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高等职业教育精品工程规划教材 EDA 技术应用 项目化教程 丁 红 郑 棣 编著 内 容 简 介 本书通篇贯穿着“项目为主线”的开发思路和“教学做合一”的教学理念，所有内容的设计都是围绕着一个个项目而展开的，读者可以边做边学，边学边做。本书主要内容包括：第 1 章、第 2 章、第 3 章主要讲解 Altium Designer 13 的应用，包括电路图和电路板的设计；第 4 章主要讲解 Multisim 13 的应用、第 5 章讲解 VHDL 的应用，包括软件平台 Quartus II 9 的使用和 VHDL的理论基础。每章都包括训练微项目和综合实训项目（根据实际需要，第 4 章没有设置综合实训项目），训练微项目主要是围绕着一个个知识点而设计的，综合实训项目在训练微项目的基础上进一步培养读者的综合应用能力与创新意识。本书可以作为普通高等院校、高职院校、各类技术师范学院“EDA 技术应用”相关课程的教材，也可以作为各类技术人员或爱好者的自学用书。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 EDA 技术应用项目化教程/丁红，郑棣编著.北京：电子工业出版社，2016.8 ISBN 978-7-121-29071-8.E.丁 郑.电子电路电路设计计算机辅助设计高等学校教材.TN702 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2016）第 132502 号 策划编辑：郭乃明 责任编辑：郝黎明 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 出版发行：北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：18.25 字数：463 千字 版 次：2016 年 8 月第 1 版 印 次：2016 年 8 月第 1 次印刷 印 数：3 000 册 定价：41.00 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）88254888，88258888。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）88254561，。前 言 EDA 技术是电子信息类专业的核心课程，是以计算机为工具，设计者在 EDA 软件平台上，实现原理图的绘制、电路板的设计、电路的模拟和仿真、可编程 ASIC 芯片的设计等。本书主要包括三方面内容：电路图和电路板的设计与制作、电路仿真、VHDL 的应用。EDA技术所需要的软件版本更新较快，本教材选用了目前较新的版本：Altium Designer 13、Multisim 13、Quartus II 9。EDA 技术的实践性很强，因此本书教学内容的设计都是围绕着一个个项目而展开的，读者可以边做边学，边学边做。本书通篇贯穿着“项目为主线”的开发思路和“教学做合一”的教学理念，主要具有以下特点：（1）乐学易学的训练微项目：针对每个知识点和技能点都精心设置了训练微项目，读者可以边做边学。如果需要进一步详细深入了解相关知识点，可以阅读“知识库”板块。（2）综合训练的实训项目：第 2 章、第 3 章、第 5 章的末尾设置了综合实训项目，涵盖了本章重要的知识点，进一步培养读者的综合应用能力与创新意识。（3）内容丰富的典型案例：本书案例丰富，包括了 27 个训练微项目和 3 个综合实训项目。本书由丁红老师拟定大纲并组织实施，第 1 章、第 2 章、第 5 章由丁红老师编写，第 34章由郑棣老师编写。王怀德工程师对本书所涉及的项目进行了审定。作者联系信箱： 本书相关视频资源参见以下网址：http:/ 编 者 2016 年 4 月 目 录 第 1 章 初识 Altium Designer 13.1 1.1 电路原理图.1 1.2 印制电路板（PCB）.2 1.3 电路原理图和印制电路板 PCB 之间的对应关系.4 第 2 章 原理图设计.5 2.1 Altium Designer 13 的文件管理系统.5 2.1.1 训练微项目电源电路图的绘制.5 2.1.2 知识库.13 2.1.3 实验项目555 电路图的绘制.16 2.2 原理图绘制的一般步骤.17 2.2.1 训练微项目实用门铃电路图的绘制.17 2.2.2 知识库.23 2.2.3 实验项目开关电源电路的设计.25 2.3 Wiring（布线）工具栏的使用.25 2.3.1 训练微项目模/数转换电路原理图的绘制.25 2.3.2 知识库.31 2.3.3 实验项目存储器电路原理图的设计.32 2.4 Utilities（实用）工具栏的使用.32 2.4.1 训练微项目手机充电器电路图的绘制.33 2.4.2 知识库.34 2.4.3 实验项目三裁判电路图的设计.37 2.5 层次电路图的绘制.37 2.5.1 训练微项目双向彩灯流动电路图的设计.37 2.5.2 知识库.41 2.5.3 实验项目红外遥控信号转发器电路图的设计.43 2.6 ERC 检查.44 2.6.1 训练微项目双向彩灯流动电路的编译及报表的生成.44 2.6.2 知识库.51 2.6.3 实验项目晶闸管控制闪光灯电路的设计.52 2.7 元件库设计.53 2.7.1 训练微项目74XX 系列元件的设计.53 2.7.2 知识库.59 EDA 技术应用项目化教程 VI 2.7.3 实验项目SN74LS78AD 和 74F74 的设计.59 2.8 综合实训项目汽车尾灯控制电路的设计.60 第 3 章 印制电路板（PCB）的制作.63 3.1 印制电路板设计入门.63 3.1.1 训练微项目555 电路印制电路板的设计.63 3.1.2 知识库.71 3.1.3 实验项目实用门铃电路的 PCB 设计.75 3.2 手工布线设计印制电路板.75 3.2.1 训练微项目两级放大电路印制电路板的设计.75 3.2.2 知识库.86 3.2.3 实验项目单片机基本电路的 PCB 设计.89 3.3 设置自动布线的参数生成印制电路板.90 3.3.1 训练微项目通过设置自动布线规则生成两级放大电路 PCB.90 3.3.2 知识库.98 3.3.3 实验项目自激多谐振荡器电路的 PCB 设计.104 3.4 双层印制电路板设计.104 3.4.1 训练微项目按键开关模块印制电路板的设计.104 3.4.2 知识库.114 3.4.3 实验项目三轴加速度计电路的双面 PCB 设计.118 3.5 印制电路板的辅助操作.118 3.5.1 训练微项目完善脉冲式快速充电器的印制电路板.118 3.5.2 知识库.130 3.5.3 实验项目自激多谐振荡器电路的 PCB 辅助操作.132 3.6 多层印制电路板设计.133 3.6.1 训练微项目单片机小系统电路的印制电路板设计.133 3.6.2 知识库.141 3.6.3 实验项目PHY 电路的四层电路板设计.144 3.7 元件封装设计.146 3.7.1 训练微项目元件封装的设计与制作.146 3.7.2 知识库.153 3.7.3 实验项目元件封装的制作.160 3.8 综合实训项目USB 控制数码管显示电路的制作.161 第 4 章 Multisim 13 软件的应用.166 4.1 Multisim 13 软件入门.166 4.1.1 训练微项目简单电路原理图的绘制.166 4.1.2 知识库.172 4.1.3 实验项目555 电路的绘制.182 4.2 Multisim 仿真设计.183 目 录 VII 4.2.1 训练微项目简单电阻串、并联电路的仿真测试.183 4.2.2 知识库.186 4.2.3 实验项目串联谐振电路的测量.190 4.3 Multisim 在电路分析中的应用.191 4.3.1 训练微项目积分电路和微分电路的仿真测试.191 4.3.2 知识库.196 4.3.3 实验项目李沙育图形和限幅电路的仿真.198 4.4 Multisim 在模拟电子线路中的应用.199 4.4.1 训练微项目单管共射极放大电路的性能测试.199 4.4.2 知识库.206 4.4.3 实验项目两级放大电路的性能分析.207 4.5 Multisim 在数字逻辑电路中的应用 1.208 4.5.1 训练微项目组合逻辑电路的分析与设计.208 4.5.2 知识库.214 4.5.3 实验项目应用逻辑转换仪和字信号发生器分析和设计组合电路.217 4.6 Multisim 在数字逻辑电路中的应用 2.218 4.6.1 训练微项目时序逻辑电路和信号产生电路的分析与设计.218 4.6.2 知识库.224 4.6.3 实验项目分析和设计时序逻辑电路.226 第 5 章 VHDL 的应用.228 5.1 带你认识 VHDL.228 5.2 Quartus II 的使用原理图输入.231 5.2.1 训练微项目38 译码器的原理图输入实现.231 5.2.2 知识库Quartus II 9.1 主窗口介绍.241 5.2.3 实验项目全加器逻辑电路图的设计.242 5.3 Quartus II 的使用VHDL 文本输入.242 5.3.1 训练微项目非门电路的 VHDL 文本输入实现.242 5.3.2 实验项目二输入与门电路的设计.246 5.4 VHDL 程序基础.246 5.4.1 训练微项目全加器的 VHDL 实现.246 5.4.2 知识库.249 5.4.3 实验项目四输入与门电路的设计.250 5.5 数据类型和运算符.250 5.5.1 训练微项目与门电路的 VHDL 实现.250 5.5.2 知识库.251 5.5.3 实验项目四位门电路的设计.254 5.6 顺序语句.254 5.6.1 训练微项目8 选 1 数据选择器的 VHDL 实现.254 5.6.2 知识库.257 EDA 技术应用项目化教程 VIII 5.6.3 实验项目38 译码器的 IF 语句实现.258 5.7 并行语句.259 5.7.1 训练微项目边沿 D 触发器的设计.259 5.7.2 知识库.260 5.7.3 实验项目4 选 1 数据选择器的设计.263 5.8 层次化设计.263 5.8.1 训练微项目.263 5.8.2 知识库.266 5.8.3 实验项目层次化设计方法的应用.268 5.9 综合实训项目.268 附录 A Altium Designer 软件常用的元件符号.275 附录 B 原理图编辑器与 PCB 编辑器通用的快捷键.278 附录 C 原理图编辑器快捷键.279 附录 D PCB 编辑器快捷键.280 参考文献.281 第 1 章 初识 Altium Designer 13 Altium Designer 13 是 Altium 公司推出的一款电子设计自动化软件，是在 Protel 基础上发展起来的新一代板卡级设计软件。它的主要功能包括：原理图编辑、印制电路板 PCB 设计、电路仿真分析、可编程逻辑器件的设计等。用户使用最多的是该款软件的原理图编辑和印制电路板PCB 设计功能。下面介绍一些原理图和电路板的基本概念。1.1 电路原理图 电路原理图用于表示电路的工作原理，通常由以下几个部分构成。（1）元件的图形符号及元件的相关标注（元件的标号、元件的型号、元件的参数），如图 1.1.1 所示。元件图形符号就是用来表示元器件引脚电气分布关系的一个图形标志。它是和现实中的元件相对应的。图 1.1.2 是普通电阻的符号；图 1.1.3 是可变电阻的符号；图 1.1.4 是普通二极管的符号；图 1.1.5 是发光二极管的符号；图 1.1.6 是集成块 74LS373 的符号；图 1.1.7 是数码管的符号。图 1.1.2 普通电阻 图 1.1.3 可变电阻 图 1.1.4 普通二极管 图 1.1.5 发光二极管 图 1.1.6 74LS373 图 1.1.7 数码管 同一个元器件所对应的图形符号可以有不同种，但是必须保证图形符号所包含的元件引脚信息是正确的，如引脚的