中职电子线路CAD教学中常被忽略的问题与应对论文_李美娜

(广东省惠东县惠东职业中学,广东 惠州 516300)

摘要:Altium Designer 作为Protel的升级版本,延续了Protel功能强大、操作方便以及学习和入门比较容易的特点,是一款非常适合初学者的绘图软件。上述特点使Altium Designer成为许多中职学校电子线路CAD教学软件的首选。

关键词:Altium Designer ;电子线路CAD;中职学生

1.引言

随着科技发展,现代电子工业取得了长足进步,大规模集成电路的应用使印制电路板越来越精密和复杂,与之相适应的是计算机辅助设计(CAD)和电子设计自动化(EDA)技术的飞速发展。作为实用型人才培养基地的中等职业学校,随之将电子线路CAD列入电子电工专业课程。在众多的电路设计软件中,Altium Designer 作为Protel的升级版本,具有功能强大、操作方便以及学习和入门比较容易的特点,是一款非常适合初学者的绘图软件。因此目前许多中职学校都选择Altium Designer作为电子线路CAD的教学软件。笔者根据这几年的教学经验和企业实践经历,将中职电子线路CAD教学中容易被忽略的问题提出来,并以Altium Designer10为例给出相应的对策。

2.中职电子线路CAD教学中常被忽略的问题与应对:

(1)自动存盘的设置

Altium Designer提供了自动存盘的功能,但是默认情况下系统是不会自动存盘的,需要手动设置。笔者查阅了多本教材,发现很多教材都没有介绍这个功能。学生是初学者,绘图速度比较慢,特别是画PCB板,好不容易才把导线布通。如果因为其他原因导致文件没保存就关闭了,就只能一切从来了。所以老师应当特别强调这项功能,要求学生在画图之前就把它设好,这样就可以避免类似情况的发生。

自动存盘的具体操作方法:DXP » Preferences » Data Management » Backup,弹出下图1的“Backup”对话框:将“自动保存每…:”复选项选中,然后在其右侧的编辑框内输入间隔时间,系统将会按照设定的时间间隔,为当前打开的所有文件进行多个版本的自动保存;“保持的版本数目”编辑框用于设置自动保存的文件的版本数;“路径”编辑框用于设置自动保存文件的路径。

图1 “Backup”对话框

(2)光标形状的选择

Altium Designer的光标类型在默认的状态下是小“十”字形。因为是缺省值,所以很多人都习惯用小“十”字形光标。但是,实际上在PCB设计中,大“十”字形光标在定位上更方便。例如要画一些对称而且在同一水平位置上的导线,当导线不在网格点上,而且导线相隔位置较远时,如果用小“十”字形光标就会比较难对齐,如下图2所示。

图2 用小“十”字形光标画导线

但是如果换成大“十”字形光标,就可以又快又准的画出远距离同一水平线上的导线。如下图3所示。

图3 用大“十”字形光标画导线

又如在手动布局元件的时候,要想从纵、横两个方向同时对齐元件,而且元件之间距离比较远时,采用大“十”字形光标操作上要比小“十”字形光标快很多。下图4、5分别是小“十”字形光标和大“十”字形光标的操作对比图。

虽然在元件对齐上还可以借助可视网格,但是如果电路板上的元件比较多,可视网格就不能设得太小,否则会产生视觉干扰,设得太大又不利于对齐,采用大“十”形光标就可以弥补这点不足。

设置大“十”字形光标的具体操作方法:DXP » Preferences » PCB Editor » General,将Cursor Type(指针类型)选为Large 90,单击OK按钮。

(3)阻焊层和助焊层

阻焊层和助焊层属于难点问题,从书上的介绍可以知道阻焊层在涂阻焊剂(如绿油)时要用到的,阻焊层是负片输出的;而助焊层在刷锡膏时要用到,助焊层正片输出。单从字面上看,学生较难明白实际中的绿油、锡膏怎样和阻焊层、助焊层对应起来,而正片和负片输出更是难以理解。其实在教学过程中,可以结合多媒体工具,把电路板上的阻焊层、助焊层单独出图。如图6所示的单面电路板对应的底层阻焊层、底层助焊层分别如图7、图8所示。

通过观察图6和图7,可以看到阻焊层输出的是所有元件的焊盘,凡是有焊盘的地方,因为要焊接,所以都不上绿油(上了绿油不能焊接,即阻止焊接),其余空白的地方都要上绿油,即负片输出。所以说在阻焊层上放置的焊盘或其他对象是不涂覆阻焊剂的区域。同样,通过观察图6和图8,可以看到助焊层输出的是贴片元件的焊盘,贴片元件的焊盘位置是需要刷锡膏的地方(刷了锡膏能够焊接,即帮助焊接),其余空白的地方不用刷锡膏,这就是助焊层的正片输出。

阻焊层、助焊层单独出图的具体操作方法:1)将一份已经画好的PCB文档激活,然后选择File » Fabrication Outputs » Gerber files。系统弹出Gerber Setup 对话框。2)点击Layers标签,选中Bottom Solder Mask、Bottom Paste Mask及Mechanical1复选框,最后单击OK按钮即可。

(4)材料清单的归类

在原理图或PCB设计完成后,需要输出相应的材料清单,其内容包括元件名称、型号、封装等信息。材料清单的输出方法在许多教材上都有介绍,但是关于材料清单的归类却没有详细说明。而在实际生产过程中,更多时候要用到归类好的材料清单。比如采购元件,需要把同种型号的元件归类,这样同种型号的元件数量才一目了然。如图9是材料没有归类前的清单。而图10是按型号归类后的清单。通过归类我们可以看出1K欧姆的电阻数量是2。

材料清单归类的具体操作方法:1)在原理图或PCB文件中,单击Reports » Bill of Materials,系统弹出材料清单选项卡。2)将Other Columns栏中要作为归类依据的选项拖到Grouped Columns中,例如上图10中,要以元件的型号来归类,可以在Other Columns栏中的Comment(元件注释、型号)这一项的位置上按住鼠标左键不放,然后把这一项拖到左上方的Grouped Columns栏中,这样系统就会对Comment这一项内容相同的元件进行归类。

3.结束语

中职学生理论知识比较缺乏,要想在市场经济的条件下有竞争力,就必须有较强的动手能力。而电子线路CAD本身就是一门实践课,只有动手实践才能把知识掌握的更牢固。教师应从学生未来的工作考虑,授课内容要有针对性、实用性,学生毕业后才能与现代电子企业实现“零距离”接轨。

参考文献

[1]倪燕.Protel DXP 2004应用与实训.科学出版社.

[2]胡仁喜.Altium Designer10电路设计标准实例教程.机械工业出版社.

[3]曾峰、巩海洪.印刷电路板(PCB)设计与制作(第2版).电子工业出版社

论文作者:李美娜

论文发表刊物:《知识-力量》2019年6月下

论文发表时间:2019/4/4

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