周旭丹++魏王懂

【摘要】高職院校的畢業(yè)設(shè)計(jì)是高職教育教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是高職人才培養(yǎng)計(jì)劃的重要組成部分。做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)高職培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能人才，具有十分重要的作用。在應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，引入Protel軟件，極大地提高了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高職 應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量 電子線路CAD

【Abstract】The graduation design of Higher vocational college is an important part of higher vocational education teaching and it also plays an essential component of higher vocational education personnel training plan. Doing a good job at graduation design is very useful for higher vocational colleges to cultivate high？鄄quality technical and skilled talents. With the introduction of Protel software to applied electronic technology specialty graduation design， it is greatly improved the quality of graduate design.

【Keywords】higher vocational college； applied electronic technology specialty； quality of graduation design；electronic circuit CAD

【基金項(xiàng)目】本文系紹興市教育科學(xué)2014年度規(guī)劃課題“應(yīng)用電子線路CAD設(shè)計(jì)軟件提高高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的研究與實(shí)踐”研究成果。（項(xiàng)目編號(hào)：SGJ14025，項(xiàng)目主持人：周旭丹）

【中圖分類(lèi)號(hào)】G421 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）04-0248-02

高職院校畢業(yè)設(shè)計(jì)是高職教育教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是高職人才培養(yǎng)計(jì)劃的重要組成部分，也是高職實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的最后一個(gè)階段[1]。它既是對(duì)學(xué)生在大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)、技術(shù)與能力的檢驗(yàn)，也是對(duì)高職院校教育教學(xué)質(zhì)量的全面、綜合的檢查[2]。它既是學(xué)生對(duì)理論知識(shí)綜合運(yùn)用的過(guò)程，也是學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐分析解決實(shí)際問(wèn)題和培養(yǎng)初步科學(xué)研究能力的重要階段，又是對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力等綜合素質(zhì)的全面檢驗(yàn)。做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)高職培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能人才，具有十分重要的作用。對(duì)以培養(yǎng)面向現(xiàn)代電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)從事電子產(chǎn)品的生產(chǎn)及組織管理的應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中引入Protel軟件開(kāi)展“基于產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程”的課題研究，意義重大。本人在指導(dǎo)應(yīng)電專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)中積極進(jìn)行了這方面的探索，取得了良好的效果。

1.將Protel軟件引入應(yīng)電專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的可行性

Protel軟件最早是Altium公司在80年代末推出的，經(jīng)過(guò)了Protel DOS版，Protel 98，Protel 99 SE，Protel DXP等多個(gè)版本，目前最高版本是altium designer。在電子行業(yè)眾多的CAD軟件中，它當(dāng)之無(wú)愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件。該軟件具有電路原理圖SCH繪制、原理圖元件制作、電路仿真、PCB印制電路板設(shè)計(jì)、元件封裝制作、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成等強(qiáng)大的電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的功能。

應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及電子電路的設(shè)計(jì)，包括運(yùn)用電路基礎(chǔ)、模擬電子、數(shù)字電子、單片機(jī)、可編程邏輯器件等相關(guān)知識(shí)與理論，同時(shí)還要在萬(wàn)能電路板上進(jìn)行元器件的安裝和電路板的焊接。在這個(gè)過(guò)程中往往還需要加一個(gè)面包板的環(huán)節(jié)，就是學(xué)生要先在面包板上對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行驗(yàn)證，若電路驗(yàn)證成功，則再到萬(wàn)能電路板上進(jìn)行。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用Protel軟件，將極大縮減電路驗(yàn)證的流程，并大幅提高電路的可靠性。Protel軟件起到了很好的橋梁作用，有效銜接了電路設(shè)計(jì)與電子工藝制作，電路設(shè)計(jì)的合理性與否得以較可靠驗(yàn)證，而PCB板的制作使得電路連接簡(jiǎn)單輕松，焊接的工作也簡(jiǎn)便了不少。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，成為檢驗(yàn)和鞏固并提高其系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的過(guò)程，同時(shí)還鍛煉了邏輯思維、整體意識(shí)和時(shí)間管理能力。

2.引入Protel軟件后應(yīng)電專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的步驟

學(xué)生選定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題后，一般需經(jīng)過(guò)以下七個(gè)步驟完成最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)作品。

2.1 確定電路設(shè)計(jì)方案

根據(jù)所選課題的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合專(zhuān)業(yè)已學(xué)的電子線路、單片機(jī)、PLC技術(shù)、CPLD可編程技術(shù)等相關(guān)知識(shí)，確定可實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)方案，通過(guò)在經(jīng)濟(jì)上、電路可靠性上、電路性能方面等比較各方案，選擇出最佳的電路設(shè)計(jì)方案。

2.2 繪制電路原理圖

根據(jù)電路設(shè)計(jì)方案，打開(kāi)Protel軟件，進(jìn)入原理圖編輯器，先設(shè)置圖紙參數(shù)，后查找或制作所需元件，并把它有序放置到原理圖上來(lái)，調(diào)整元器件之間的位置和間隔，再放置接插件、電源、接地符號(hào)等。然后，對(duì)電路進(jìn)行連線，連線完畢放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。生成材料清單，檢驗(yàn)所用元器件的Designator、Value、Footprint、Simulation等重要參數(shù)是否設(shè)置合理；生成網(wǎng)絡(luò)表，檢查電路信息，若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)糾正。最后，對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行編譯ERC校驗(yàn)，確保電路正確。

2.3 電路仿真及方案修正

Protel DXP提供了10 種分析仿真方式，包括直流工作點(diǎn)、直流掃描、交流小信號(hào)、瞬態(tài)過(guò)程、Fourier、噪聲、傳輸函數(shù)、溫度掃描、參數(shù)掃描以及蒙特卡羅分析等。電路原理圖繪制完畢后，設(shè)置仿真方式并指定要顯示的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)進(jìn)行電路仿真，生成sdf 文件，同時(shí)打開(kāi)窗口顯示分析結(jié)果。觀察電路仿真結(jié)果，分析仿真波形是否符合電路設(shè)計(jì)要求，如果不符合，則重新調(diào)整電路參數(shù)進(jìn)行仿真，直到滿(mǎn)意為止。

2.4 設(shè)計(jì)PCB板并打印圖紙

電路仿真達(dá)到滿(mǎn)意結(jié)果后，就可以進(jìn)入PCB印制電路板的設(shè)計(jì)了。一般的步驟是先進(jìn)入PCB編輯環(huán)境，定義PCB印制電路板，可自定義板框大小，也可以采用軟件自帶的PCB板制板向?qū)?lái)實(shí)現(xiàn)；接著從原理圖導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表信息；再是對(duì)元件封裝進(jìn)行合理美觀布局；然后進(jìn)行布線規(guī)則的設(shè)置，線寬大小建議在12mil以上；最后是自動(dòng)布線，布線成功后就可以使用熱轉(zhuǎn)印紙按1：1的比例依次選擇不同層進(jìn)行打印。

2.5 制作PCB板

PCB圖紙打印好后，分五步完成。第一步是曝光，選擇合適大小的曝光覆銅板，打開(kāi)多功能制板系統(tǒng)抽屜式曝光機(jī)，將圖和覆銅板放入，曝光約90秒左右后完成；第二步是顯影，調(diào)制好一定濃度的溶液，并加熱到50攝氏度左右，將線路板放入顯影槽進(jìn)行顯影；第三步是蝕刻，蝕刻時(shí)間一般需要十幾分鐘；第四步是鉆孔，根據(jù)焊盤(pán)大小選擇不同的鉆頭進(jìn)行鉆孔；第五步是表面處理；若為雙面板，還要進(jìn)行第六步，過(guò)孔。線路板經(jīng)過(guò)以上步驟后，可用萬(wàn)用表檢測(cè)電路是否均連通，以保證后面的步驟順暢進(jìn)行。

2.6 元器件接插并焊接

把選用好的元器件接插到合適的位置，用電烙鐵、松香等對(duì)元器件進(jìn)行焊接，這里要注意不要出現(xiàn)虛焊、假焊和漏焊現(xiàn)象，要盡可能做到焊點(diǎn)表面完整、連續(xù)和圓滑。

2.7 電路調(diào)試

電路焊接完畢，則需要用萬(wàn)用表、示波器等工具對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)故障，進(jìn)行電路分析并排故，直到電路功能正常為止。一般來(lái)說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的電路相對(duì)簡(jiǎn)單，在前面幾個(gè)步驟都順利的情況下，電路調(diào)試基本都能成功。有出現(xiàn)問(wèn)題的，往往都是電路設(shè)計(jì)方案本身存在問(wèn)題，并在仿真階段也是含含糊糊過(guò)去的。

3.引入Protel軟件后應(yīng)電專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)效

將Protel軟件引入到應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)后，總體來(lái)講，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量大大提高。具體體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

一是學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的自信加強(qiáng)了。畢業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)地考驗(yàn)了學(xué)生對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握和運(yùn)用能力。引入Protel軟件后的畢業(yè)設(shè)計(jì)里，學(xué)生既有對(duì)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的提取、運(yùn)用和消化，又有基于產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐的鍛煉，理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生的專(zhuān)業(yè)自信明顯提升。

二是學(xué)生的綜合素質(zhì)增強(qiáng)了。畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，碰到的可能是對(duì)某個(gè)元器件用法和功能的不熟悉，也有可能是對(duì)電路參數(shù)大小比較模糊，這些都需要學(xué)生去查找文獻(xiàn)，提高自學(xué)能力；另外，在電路設(shè)計(jì)、電路仿真過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)參數(shù)不符合要求，需要修正和調(diào)整，這個(gè)過(guò)程可能是反復(fù)的，考驗(yàn)的是學(xué)生對(duì)某項(xiàng)任務(wù)的堅(jiān)持不懈和百折不撓的精神；此外，還培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)和細(xì)致。

三是學(xué)生畢業(yè)論文的內(nèi)容充實(shí)了。學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行梳理和筆錄的內(nèi)容就可構(gòu)成畢業(yè)論文的核心內(nèi)容了。學(xué)生經(jīng)過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的親身實(shí)踐，有過(guò)程，有感觸，必然言之有物。

四是學(xué)生畢業(yè)就業(yè)的專(zhuān)業(yè)對(duì)口率提高了。引入Protel軟件后畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅讓學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)更有自信，同時(shí)學(xué)生對(duì)Protel軟件的掌握也加深了，對(duì)制板的流程也熟悉了，在就業(yè)過(guò)程中，Protel繪圖員工、制板工等相關(guān)崗位的工作也能承擔(dān)了。

4.結(jié)束語(yǔ)

在應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中引人Protel軟件，改變了過(guò)去畢業(yè)設(shè)計(jì)只注重理論設(shè)計(jì)的純教學(xué)性的做法，采取理論設(shè)計(jì)與實(shí)踐制作相結(jié)合，動(dòng)手能力與創(chuàng)新精神相結(jié)合[3]，充分發(fā)揮學(xué)生主體性作用的方式相比，取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊碧石.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)作品化教學(xué)模式探討[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（7）.

[2]司景萍，高志鷹.提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施探討[J].高等教育研究，2010（9）.

[3]吳偉雄，褚蓮娣，熊遠(yuǎn)生.應(yīng)用電子線路CAD軟件提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量[J].嘉興學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（11）.

作者簡(jiǎn)介：

周旭丹（1977—），女，浙江寧波北侖人，紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處副處長(zhǎng)、講師、碩士，研究方向：電子與通信工程。

魏王懂（1977—），男，浙江諸暨人，紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院汽車(chē)專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人、講師、碩士，主要研究方向：汽車(chē)電子技術(shù)。