電路設(shè)計(jì)與PCB制作實(shí)操教程

中國水利水電出版社

【作者】主編周永宏

【I S B N 】978-7-5226-0255-4

【責(zé)任編輯】周益丹

【適用讀者群】高職高專

【出版時(shí)間】2021-12-21

【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)】160

【千字?jǐn)?shù)】190

【印張】10

【定價(jià)】￥48

【叢書】普通高等教育電工電子類課程新形態(tài)教材

【備注信息】

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內(nèi) 容提要

本書以電子系統(tǒng)中常用的電路模塊為依托，將必須掌握的理論知識、軟件操作與常用電路的設(shè)計(jì)和制作建立聯(lián)系，將能力和技能培養(yǎng)貫穿其中。本書根據(jù)行業(yè)對人才知識和技能的要求設(shè)置了8章：Altium Designer軟件介紹及安裝、直流穩(wěn)壓電源、電容測量儀、紅外遙控轉(zhuǎn)發(fā)器、八位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)數(shù)碼顯示系統(tǒng)、PCB板制作、智能家居控制系統(tǒng)，內(nèi)容既相輔相成又相對獨(dú)立，學(xué)習(xí)完這些內(nèi)容學(xué)生可以掌握常見電路模塊的設(shè)計(jì)方法和目前主流的電路設(shè)計(jì)及PCB制作技術(shù)。

本書可作為高等院校和職業(yè)學(xué)校電子信息類相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為電子元件制造人員和電子設(shè)備裝配調(diào)試人員資格證培訓(xùn)參考書。

本書提供電子教案和所有電路、元器件、PCB版圖、程序代碼等原始資源，讀者可以從中國水利水電出版社網(wǎng)站（www.waterpub.com.cn）或萬水書苑網(wǎng)站（mightybasket.cn）免費(fèi)下載。

完全以章節(jié)為導(dǎo)向，每個(gè)章節(jié)獨(dú)立且完整，通過不同的章節(jié)學(xué)生可掌握本課程中不同的專業(yè)技能。

將電路設(shè)計(jì)軟件Altium Designer 與PCB 板的加工制作、元器件焊接、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試與

測試等電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)有機(jī)融合，可極大提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

前言

“電路設(shè)計(jì)與PCB制作”是高等院校電子信息類相關(guān)專業(yè)的一門非常重要的實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，課程的最終目的是要學(xué)生在熟練掌握電路設(shè)計(jì)軟件（Altium Designer）的基礎(chǔ)上獨(dú)立完成電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)、PCB加工制作、元器件焊接、程序設(shè)計(jì)及系統(tǒng)測試等一系列工作。

本書編者均在西華師范大學(xué)長期從事該課程的教研工作。師范院校女生偏多，她們擅長軟件操作，但對后續(xù)的PCB加工制作、元器件焊接和系統(tǒng)調(diào)試等需要與實(shí)際器件打交道的環(huán)節(jié)整體積極性不高、掌握程度欠佳，阻礙了實(shí)踐動(dòng)手能力的提升。編寫本書的初心即是期望通過教材教法的創(chuàng)新來解決這一問題。

本書與同類教材相比，特色在于：

（1）完全以章節(jié)為導(dǎo)向，每個(gè)章節(jié)獨(dú)立且完整，通過不同的章節(jié)學(xué)生可掌握本課程中不同的專業(yè)技能。例如第2章“直流穩(wěn)壓電源”的主要目的是讓學(xué)生能快速上手，完成一個(gè)簡單電路的全部設(shè)計(jì)過程（電路原理圖和PCB繪制），提升學(xué)習(xí)興趣；第3章“電容測量儀”加入了元件和封裝的繪制；第4章“紅外遙控轉(zhuǎn)發(fā)器”著重介紹層次電路的繪制；第5章“八位數(shù)模轉(zhuǎn)換器”著重培養(yǎng)學(xué)生利用芯片數(shù)據(jù)手冊進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的能力；第6章“單片機(jī)數(shù)碼顯示系統(tǒng)”著重培養(yǎng)學(xué)生手動(dòng)布線的能力；第7章“PCB板制作”讓學(xué)生掌握PCB加工制作的兩種常用方法：熱轉(zhuǎn)印法和顯影腐蝕法；第8章“智能家居控制系統(tǒng)”著重培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的能力。

（2）將電路設(shè)計(jì)軟件Altium Designer與PCB板的加工制作、元器件焊接、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試與測試等電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)有機(jī)融合，可極大提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。本書正式出版之前在我校試用了幾年，學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力相比之前有了較大提高，取得了不錯(cuò)的成效。

本書是編者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的凝練，主要由周永宏、劉漢奎、馮正勇三位教授編寫，研究生李翰鑫、陳小沖、張群林和余美林負(fù)責(zé)繪圖、加工和配套資源的開發(fā)工作。

由于編者水平有限，書中疏漏甚至錯(cuò)誤之處在所難免，懇請讀者批評指正。

編者

2021年8月

目錄
前言
第1章 Altium Designer軟件介紹及安裝 1
1.1 軟件介紹 1
1.2 軟件安裝 1
第2章直流穩(wěn)壓電源 4
2.1 直流穩(wěn)壓電源介紹及工作原理 4
2.2 原理圖繪制 5
2.2.1 創(chuàng)建項(xiàng)目及文件管理 5
2.2.2 元件調(diào)選及屬性修改 7
2.2.3 新元件繪制 7
2.2.4 直流穩(wěn)壓電源線路設(shè)計(jì) 13
2.3 PCB版圖繪制 16
2.3.1 PCB板屬性預(yù)設(shè) 16
2.3.2 直流穩(wěn)壓電源PCB元件布局 20
2.3.3 設(shè)置布線規(guī)則之雙面布線 21
第3章電容測量儀 24
3.1 電容測量儀介紹及工作原理 24
3.2 原理圖繪制 25
3.2.1 創(chuàng)建項(xiàng)目及文件管理 25
3.2.2 NE556雙定時(shí)器繪制 25
3.2.3 4-2輸入端與非門繪制（CD4011） 26
3.2.4 三位數(shù)碼管繪制 28
3.2.5 CD4553芯片和CD4543芯片繪制 29
3.2.6 PCB器件向?qū)А狽E556封裝設(shè)計(jì) 30
3.2.7 PCB器件向?qū)А粩?shù)碼管封裝設(shè)計(jì) 33
3.2.8 PCB器件向?qū)А狢D4543芯片封裝設(shè)計(jì) 37
3.2.9 電容測量儀線路設(shè)計(jì) 38
3.3 PCB版圖繪制 41
3.3.1 電容測量儀PCB元件布局 41
3.3.2 設(shè)置布線規(guī)則之雙面布線 42
3.3.3 PCB電路圖三維顯示及元件報(bào)表生成 44
第4章紅外遙控轉(zhuǎn)發(fā)器 47
4.1 紅外遙控轉(zhuǎn)發(fā)器介紹及工作原理 47
4.2 原理圖繪制 48
4.2.1 層次電路繪制 48
4.2.2 紅外遙控轉(zhuǎn)發(fā)器線路設(shè)計(jì) 52
4.3 PCB版圖繪制 56
4.3.1 紅外遙控轉(zhuǎn)發(fā)器PCB元件布局 56
4.3.2 設(shè)置布線規(guī)則 60
第5章八位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 65
5.1 八位數(shù)模轉(zhuǎn)換器介紹 65
5.2 ADC0809芯片手冊詳解 65
5.2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 65
5.2.2 芯片手冊引腳圖 66
5.2.3 芯片尺寸封裝數(shù)據(jù) 68
5.2.4 芯片使用擴(kuò)展 71
5.2.5 ADC0809工作過程 74
5.3 原理圖繪制 75
5.3.1 創(chuàng)建項(xiàng)目及文件管理 75
5.3.2 AT89S52元件繪制及封裝 75
5.3.3 四位數(shù)碼管元件繪制 78
5.3.4 四位數(shù)碼管封裝繪制 80
5.4 ADC0809線路設(shè)計(jì) 82
5.4.1 8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器PCB元件布局 83
5.4.2 手動(dòng)布局自動(dòng)布線 85
第6章單片機(jī)數(shù)碼顯示系統(tǒng) 86
6.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹 86
6.2 原理圖繪制 90
6.2.1 創(chuàng)建項(xiàng)目及文件管理 90
6.2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)線路設(shè)計(jì) 91
6.3 PCB版圖設(shè)計(jì) 94
6.3.1 原理圖導(dǎo)入 94
6.3.2 PCB元件布局 95
6.3.3 手動(dòng)布線 97
第7章 PCB板制作 103
7.1 熱轉(zhuǎn)印法PCB板制作 103
7.2 顯影腐蝕法PCB板加工 110
7.2.1 PCB版圖曝光 114
7.2.2 PCB版圖顯影 116
7.3 元器件鉆孔及焊接 117
7.3.1 鉆孔焊接工具介紹 117
7.3.2 焊接步驟 121
7.4 最小系統(tǒng)調(diào)試 122
第8章智能家居控制系統(tǒng) 124
8.1 系統(tǒng)介紹 124
8.1.1 電源電路 124
8.1.2 顯示電路 125
8.1.3 人體紅外檢測電路 126
8.1.4 火焰檢測電路 127
8.1.5 可燃性氣體檢測電路 128
8.1.6 聲光報(bào)警電路 128
8.1.7 溫濕度傳感器 129
8.2 系統(tǒng)實(shí)物圖 131
8.3 系統(tǒng)調(diào)試 132
8.3.1 程序燒錄 132
8.3.2 各電路調(diào)試 134
附錄 135
A 流水燈參考程序清單 135
B 智能家居控制系統(tǒng)參考程序清單 137

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