采用Protel軟件提高高職應(yīng)電專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的研究與實踐

周旭丹++魏王懂

【摘要】高職院校的畢業(yè)設(shè)計是高職教育教學的一個重要環(huán)節(jié)，是高職人才培養(yǎng)計劃的重要組成部分。做好畢業(yè)設(shè)計，對高職培養(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)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中，引入Protel軟件，極大地提高了學生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高職 應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計質(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

【基金項目】本文系紹興市教育科學2014年度規(guī)劃課題“應(yīng)用電子線路CAD設(shè)計軟件提高高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)學生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的研究與實踐”研究成果。（項目編號：SGJ14025，項目主持人：周旭丹）

【中圖分類號】G421 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0248-02

高職院校畢業(yè)設(shè)計是高職教育教學的一個重要環(huán)節(jié)，是高職人才培養(yǎng)計劃的重要組成部分，也是高職實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的最后一個階段[1]。它既是對學生在大學期間所學知識、技術(shù)與能力的檢驗，也是對高職院校教育教學質(zhì)量的全面、綜合的檢查[2]。它既是學生對理論知識綜合運用的過程，也是學生理論結(jié)合實踐分析解決實際問題和培養(yǎng)初步科學研究能力的重要階段，又是對學生團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力等綜合素質(zhì)的全面檢驗。做好畢業(yè)設(shè)計，對高職培養(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)專業(yè)來說，在畢業(yè)設(shè)計中引入Protel軟件開展“基于產(chǎn)品研發(fā)過程”的課題研究，意義重大。本人在指導應(yīng)電專業(yè)學生開展畢業(yè)設(shè)計中積極進行了這方面的探索，取得了良好的效果。

1.將Protel軟件引入應(yīng)電專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的可行性

Protel軟件最早是Altium公司在80年代末推出的，經(jīng)過了Protel DOS版，Protel 98，Protel 99 SE，Protel DXP等多個版本，目前最高版本是altium designer。在電子行業(yè)眾多的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計者的首選軟件。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、元件封裝制作、可編程邏輯器件設(shè)計、圖表生成、電子表格生成等強大的電子產(chǎn)品開發(fā)的功能。

應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容涉及電子電路的設(shè)計，包括運用電路基礎(chǔ)、模擬電子、數(shù)字電子、單片機、可編程邏輯器件等相關(guān)知識與理論，同時還要在萬能電路板上進行元器件的安裝和電路板的焊接。在這個過程中往往還需要加一個面包板的環(huán)節(jié)，就是學生要先在面包板上對所設(shè)計的電路進行驗證，若電路驗證成功，則再到萬能電路板上進行。在畢業(yè)設(shè)計中運用Protel軟件，將極大縮減電路驗證的流程，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)計與電子工藝制作，電路設(shè)計的合理性與否得以較可靠驗證，而PCB板的制作使得電路連接簡單輕松，焊接的工作也簡便了不少。對學生來說，畢業(yè)設(shè)計的過程，成為檢驗和鞏固并提高其系統(tǒng)專業(yè)知識的過程，同時還鍛煉了邏輯思維、整體意識和時間管理能力。

2.引入Protel軟件后應(yīng)電專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的步驟

學生選定畢業(yè)設(shè)計課題后，一般需經(jīng)過以下七個步驟完成最終的畢業(yè)設(shè)計作品。

2.1 確定電路設(shè)計方案

根據(jù)所選課題的設(shè)計要求，結(jié)合專業(yè)已學的電子線路、單片機、PLC技術(shù)、CPLD可編程技術(shù)等相關(guān)知識，確定可實現(xiàn)的幾個方案，通過在經(jīng)濟上、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)計方案。

2.2 繪制電路原理圖

根據(jù)電路設(shè)計方案，打開Protel軟件，進入原理圖編輯器，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，調(diào)整元器件之間的位置和間隔，再放置接插件、電源、接地符號等。然后，對電路進行連線，連線完畢放置網(wǎng)絡(luò)標號。生成材料清單，檢驗所用元器件的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)錯誤及時糾正。最后，對整個電路進行編譯ERC校驗，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、直流掃描、交流小信號、瞬態(tài)過程、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，系統(tǒng)進行電路仿真，生成sdf 文件，同時打開窗口顯示分析結(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)計要求，如果不符合，則重新調(diào)整電路參數(shù)進行仿真，直到滿意為止。

2.4 設(shè)計PCB板并打印圖紙

電路仿真達到滿意結(jié)果后，就可以進入PCB印制電路板的設(shè)計了。一般的步驟是先進入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)韺崿F(xiàn)；接著從原理圖導入網(wǎng)絡(luò)表信息；再是對元件封裝進行合理美觀布局；然后進行布線規(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，打開多功能制板系統(tǒng)抽屜式曝光機，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行顯影；第三步是蝕刻，蝕刻時間一般需要十幾分鐘；第四步是鉆孔，根據(jù)焊盤大小選擇不同的鉆頭進行鉆孔；第五步是表面處理；若為雙面板，還要進行第六步，過孔。線路板經(jīng)過以上步驟后，可用萬用表檢測電路是否均連通，以保證后面的步驟順暢進行。

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、松香等對元器件進行焊接，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，則需要用萬用表、示波器等工具對電路進行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)故障，進行電路分析并排故，直到電路功能正常為止。一般來說，畢業(yè)設(shè)計的電路相對簡單，在前面幾個步驟都順利的情況下，電路調(diào)試基本都能成功。有出現(xiàn)問題的，往往都是電路設(shè)計方案本身存在問題，并在仿真階段也是含含糊糊過去的。

3.引入Protel軟件后應(yīng)電專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的實效

將Protel軟件引入到應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計后，總體來講，學生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量大大提高。具體體現(xiàn)在以下四個方面。

一是學生對專業(yè)的自信加強了。畢業(yè)設(shè)計系統(tǒng)地考驗了學生對所學專業(yè)知識的掌握和運用能力。引入Protel軟件后的畢業(yè)設(shè)計里，學生既有對專業(yè)理論知識的提取、運用和消化，又有基于產(chǎn)品研發(fā)過程的專業(yè)實踐的鍛煉，理論與實踐相結(jié)合，學生的專業(yè)自信明顯提升。

二是學生的綜合素質(zhì)增強了。畢業(yè)設(shè)計過程中，碰到的可能是對某個元器件用法和功能的不熟悉，也有可能是對電路參數(shù)大小比較模糊，這些都需要學生去查找文獻，提高自學能力；另外，在電路設(shè)計、電路仿真過程中，可能會出現(xiàn)參數(shù)不符合要求，需要修正和調(diào)整，這個過程可能是反復的，考驗的是學生對某項任務(wù)的堅持不懈和百折不撓的精神；此外，還培養(yǎng)學生的嚴謹和細致。

三是學生畢業(yè)論文的內(nèi)容充實了。學生對畢業(yè)設(shè)計的整個過程進行梳理和筆錄的內(nèi)容就可構(gòu)成畢業(yè)論文的核心內(nèi)容了。學生經(jīng)過畢業(yè)設(shè)計的親身實踐，有過程，有感觸，必然言之有物。

四是學生畢業(yè)就業(yè)的專業(yè)對口率提高了。引入Protel軟件后畢業(yè)設(shè)計，不僅讓學生對專業(yè)更有自信，同時學生對Protel軟件的掌握也加深了，對制板的流程也熟悉了，在就業(yè)過程中，Protel繪圖員工、制板工等相關(guān)崗位的工作也能承擔了。

4.結(jié)束語

在應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中引人Protel軟件，改變了過去畢業(yè)設(shè)計只注重理論設(shè)計的純教學性的做法，采取理論設(shè)計與實踐制作相結(jié)合，動手能力與創(chuàng)新精神相結(jié)合[3]，充分發(fā)揮學生主體性作用的方式相比，取得了良好的效果。

參考文獻：

[1]楊碧石.高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計作品化教學模式探討[J].實驗室研究與探索，2011（7）.

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

[3]吳偉雄，褚蓮娣，熊遠生.應(yīng)用電子線路CAD軟件提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量[J].嘉興學院學報，2006（11）.

作者簡介：

周旭丹（1977—），女，浙江寧波北侖人，紹興職業(yè)技術(shù)學院教務(wù)處副處長、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)學院機電工程學院汽車專業(yè)負責人、講師、碩士，主要研究方向：汽車電子技術(shù)。