1、 职业教育课程改革创新规划教材 用微课学电子 CAD 主 编 白炽贵 周永灿 幸晓光 苟志强 李 敏 杨 毅 主 审 艾雄伟 朱昌涛 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING 副主编 内 容 简 介 本书是职业院校电子专业“电子 CAD”课程的教学创新教材，教材以 51 单片机开发板 PCB 图设计为课题，内容以任务驱动式展开，教学用微课形式实现。学生通过 49 个实训任务而完成的“单片机开发板 PCB 图”，要“做以致用”，即设计图纸要发给厂家按图加工成电路板（须付加工费），学生把厂家加工返回的电路板焊接组装成学生单片机课程所需的学
2、习开发工具，从而让学生的电子 CAD 课程与 51 单片机课程对接，实现“1+12”的效果。本书配有 49 个微课视频，视频格式为 MP4，每个视频的时长不到 10 分钟，能在学生手机上播放，从而手把手地指导学生，完成功能强大、接口丰富的单片机开发板 PCB 图设计。本书图文并茂、操作性强，适合作为职业院校电子类专业的教材使用，也是电子 CAD 入门级读物。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 用微课学电子 CAD/白炽贵，周永灿主编.北京：电子工业出版社，2018.6 ISBN 978-7-121-34284-4.用 .白 周
3、 .印刷电路计算机辅助设计应用软件职业教育教材 .TN410.2 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2018）第 107747 号 策划编辑：白 楠 责任编辑：白 楠 特约编辑：王 纲 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：17 字数：435.2 千字 版 次：2018 年 6 月第 1 版 印 次：2018 年 6 月第 1 次印刷 定 价：38.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888，882
4、58888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。本书咨询联系方式：（010）88254592，。当前，职业技术教育的发展，必须与“中国制造 2025”的国家战略对接，锐意改革和创新。职业技术教学的改革和创新，首先是教材的改革和创新。针对电子 CAD 教学的特点，本书的改革创新，就在于实现电子 CAD 课程学生作业的“做以致用”，即从教材的实用性上，以学生为本，以学生后继学科单片机课程应必备的学习工具，即单片机开发板为 CAD 设计课程内容和目标，这就贴近了学生的学用实际，保证学生的电子 CAD 设计图纸，真正能加工制板，并组装成学生单片机课程的学习开发工具。本书的编写体例以任务驱动
5、式展开。项目一为“AD14 系统安装与 CAD 工程建档”，由任务 1 组成；项目二为“设计原理图库”，由任务 2任务 4 组成；项目三为“设计 PCB 元件库”，由任务 5任务 7 组成；项目四为“基于模块单元的单片机学习板设计”，由任务 8任务30 组成；项目五为“基于层次原理图的单片机开发板设计”，由任务 31任务 49 组成。全书的 49 个任务依次衔接，缺一不可。每个任务都有一个完全对应的微课视频作指导，都能指导学生完成该任务的实作全过程。每一个微课视频的时长都不到 10 分钟，视频格式都为 MP4，能放在手机上，让学生边看边做，手把手地指导学生完成每一实作任务。学生把最终所完成的单
6、片机开发板 PCB 图发给厂家（须付加工费），厂家就能按图加工出精美的电路板，学生用这块电路板，就能焊接安装成功能强大、接口众多、得心应手的 51单片机学习开发工具，能满足职业院校学生在校几年的学习使用要求。为了让学生亲手制成的单片机开发板功能不低于 200 元价位的网售单片机开发板，相应地电路结构就要比较复杂。因此，本书电子 CAD 设计实训力度，即所绘制电路图的复杂程度，远高于一般的电子 CAD 教材。怎样才能让学生把错综复杂的电路图设计正确，是本书编写时的第一考虑。因此，本书的编写以绘制电路图的屏幕操作实录图为主线，以操作手法为台词展开，对电子 CAD 技术的很多知识点不作高谈阔论，全力
7、以赴完成电路图的绘制。本书基于对读者的应有责任，在本书的电子资料包中，给出了“单片机学习板原理图”的工程网络表，和单片机开发板“主原理图”的工程网络表，读者可以用这两个表，对照检查自己的原理图设计有无错误，以此确保原理图设计的完全正确。这就要求读者在进行电子 CAD 设计时，除工程中的 5 个文件名可以另取他名外，其余的引脚号、焊盘号、元件标识都应全部与本书保持一致。这样，才能借助本书提供的网络表，去检查自己的原理图网络表是否无误，从而判断自己的原理图设计正确与否。只有原理图正确，才能保证 PCB 图正确，只有 PCB 图正确，才能保证由 PCB 图加工而成的电路板不成为废品。本书的课时分配是
8、这样考虑的，1 个任务用 1 课时。每个任务都有一个视频（屏幕操作实录），视频时长也就是完成这个任务的真实时间，当然这是熟手所用的时间，学生所用时间以其 3 倍计算比较合理。每课以 40 分钟计，需 48 课时，加上机动课时，共需 56 课时。本书图文并茂、操作性强，非常便于教和学。教师的教不再是照本宣科，而是对学生的 电子 CAD 绘图操作，进行实时指导、检查及把关。另外，实际教学时，学生最好是两人一组，用一台电脑进行电子 CAD 设计，用另一台电脑放微课视频，边看边做，即学生甲进行电子CAD 设计，学生乙对照视频检查甲的 CAD 设计操作是否正确，两学生的角色定时轮换。本书的宗旨是让学生的
9、电子 CAD 设计实作作品“做以致用”。学生按本书指导完成的单片机开发板功能强劲：用继电器模块、日历时钟模块及存储器模块，可实现有 50 个时间节点的实时两路电器的自动开关；用继电器模块和 DS18B20 传感器，可实现温度的超温和欠温控制；用 1616 LED 点阵模块，能运行众多的汉字显示程序；对 1616 LED 点阵模块，把点阵元件取下，插上 8 位数码管转接板，还能实现基于 74HC595 驱动的八位数码管数字显示；用 40DIP 和 20DIP 接口，可实现多种单片机片外存储器的读写，可完成众多 2440 双列直插 IC 的单片机应用编程；在 DIP20 接口（IC2）上插入 AD
10、C0804，可演示模数转换实验，插入 DAC0832，可演示数模转换实验；在 DIP20 接口（IC1）上插入 ULN2803 及步进电动机，可演示步进电动机驱动；用 6 引脚接口插入“HC-SR04”模块，能演示超声波测距；用 6 引脚接口插入蓝牙模块（或 WiFi 模块），还能实现电脑与单片机、单片机与单片机、手机与单片机间的蓝牙接口（或 WiFi 接口）通信；用自由按键（指两极都未接入电路）S8，既能完整演示 33、44 矩阵键盘功能，又能作为各种特定用途的按键使用，实现了一键多用。因此，我们还要以这块单片机开发板为硬件环境，开发编写一本案例丰富的“用微课学 51 单片机”职业技术教材。
11、这本单片机教材，将充分展示由学生亲手制成的单片机开发板，既能完成众多网售单片机学习板开发板的同类案例编程，还能完成众多网售单片机都无法完成的案例编程。这样，让职业院校电子CAD 课程与51单片机课程对接，从而实现“1+12”的效果。本书由重庆市綦江职业教育中心白炽贵、周永灿主编，幸晓光、苟志强、李敏、杨毅为副主编。本书由艾雄伟、朱昌涛担任主审。本书配有电子教学参考资料包，包括教学指南、教师如何指导学生进行 CAD 设计的关键性检查视频等，以满足读者在各方面的实用需求。有此需要的教师，请在出版社网站（）上下载。编 者 2015 年 7 月 V 目 录 项目一 AD14 系统安装与 CAD 工程建
12、档 （1）任务 1 安装 AD14 系统和 CAD 工程建档 （1）任务实施 （1）1.1 安装 AD14 系统 （1）1.2 CAD 工程建档 （10）小结 1 （26）习题 1 （27）项目二 设计原理图库 （28）任务 2 绘制库元件 STC89C52 （28）任务实施 （28）2.1 STC89C52 芯片的相关资料 （28）2.2 进入原理图元件设计界面 （28）2.3 用“SCH_Library”面板追加新原理图元件 （30）2.4 在工作区中绘制 STC89C52 的原理图元件 （30）任务 3 绘制 MAX232 等四个库元件 （39）任务实施 （39）3.1 绘制库元件 MA
13、X232 （39）3.2 绘制库元件 DS1302 （42）3.3 绘制库元件 AT24C02 （44）3.4 绘制库元件 DS18B20 （45）任务 4 绘制库元件 LEDS （47）任务实施 （47）4.1 四位数码管的相关资料 （47）4.2 用“SCH_Library”面板追加原理图库新元件 LEDS （48）4.3 在工作区中绘制 LEDS （48）小结 2 （52）习题 2 （52）项目三 设计 PCB 元件库 （53）任务 5 绘制数码管继电器封装 （53）任务实施 （53）5.1 PCB 元件库设计界面简介及环境设置（53）5.2 绘制数码管封装 （56）5.3 绘制继电器的
14、封装 （60）任务 6 绘制按键和电源插座封装 （63）VI任务实施 （63）6.1 绘制开关按键封装 （63）6.2 绘制无锁按键的封装 （66）6.3 绘制电源插座的封装 （68）任务 7 绘制三极管、发光二极管、锂电池座的封装 （70）任务实施 （70）7.1 三极管、发光二极管、锂电池座的相关资料 （71）7.2 绘制三极管的封装 （71）7.3 绘制发光二极管的封装 LEDPCB （73）7.4 绘制 3 伏锂电池座的封装 BTPCB （73）小结 3 （75）习题 3 （75）项目四 基于模块单元的单片机学习板设计 （77）任务 8 删除和安装相关库文件 （78）任务实施 （78）
15、8.1 删除相关库文件 （78）8.2 安装相关库文件 （81）任务 9 放置单片机最小系统 （84）任务实施 （84）9.1 放置 STC89C52 （84）9.2 放置接口插件 P1、P2 （90）9.3 放置排阻 PR1 （93）9.4 放置系统复位开关 S1 （94）9.5 放置复位电容 E1 （95）9.6 放置复位电阻 R1 （96）9.7 放置晶振 Y1（97）9.8 放置晶振电路电容 C1、C2 （98）任务 10 连接单片机最小系统 （100）任务实施 （100）10.1 用导线实现电路连接 （100）10.2 用网络标号实现电路连接 （102）10.3 放置电源端口 （10
16、5）10.4 画模块单元分界线 （107）10.5 为模块命名 （109）任务 11 布局单片机最小系统 （110）任务实施 （110）11.1 更新 PCB 图的菜单操作 （110）11.2 工程更改顺序对话框的操作步骤 （111）11.3 封装元件盒的删除操作 （113）VII 11.4 元件封装的布局 （114）任务 12 绘制数码管模块 （119）任务实施 （119）12.1 放置 LEDS 元件 （119）12.2 放置 PNP 三极管 Q1Q4 （121）12.3 放置限流电阻 R2R13 （122）12.4 放置网络标签、连接导线及电源端口 （124）任务 13 布局数码管模块 （125）任务实施 （125）13.1 导入数码管模块封装 （125）13.2 数码管模块封装的布局 （126）任务 14 绘制和布局 RS232 模块 （132）任务实施 （132）14.1 绘制 RS232 模块 （132）14.2 布局 RS232 模块 （136）任务 15 绘制和布局按键模块 （138）任务实施 （138）15.1 绘制按键模块 （138）15.2 布局按键模块 （141