電子產(chǎn)品設計與制作

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【作 者】黃荻 陳志漫
【I S B N 】978-7-5226-2338-2
【責任編輯】鞠向超
【適用讀者群】本專通用
【出版時間】2024-03-05
【開 本】16開
【裝幀信息】平裝(光膜)
【版 次】第1版第1次印刷
【頁 數(shù)】308
【千字數(shù)】444
【印 張】19.25
【定 價】¥59
【叢 書】高等職業(yè)教育飛機電子設備維修專業(yè)群新形態(tài)規(guī)劃教材
【備注信息】
簡介
本書特色
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相關(guān)圖書
本書主要包含線性穩(wěn)壓電源實驗板的設計與制作、廚用多功能定時器的設計與制作、單片機開發(fā)板的設計與制作等內(nèi)容,側(cè)重于應用Altium Designer軟件進行電子產(chǎn)品的設計開發(fā)。
本書精選了難度遞增的3個載體,以項目方式組織教學內(nèi)容。3個項目環(huán)節(jié)覆蓋了電子產(chǎn)品設計制作的全過程,呈螺旋式上升,隨著項目任務展開不斷融入新的知識與技能。根據(jù)不同學習需求和不同實踐教學條件可以選擇1~3個項目實施教學。
本書采用雙主線結(jié)構(gòu),一條為項目化教學實施主線,通過目錄體現(xiàn),適合高職院校電類專業(yè)用作項目化、一體化課程教學;另一條為知識點脈絡主線,通過索引體現(xiàn),方便在校學生、行業(yè)從業(yè)人員和電子愛好者按需查閱。
本書作為高職院校電類專業(yè)教材,對應的省級精品在線開放課程已配套大量學習資源,歡迎登錄課程平臺(https://www.icourse163.org/course/CAVTC--1207012801)同步學習。
內(nèi)容全面:三個項目由淺入深,由易到難,講解電子產(chǎn)品開發(fā)過程。
理實一體:以電子產(chǎn)品的開發(fā)典型工作流程為主線,重點突出應用。
資源豐富:配套微課視頻、教學大綱、電子課件等,方便師生教與學。
由于電子產(chǎn)品制造業(yè)的迅猛發(fā)展,需要更多高素質(zhì)的從業(yè)者,能夠從事設計開發(fā)、看懂設計文檔、實現(xiàn)設計向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換。為此,編者在高職應用電子技術(shù)專業(yè)設置了電子產(chǎn)品設計與制作這一核心課程,將電子電路的設計與仿真、PCB的設計與制造、產(chǎn)品的安裝與調(diào)試等內(nèi)容以電子產(chǎn)品的開發(fā)典型工作流程為主線進行了重構(gòu),采用項目引領(lǐng)、任務驅(qū)動的方式開展教學。目前,課程已建設成為湖南省在線精品開放課程,為提煉多年課程改革的成果,也為滿足課程教學和進一步建設需求,我們編寫了本書。
本書分為3個項目,選擇了模擬類電子產(chǎn)品“線性穩(wěn)壓電源”、數(shù)字類電子產(chǎn)品“廚用多功能定時器”和綜合類電子產(chǎn)品“單片機開發(fā)板”3個典型載體,通過分析設計需求、確定設計方案、原理設計與仿真、原理圖繪制與PCB設計、PCB制作、線路板組裝與調(diào)試等典型工作任務的牽引,帶領(lǐng)讀者一起了解電子產(chǎn)品開發(fā)的過程。3個項目由淺入深,由易到難。項目1側(cè)重于基本操作與規(guī)范,項目2側(cè)重于知識擴展與補充,項目3側(cè)重于技巧提升與精進,但每一個項目都是一個獨立完整的電子產(chǎn)品開發(fā)過程,有不同需求的讀者可以自主決定學習的深度。本書可作為教材應用于學校教學,也為教師提供了模塊化的選擇,根據(jù)不同的人才培養(yǎng)需求,開展1~3個項目,都不影響課程的完整性。
本書的參考學時:如果開展1個項目,建議40~48學時;開展1、2個項目,建議64~80學時;全面開展3個項目,建議88~120學時。
本書還基于工作過程整理了全局的知識點索引,方便行業(yè)從業(yè)人員和自主學習者按需查找,快速定位到要學習的內(nèi)容,可用作相關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。
基于“崗課賽證”綜合育人理念,編者在本書編寫前期先進行了廣泛調(diào)研,聽取了企業(yè)專家的意見,與行業(yè)接軌,側(cè)重于Altium Designer主流軟件的應用,吸納了IPC-A-610、IPC-A-600等行業(yè)標準的相關(guān)內(nèi)容;以電子產(chǎn)品設計與制作省級在線精品開放課程為依托,開發(fā)了大量數(shù)字化資源,力求將本書打造成為立體化、數(shù)字化教材;緊盯全國職業(yè)技能大賽標桿,融入了電子產(chǎn)品設計與制作賽項的核心內(nèi)容;結(jié)合1+X證書“物聯(lián)網(wǎng)單片機應用與開發(fā)”的職業(yè)技能要求,載體選用考證所需同系列芯片,內(nèi)容對接其中智能終端硬件設計等工作領(lǐng)域需求。
本書配套課程網(wǎng)站網(wǎng)址為https://www.icourse163.org/course/CAVTC--1207012801,歡迎加入學習與交流。
本書主要由長沙航空職業(yè)技術(shù)學院黃荻編寫項目1和統(tǒng)稿全書,林文、戴鼎鵬編寫項目2,株洲中車時代電氣股份有限公司陳志漫、胡霞編寫項目3。長沙航空職業(yè)技術(shù)學院朱國軍教授擔任本書的主審。陳志漫為電子工藝領(lǐng)域?qū)<,對本書與行業(yè)企業(yè)對標的諸多環(huán)節(jié)提供了指導性意見。參編本書的還有蔣雄、梁坤兩位老師。
編者力求考慮全面,為讀者奉獻一本優(yōu)質(zhì)教材。但電子技術(shù)發(fā)展迅速,編者水平有限,書中難免有疏漏和不足之處,敬請讀者批評指正。
編 者
2023年8月
任務1 確定線性穩(wěn)壓電源實驗板設計與制作流程 2
任務描述 2
任務要求 2
知識鏈接 2
1.電子產(chǎn)品開發(fā)的一般流程 2
2.EDA技術(shù)在電子產(chǎn)品開發(fā)中的應用 4
3.現(xiàn)代電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程 5
任務實施 6
線性穩(wěn)壓電源實驗板設計與制作流程 6
思考題 6
任務2 線性穩(wěn)壓電源實驗板原理圖及參數(shù)的仿真設計 7
任務描述 7
任務要求 7
知識鏈接 7
1.穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標 7
2.Multisim仿真軟件簡介 9
任務實施 13
1.整體方案設計 13
2.電路元件參數(shù)的設計 15
3.創(chuàng)建Multisim仿真文件 19
4.搭建仿真電路 20
5.對設計指標進行仿真測試 25
思考題 29
任務3 線性穩(wěn)壓電源實驗板原理圖繪制 30
任務描述 30
任務要求 30
知識鏈接 30
1.Altium Designer 軟件簡介 30
2.軟件界面 30
任務實施 34
1.創(chuàng)建PCB工程與設計文件 34
2.設置原理圖圖紙屬性 38
3.繪制線性穩(wěn)壓電源實驗板原理圖 45
4.編譯原理圖并進行電氣檢查 58
5.生成網(wǎng)絡表文件 63
思考題 63
任務4 線性穩(wěn)壓電源實驗板PCB設計 64
任務描述 64
任務要求 64
知識鏈接 64
1.PCB的物理結(jié)構(gòu) 64
2.PCB的設計圖層 65
任務實施 66
1.創(chuàng)建PCB文件 66
2.PCB設計環(huán)境的設置 67
3.PCB機械參數(shù)設計 72
4.導入元器件及網(wǎng)絡 78
5.元器件布局 80
6.設計規(guī)則設置 81
7.布線 88
8.PCB布線后的完善 95
9.設計規(guī)則檢查 98
10.生成元器件清單 103
思考題 105
任務5 線性穩(wěn)壓電源實驗板制作 106
任務描述 106
任務要求 106
知識鏈接 106
1.電子產(chǎn)品制作和調(diào)試過程中的
安全操作規(guī)范 106
2.手工焊接常用的工具和材料 107
3.模擬電路調(diào)試的一般步驟 108
任務實施 108
1.線性穩(wěn)壓電源實驗板PCB的制作 108
2.線性穩(wěn)壓電源實驗板的安裝 109
3.線性穩(wěn)壓電源實驗板的調(diào)試與測試 116
思考題 120
項目2 廚用多功能定時器的設計與制作/121
任務1 廚用多功能定時器電路設計 122
任務描述 122
任務要求 122
知識鏈接 122
電路的層次化設計 122
任務實施 122
1.確定系統(tǒng)整體設計方案 122
2.分模塊電路設計 123
3.形成整體原理圖 127
思考題 128
任務2 廚用多功能定時器原理圖繪制 128
任務描述 128
任務要求 128
知識鏈接 128
常用PCB封裝 128
任務實施 134
1.創(chuàng)建工程與原理圖文件 134
2.創(chuàng)建原理圖模板文件 135
3.將原理圖模板應用于當前設計 137
4.制作并應用原理圖庫 139
5.繪制廚用多功能定時器原理圖 157
6.制作并應用PCB庫 164
7.對原理圖作電氣規(guī)則檢查 177
思考題 179
任務3 廚用多功能定時器PCB設計 179
任務描述 179
任務要求 179
知識鏈接 179
1.PCB布局布線的基本原則 179
2.PCB覆銅的作用 180
任務實施 181
1.向?qū)Х▌?chuàng)建PCB文件 181
2.導入元件與網(wǎng)絡 183
3.元器件布局 183
4.設計規(guī)則設置 188
5.PCB布線 191
6.布線后的完善與DRC 194
7.生成元器件清單 197
思考題 198
任務4 廚用多功能定時器的制作 198
任務描述 198
任務要求 198
知識鏈接 199
1.工業(yè)化PCB生產(chǎn)的工藝流程 199
2.雕刻法制板 202
3.IPC標準 202
4.數(shù)字電路調(diào)試步驟與注意事項 203
任務實施 205
1.PCB的制作 205
2.電路的焊接安裝 227
3.電路的調(diào)試 231
思考題 232
項目3 單片機開發(fā)板的設計與制作/233
任務1 單片機開發(fā)板的原理圖設計 234
任務描述 234
任務要求 234
知識鏈接 234
1.STC單片機 234
2.層次原理圖設計 235
任務實施 236
1.制定單片機開發(fā)板總體設計方案 236
2.繪制核心板原理圖 237
3.繪制底板原理圖 240
思考題 251
任務2 單片機開發(fā)板的PCB設計 251
任務描述 251
任務要求 251
知識鏈接 251
1.PCB的電磁兼容設計 251
2.PCB的可制造性設計 253
任務實施 254
1.設計核心板PCB 254
2.設計底板PCB 263
思考題 268
任務3 單片機開發(fā)板的安裝與調(diào)試 268
任務描述 268
任務要求 268
知識鏈接 268
1.PCB生產(chǎn)文件 268
2.軟硬件聯(lián)合調(diào)試 270
任務實施 271
1.單片機開發(fā)板PCB的制作 271
2.單片機開發(fā)板的焊接安裝 276
3.單片機開發(fā)板的調(diào)試 280
思考題 283
附錄1 電氣規(guī)則錯誤類型/284
附錄2 電路板焊接組裝驗收評價標準/288
附錄3 電路板制作驗收評價標準/293
參考文獻/297
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