－PAGE7－《電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)（B）》課程教學(xué)大綱（含有實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的課程）課程名稱：電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)（B）CircuitDesignandSimulationTechnology（B）課程代碼：3420學(xué)分?jǐn)?shù)：3學(xué)分學(xué)時(shí)數(shù)：48學(xué)時(shí)（理論課38學(xué)時(shí)+實(shí)踐課10學(xué)時(shí)）課程類別：必修適用專業(yè)/開課對(duì)象：測(cè)控技術(shù)與儀器開課單位：電子信息與自動(dòng)化學(xué)院編制日期：2022年8月10日，2023年8月修訂一、課程目標(biāo)本課程是一門工程技術(shù)性、實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程，屬于測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的專業(yè)必修課程。通過本課程的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，學(xué)生能選擇合適的仿真軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真，能對(duì)典型的模擬電路、數(shù)字電路以及單片機(jī)的單元電路進(jìn)行仿真分析，具備繪制電路原理圖符號(hào)、元件的封裝、電路原理圖及其仿真分析以及各種PCB圖的能力。課程教學(xué)目標(biāo)1：能夠根據(jù)電路的特點(diǎn)選擇合適的AltiumDesigner、Proteus、Multisim等設(shè)計(jì)軟件工具，完成電路原理圖的設(shè)計(jì)、功能仿真分析。課程教學(xué)目標(biāo)2：能夠運(yùn)用Proteus、Multisim軟件工具，完成數(shù)電、模電以及單片機(jī)等單元電路的原理圖設(shè)計(jì)并進(jìn)行仿真分析，能夠運(yùn)用AltiumDesigner完成典型電路的原理圖、PCB以及元器件的原圖庫(kù)元件和元器件封裝設(shè)計(jì)。課程教學(xué)目標(biāo)3：能夠完成典型案例原理圖設(shè)計(jì)與仿真、PCB設(shè)計(jì)、實(shí)物的裝配，并對(duì)設(shè)計(jì)中軟件的中存在局限性進(jìn)行分析。課程思政目標(biāo)：電路設(shè)計(jì)是智能制造的核心技術(shù)，是先進(jìn)的生產(chǎn)力，是科技創(chuàng)新的前沿陣地。理解科技創(chuàng)新是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和世界科技強(qiáng)國(guó)的需要，樹立起創(chuàng)新科技強(qiáng)國(guó)的理念。表1課程目標(biāo)及其對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求的二級(jí)指標(biāo)點(diǎn)目標(biāo)1：能夠根據(jù)電路的特點(diǎn)選擇合適的AltiumDesigner、Proteus、Multisim等設(shè)計(jì)軟件工具，完成電路原理圖的設(shè)計(jì)、功能仿真分析。5.1能針對(duì)電子測(cè)量或無(wú)損檢測(cè)的復(fù)雜工程開發(fā)選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工具。目標(biāo)2：能夠運(yùn)用Proteus、Multisim軟件工具，完成數(shù)電、模電以及單片機(jī)等單元電路的原理圖設(shè)計(jì)并進(jìn)行仿真分析，能夠運(yùn)用AltiumDesigner完成典型電路的原理圖、PCB以及元器件的原圖庫(kù)元件和元器件封裝設(shè)計(jì)。5.2能使用AltiumDesigner、Proteus、Matlab、Labview、QuartusII等工具對(duì)測(cè)控系統(tǒng)及部件進(jìn)行建模、分析、計(jì)算及仿真驗(yàn)證。目標(biāo)3：能夠完成典型案例原理圖設(shè)計(jì)與仿真、PCB設(shè)計(jì)、實(shí)物的裝配，并對(duì)設(shè)計(jì)中軟件的中存在局限性進(jìn)行分析。5.3能使用合適的現(xiàn)代工具對(duì)相關(guān)復(fù)雜工程問題進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，并能夠理解所使用的現(xiàn)代工具的局限性。二、課程與其他課程的關(guān)系先修課程：電路分析基礎(chǔ)（B)、《模擬電子技術(shù)（B）》、《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)（C）》、《微處理器與接口技術(shù)（A）》、《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》。后續(xù)課程：《電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)（A）》、《測(cè)控技術(shù)綜合設(shè)計(jì)（B）》、《畢業(yè)設(shè)計(jì)》。三、教學(xué)內(nèi)容、預(yù)期成果、教學(xué)方式及建議學(xué)時(shí)分配《電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)（B）》課程主要以課堂操作與綜合設(shè)計(jì)為主，以課前預(yù)習(xí)，課后檢查為輔，提高教學(xué)效果。本課程目標(biāo)、章節(jié)單元與學(xué)時(shí)分配見表2。表2課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配章標(biāo)題教學(xué)內(nèi)容推薦學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)預(yù)期成果教學(xué)方式對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1講授：1.電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)2.常見的電子元器件31、熟悉電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)；2、熟悉電力設(shè)計(jì)中的電子元器件的符號(hào)和封裝知識(shí)。講授目標(biāo)1目標(biāo)22講授：基于Multisim模擬單元電路的設(shè)計(jì)與仿真分析步驟上機(jī)實(shí)操：1.繪制基于Multisim的直流穩(wěn)壓源并進(jìn)行仿真分析。2.繪制基于Multisim的混聯(lián)直流電路并進(jìn)行仿真分析。3.繪制基于Multisim的串聯(lián)諧振電路并進(jìn)行仿真分析。4.繪制基于Multisim單管共射放大電路并進(jìn)行仿真分析。5.繪制基于Multisim測(cè)量放大電路并進(jìn)行仿真分析。31.能夠應(yīng)用Multisim軟件進(jìn)行典型模擬單元電路原理圖設(shè)計(jì)。2.能夠應(yīng)用Multisim軟件中的虛擬儀器對(duì)原理進(jìn)行仿真。3.能夠?qū)Ψ抡娼Y(jié)果進(jìn)行有效分析。講授；課堂操作；目標(biāo)1目標(biāo)23講授：基于Multisim數(shù)字單元電路的設(shè)計(jì)與仿真分析上機(jī)實(shí)操：1.繪制基于Multisim的譯碼器構(gòu)成的跑馬燈電路并進(jìn)行仿真分析2.繪制基于Multisim的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路并進(jìn)行仿真分析。3.繪制基于Multisim的全加器電路并進(jìn)行仿真分析。31.能夠應(yīng)用Multisim軟件進(jìn)行典型數(shù)字單元電路原理圖設(shè)計(jì)。2.能夠應(yīng)用Multisim軟件中的虛擬儀器對(duì)原理進(jìn)行仿真。3.能夠?qū)Ψ抡娼Y(jié)果進(jìn)行有效分析。講授；課堂操作；目標(biāo)1目標(biāo)24講授：簡(jiǎn)單介紹Proteus仿真設(shè)計(jì)步驟演示：1.Proteus軟件界面及各菜單功能介紹。2.Proteus軟件電路原理圖設(shè)計(jì)步驟。上機(jī)實(shí)操：1.運(yùn)用Proteus軟件繪制一簡(jiǎn)單原理圖。2.了解Proteus軟件原理圖設(shè)計(jì)界面和常用工具。3.繪制基于Proteus的直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)與仿真。4.作業(yè)檢查與總結(jié)。31.了解課程內(nèi)容和要求。2.具有使用Proteus電路設(shè)計(jì)軟件各項(xiàng)功能的能力。3.能夠應(yīng)用Proteus軟件進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)。講授；課堂操作；目標(biāo)1目標(biāo)25講授：簡(jiǎn)單介紹音頻功率放大電路的電路組成、基本原理以及原理圖設(shè)計(jì)與仿真任務(wù)上機(jī)實(shí)操：1.繪制音頻控制電路原理圖并進(jìn)行仿真分析。2.繪制前級(jí)放大電路原理圖并進(jìn)行仿真分析。3.繪制50Hz濾波電路原理圖并進(jìn)行仿真分析。4.繪制功率放大電路原理圖并進(jìn)行仿真分析。5.作業(yè)檢查與總結(jié)。31.能夠應(yīng)用Proteus軟件進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)。2.能夠應(yīng)用Proteus軟件中的虛擬儀器對(duì)原理進(jìn)行仿真。3.能夠描述音頻功率放大電路的電路組成和基本原理。4.能夠?qū)Ψ抡娼Y(jié)果進(jìn)行有效分析。講授；課堂操作；目標(biāo)1目標(biāo)26講授：簡(jiǎn)單介紹基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)的工作原理。上機(jī)實(shí)操：繪制步進(jìn)電機(jī)控制的原理圖并進(jìn)行仿真。運(yùn)用Keil軟件編寫控制程序。2.分析仿真結(jié)果對(duì)初始設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)與完善。3.作業(yè)檢查與總結(jié)。3能夠應(yīng)用Proteus軟件進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)。2、能夠應(yīng)用KeilC51軟件進(jìn)行單片機(jī)程序開發(fā)。3.能夠應(yīng)用Proteus軟件中的虛擬儀器對(duì)原理進(jìn)行仿真。4.能夠?qū)Ψ抡娼Y(jié)果進(jìn)行有效分析并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)與完善。講授；課堂操作；目標(biāo)1目標(biāo)27講授：簡(jiǎn)單介紹八路搶答器原理及電路圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)。上機(jī)實(shí)操：1.應(yīng)用Proteus軟件或Multisim軟件設(shè)計(jì)八路搶答器原理圖。2.能對(duì)搶答器中數(shù)碼管的限流電阻的設(shè)計(jì)，說(shuō)明仿真軟件的局限性進(jìn)行分析。3.能夠應(yīng)用AD20電路設(shè)計(jì)軟件繪制八路搶答器原理圖及PCB圖。4.作業(yè)檢查與總結(jié)。31.能夠應(yīng)用Proteus軟件或Multisim軟件設(shè)計(jì)八路搶答器原理圖。2.能夠應(yīng)用AD20電路設(shè)計(jì)軟件繪制八路搶答器原理圖。3.能夠應(yīng)用AD20電路設(shè)計(jì)軟件繪制八路搶答器雙面板圖。講授；課堂操作；目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)38講授：簡(jiǎn)單介紹門鈴電路的工作原理上機(jī)實(shí)操：1.繪制門鈴電路器原理圖并進(jìn)行仿真分析。2.應(yīng)用AD20繪制門鈴電路器原理圖和PCB圖。3.分析仿真結(jié)果對(duì)初始設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)與完善。4.作業(yè)檢查與總結(jié)。31.能夠應(yīng)用Proteus或Multisim軟件進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)。2.能夠應(yīng)用AD20電路設(shè)計(jì)軟件繪制電路原理圖。3.能夠?qū)Ψ抡娼Y(jié)果進(jìn)行有效分析并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)與完善講授；課堂操作；目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)39講授：簡(jiǎn)單介紹元器件繪制過程演示：1.繪制元器件的步驟。上機(jī)實(shí)操：1.4針連接器、BNC連接器和60進(jìn)制模型元件的繪制。2.同類多組件器件繪制。3.74LS373總線型器件繪制。4.模塊元器件繪制。5.元器件封裝屬性檢查。6.4位撥碼開關(guān)DIP封裝的繪制。7.不規(guī)則元器件：電位器和發(fā)光二極管封裝的繪制。8.貼片元器件：電阻、電容、電感、二極管和三極管封裝的繪制。9.作業(yè)檢查與總結(jié)。31.能夠應(yīng)用AD軟件繪制原理圖元件庫(kù)中沒有的元器件。2.能夠建立自己專用的元件庫(kù)。3.具備元器件封裝的基本知識(shí)。4.能夠應(yīng)用AD軟件繪制和修元器件封裝。5.能夠建立自己專用的元件封裝庫(kù)。講授；課堂操作；目標(biāo)1目標(biāo)210上機(jī)實(shí)操：1.掌握中難度電路圖的原理圖到PCB設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。2.熟練進(jìn)行元件布局設(shè)計(jì)。3.熟悉自動(dòng)布線及相關(guān)規(guī)則的設(shè)置。4.對(duì)自動(dòng)布線中不合理的走線進(jìn)行修改。5.作業(yè)檢查與總結(jié)。3能熟練應(yīng)用AD軟件進(jìn)行原理圖和PCB圖。具備簡(jiǎn)單單元電路的設(shè)計(jì)能力。具備單面PCB的設(shè)計(jì)能力。學(xué)生操作目標(biāo)1目標(biāo)311講授：簡(jiǎn)單介紹51單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)板的PCB設(shè)計(jì)要求。上機(jī)實(shí)操：1.完成51單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)板的原理圖設(shè)計(jì)。2.完成51單片機(jī)的PCB設(shè)計(jì)，并強(qiáng)調(diào)晶振電路設(shè)計(jì)中元器件布局及軟件布局的局限性。3.能繪制復(fù)雜的總線。4.對(duì)自動(dòng)布線中不合理的走線進(jìn)行修改。并對(duì)軟件布局存在的局限性進(jìn)行分析。5.作業(yè)檢查與總結(jié)。6能熟練應(yīng)用AD軟件進(jìn)行原理圖和PCB圖。具備對(duì)有一定難度的單元電路的設(shè)計(jì)能力。具備較難電路的原理圖及PCB圖的設(shè)計(jì)能力。學(xué)生操作目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)312上機(jī)實(shí)操：1.熟練使用AD20制作基于STM32的DDS信號(hào)源的原理圖、雙面板及四層板PCB圖設(shè)計(jì)，并學(xué)習(xí)用手工布線完善布通率。2.采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)進(jìn)行元件間的連線；3.學(xué)會(huì)繪制復(fù)雜電路的總線繪圖方法；4.學(xué)會(huì)復(fù)雜電路的分塊繪制；5.培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力和軟件操作能力；6.分析軟件布局布線的局限性。61、能采用總線的方式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路的連接方式。2、能對(duì)復(fù)雜電路進(jìn)行分塊繪制其原理圖。3、具備四層電路板的設(shè)計(jì)能力。學(xué)生操作目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)313講授：1.PCB圖紙輸出和打印時(shí)的注意事項(xiàng)。2.PCB板制作工藝流程。動(dòng)手制作：在前面8路搶答器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增加一個(gè)+5V電源電路。完成帶電源的八路搶答器的雙面PCB設(shè)計(jì)。元器件焊接。4.成品測(cè)試。5.驗(yàn)收。61.能夠使用AD軟件對(duì)PCB圖進(jìn)行輸出和打印。2.能夠依據(jù)PCB板的制作工藝流程進(jìn)行PCB板制作。3.能夠應(yīng)用各種工具完成元器件的焊接。4.能夠使用各種測(cè)試儀器和工具對(duì)成品進(jìn)行測(cè)試。5.能夠?qū)y(cè)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析并提出改進(jìn)方案。學(xué)生操作驗(yàn)收目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3學(xué)時(shí)合計(jì)48—四、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定辦法本課程的考核方式為考查。本課程的總成績(jī)由平時(shí)（實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目）成績(jī)（80%）和實(shí)物成績(jī)（20%）構(gòu)成。平時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成績(jī)作為形成性過程評(píng)價(jià)中幫扶學(xué)生的依據(jù)，對(duì)平時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成績(jī)不高的學(xué)生進(jìn)行幫扶，幫扶的方式主要采取上課重點(diǎn)關(guān)注與指導(dǎo)，同時(shí)指定學(xué)習(xí)成績(jī)好的學(xué)生進(jìn)行結(jié)對(duì)子方式進(jìn)行幫扶。成績(jī)構(gòu)成方式見表3。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見附錄：平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)物評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。表3課程考核形式與課程目標(biāo)的支撐關(guān)系序號(hào)課程目標(biāo)考核形式及成績(jī)占比平時(shí)成績(jī)實(shí)驗(yàn)（%）實(shí)物成績(jī)（%）小計(jì)（%）1目標(biāo)1：能夠根據(jù)電路的特點(diǎn)選擇合適的AltiumDesigner、Proteus、Multisim等設(shè)計(jì)軟件工具，完成電路原理圖的設(shè)計(jì)、功能仿真分析。300302目標(biāo)2：能夠運(yùn)用Proteus、Multisim軟件工具，完成數(shù)電、模電以及單片機(jī)等單元電路的原理圖設(shè)計(jì)并進(jìn)行仿真分析，能夠運(yùn)用AltiumDesigner完成典型電路的原理圖、PCB以及元器件的原圖庫(kù)元件和元器件封裝設(shè)計(jì)。300303目標(biāo)3：能夠完成典型案例原理圖設(shè)計(jì)與仿真、PCB設(shè)計(jì)、實(shí)物的裝配，并對(duì)設(shè)計(jì)中軟件的中存在局限性進(jìn)行分析。202040合計(jì)8020100注：1.課程目標(biāo)在考核方式及占比：主要根據(jù)課程目標(biāo)自行設(shè)計(jì)和制定多元化考核方式，表中所列僅為參考。但所列考核方式必須覆蓋全體學(xué)生，可根據(jù)當(dāng)學(xué)期具體教學(xué)情況酌情調(diào)整。2.各考核方式占總成績(jī)權(quán)重：根據(jù)課程實(shí)際情況對(duì)各考核方式占總成績(jī)的權(quán)重予以賦值。3.因期末卷面考核記100分，相關(guān)課程目標(biāo)考核分值應(yīng)按百分制進(jìn)行折算，其他教學(xué)環(huán)節(jié)考核也可進(jìn)行百分制折算。五、教學(xué)說(shuō)明電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)是一門綜合性強(qiáng)，動(dòng)手能力強(qiáng)的課程，課程教學(xué)內(nèi)容涉及電路分析、模電、數(shù)電、單片機(jī)以及元器件識(shí)別等內(nèi)容，使用軟件的數(shù)量多，教學(xué)強(qiáng)度大，需要教師準(zhǔn)備大量的教學(xué)素材，和詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟，學(xué)生也需課前預(yù)習(xí)和提前準(zhǔn)備上課內(nèi)容。課程通過軟件對(duì)設(shè)計(jì)的電路原理圖進(jìn)行仿真分析，通過對(duì)電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)以及電路板制作，理解理論與實(shí)踐的辯證關(guān)系，理論是實(shí)踐的指導(dǎo)，而實(shí)踐是檢驗(yàn)理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)；理解科技創(chuàng)新是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和世界科技強(qiáng)國(guó)的需要，樹立起創(chuàng)新科技強(qiáng)國(guó)的理念。六、建議教材與教學(xué)參考書1.建議教材：賈磊磊，李精華.《基于Multisim+Proteus+AltiumDesigner的電路設(shè)計(jì)、仿真與制板》.電子工業(yè)出版社，2024.2.教學(xué)參考書[1]郭勇，陳開洪編著.《AltiumDesigner印制電路板設(shè)計(jì)教程》.機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[2]高敬鵬，武超群等編著.《AltiumDesigner21印制電路板設(shè)計(jì)教程》.機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[3]趙全利，李會(huì)萍編著.《Multisim電路設(shè)計(jì)與仿真》.機(jī)械工業(yè)出版社，2017.[4]周潤(rùn)景.《基于PROTEUS的電路及單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真（第二版)》.電子工業(yè)出版社，2018.[5]劉濤，趙中華等.《AltiumDesigner20電路設(shè)計(jì)軟件及應(yīng)用》.電子科技大學(xué)出版社，2021.執(zhí)筆人：李精華審核人：院（部）負(fù)責(zé)人：[楷體小四號(hào)加粗]【后面所附附錄等環(huán)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)僅在于參考，具體教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)需根據(jù)課程情況由教研室或課程組進(jìn)行確定。】

附錄1平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（%）90-10080-8960-790-59目標(biāo)1：能夠根據(jù)電路的特點(diǎn)選擇合適的AltiumDesigner、Proteus、Multisim等設(shè)計(jì)軟件工具，完成電路原理圖的設(shè)計(jì)、功能仿真分析。積極參與實(shí)驗(yàn)，提前完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，演示正確，對(duì)指導(dǎo)教師提出的問題回答正確。積極參與實(shí)驗(yàn)，按時(shí)完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，演示正確，對(duì)指導(dǎo)教師提出的問題回答正確。積極參與實(shí)驗(yàn)，完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，演示基本正確，對(duì)指導(dǎo)教師提出的問題回答基本正確。未完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或不主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，對(duì)指導(dǎo)教師提出的問題不能予以正確的回答。（未出勤實(shí)驗(yàn)計(jì)0分）30目標(biāo)2：能夠運(yùn)用Proteus、Multisim軟件工具，完成數(shù)電、模電以及單片機(jī)等單元電路的原理圖設(shè)計(jì)并進(jìn)行仿真分析，能夠運(yùn)用AltiumDesigner完成典型電路的原理圖、PCB以及元器件的原圖庫(kù)元件和元器件封裝設(shè)計(jì)。積極參