希望系统学习电子电路设计与实践的业余爱好者。 从事相关技术工作的工程师，希望巩固基础知识或拓展技能领域。 对电子产品制作、DIY项目感兴趣的各类人群。 通过对本书的学习，读者将能够独立完成从电路原理设计到实物制作、测试调试的全过程，为进一步深入学习高级电子技术或进行创新性电子项目开发打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个非常紧张的课程设计截止日期前夕接触到这本书的，当时我们小组的PCB设计环节遇到了瓶颈，各种DRC（设计规则检查）错误层出不穷，搞得大家焦头烂额。这本书的优点在于它的组织结构非常清晰，即使是临时抱佛脚，也能快速定位到问题所在。我主要翻阅了关于“高级布线策略”和“热设计考量”的那几个章节。作者对过孔（Via）的设计冗余度和走线宽度的动态调整，给出了非常明确的指导方针，而不是那种模糊的“要合理”。最让我印象深刻的是，书中对不同设计阶段应采用不同层级精度的描述，这直接点明了我们在前期仿真阶段就过度追求完美布局的误区。它帮助我们快速调整了工作重心，从纠缠于细节的泥潭中拔了出来，聚焦于核心功能模块的验证。虽然我无法保证我们小组的设计完全按照书中的每一个步骤实现，但这本书提供的解决问题的框架和思路，无疑是这次项目成功的关键催化剂。它教会我们在压力下如何高效地利用CAD工具，而不是被工具所奴役。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对软件界面和操作逻辑非常挑剔的人，我最讨厌那种过时、丑陋、逻辑混乱的工具。然而，这本书所依托的CAD环境（尽管我不会直接提及书名中的特定软件），在教程中被展现出了一种高度的模块化和可定制性。作者在介绍软件界面时，并没有浪费篇幅去介绍每一个菜单按钮，而是直接将这些工具整合进具体的任务流程中。例如，当需要进行寄生参数提取时，作者会先解释为什么这项工作重要（电磁兼容性），然后再展示如何一步步调用相应的模块，并解读输出报告的关键指标。这种“为什么做—怎么做—结果是什么”的结构，极大地提升了学习的内驱力。而且，书中对不同层级的抽象处理做得很好，初学者可以专注于电路原理图的绘制，而有经验的读者则可以深入研究后处理和优化脚本的编写。这本书就像是一个精心设计的训练场，它为不同水平的学习者提供了合适的挑战和提升路径，确保了学习曲线的平滑与高效，而非一味的陡峭或停滞不前。

评分☆☆☆☆☆

这本《电子电路CAD项目化教程》简直是为我这种电子工程小白量身定做的神器！我以前对电路图的理解就停留在纸上的手绘草稿阶段，想真正用软件做点东西，简直是天方夜谭。但是这本书，它不是那种干巴巴的软件操作手册，而是真的带着你“做项目”。从最基础的元器件符号识别，到如何搭建一个简单的仿真环境，每一步都讲解得极其细致。特别是它引入的“项目化”学习模式，让我感觉自己像是在一个真实的工程团队里实习。比如，书中讲到设计一个电源管理模块时，它会先讲解这个模块在实际应用中的作用，再引出需要用到哪些CAD工具和技巧，这种学以致用的感觉，比单纯看一堆枯燥的命令流有效得多。我记得有一次尝试设计一个滤波电路，卡在参数设置上很久，翻看书里的案例解析，发现作者非常直观地解释了电容和电感的取值对频率响应的影响，瞬间就茅塞顿开了。如果说以前学电路是“听天书”，那么通过这本书，我感觉自己终于拿到了进入电子设计世界的“钥匙”。这本书的价值不在于教会你某个软件的全部功能，而在于教会你如何用这些工具解决实际工程问题，培养的是一种系统性的设计思维，对于初学者来说，这份引导至关重要。

评分☆☆☆☆☆

作为一个已经工作了几年的电路设计师，说实话，市面上那些面向新手的入门教程我已经提不起兴趣了，它们大多是基于某个软件的过时版本，讲解的案例也早就被淘汰了。但《电子电路CAD项目化教程》这本书却让我眼前一亮，它的切入点非常高阶和实用。我最欣赏的是它对于“设计流程的规范化”的处理。作者没有仅仅停留在“画图”层面，而是深入探讨了设计文档的规范性、仿真结果的可追溯性以及如何与PCB制造环节进行有效对接。尤其是在处理复杂的多层板设计时，书中关于信号完整性和电源完整性的CAD实现技巧，非常具有参考价值。我立刻尝试将书里提到的一些约束设置应用到了我目前的一个项目中，显著减少了后期的返工和调试时间。这本书的内容更新和视角非常贴合当前的行业标准，它更像是一本资深工程师给后辈的“经验沉淀录”，而不是传统的教材。对于希望从“会画图”跃升到“会设计”的工程师来说，这本书提供的理论结合实践的深度，绝对值得我们投入时间去钻研。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对市面上很多号称“项目化”的教程都持保留态度，很多都是把几个不相关的练习拼凑起来，美其名曰“项目”。但是《电子电路CAD项目化教程》在这方面做得非常出色，它贯穿始终的是几个具有实际意义的、逻辑递进的电子系统设计。我是一个偏向硬件验证和测试的爱好者，所以我特别关注书中关于“测试点预留”和“边界扫描设计”的部分。这些内容在很多入门教材中是完全被忽略的，但在实际的生产和维护环节却是成本控制和效率提升的关键。作者在讲解这些高级特性时，并没有采用过于晦涩的语言，而是通过图示和流程图，将复杂的逻辑变得易于理解。比如，书中对JTAG接口在嵌入式系统中的应用结合CAD布局的讲解，让我对如何为未来的固件调试预留硬件基础有了全新的认识。这本书真正体现了“以终为始”的设计哲学，让你在绘制每一根导线时，都考虑到它在产品生命周期中的作用。这种前瞻性的视角，远超出了一个普通的软件教学范畴。