采用Protel软件提高高职应电专业毕业设计质量的研究与实践

周旭丹++魏王懂

【摘要】高职院校的毕业设计是高职教育教学的一个重要环节，是高职人才培养计划的重要组成部分。做好毕业设计，对高职培养高素质技术技能人才，具有十分重要的作用。在应用电子技术专业毕业设计中，引入Protel软件，极大地提高了学生毕业设计质量。

【关键词】高职 应用电子技术专业 毕业设计质量 电子线路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

【基金项目】本文系绍兴市教育科学2014年度规划课题“应用电子线路CAD设计软件提高高职应用电子技术专业学生毕业设计质量的研究与实践”研究成果。（项目编号：SGJ14025，项目主持人：周旭丹）

【中图分类号】G421 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0248-02

高职院校毕业设计是高职教育教学的一个重要环节，是高职人才培养计划的重要组成部分，也是高职实现人才培养目标的最后一个阶段[1]。它既是对学生在大学期间所学知识、技术与能力的检验，也是对高职院校教育教学质量的全面、综合的检查[2]。它既是学生对理论知识综合运用的过程，也是学生理论结合实践分析解决实际问题和培养初步科学研究能力的重要阶段，又是对学生团队协作能力、创新思维能力等综合素质的全面检验。做好毕业设计，对高职培养高素质技术技能人才，具有十分重要的作用。对以培养面向现代电子产品生产企业从事电子产品的生产及组织管理的应用电子技术专业来说，在毕业设计中引入Protel软件开展“基于产品研发过程”的课题研究，意义重大。本人在指导应电专业学生开展毕业设计中积极进行了这方面的探索，取得了良好的效果。

1.将Protel软件引入应电专业毕业设计的可行性

Protel软件最早是Altium公司在80年代末推出的，经过了Protel DOS版，Protel 98，Protel 99 SE，Protel DXP等多个版本，目前最高版本是altium designer。在电子行业众多的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件。该软件具有电路原理图SCH绘制、原理图元件制作、电路仿真、PCB印制电路板设计、元件封装制作、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成等强大的电子产品开发的功能。

应用电子技术专业毕业设计内容涉及电子电路的设计，包括运用电路基础、模拟电子、数字电子、单片机、可编程逻辑器件等相关知识与理论，同时还要在万能电路板上进行元器件的安装和电路板的焊接。在这个过程中往往还需要加一个面包板的环节，就是学生要先在面包板上对所设计的电路进行验证，若电路验证成功，则再到万能电路板上进行。在毕业设计中运用Protel软件，将极大缩减电路验证的流程，并大幅提高电路的可靠性。Protel软件起到了很好的桥梁作用，有效衔接了电路设计与电子工艺制作，电路设计的合理性与否得以较可靠验证，而PCB板的制作使得电路连接简单轻松，焊接的工作也简便了不少。对学生来说，毕业设计的过程，成为检验和巩固并提高其系统专业知识的过程，同时还锻炼了逻辑思维、整体意识和时间管理能力。

2.引入Protel软件后应电专业毕业设计的步骤

学生选定毕业设计课题后，一般需经过以下七个步骤完成最终的毕业设计作品。

2.1 确定电路设计方案

根据所选课题的设计要求，结合专业已学的电子线路、单片机、PLC技术、CPLD可编程技术等相关知识，确定可实现的几个方案，通过在经济上、电路可靠性上、电路性能方面等比较各方案，选择出最佳的电路设计方案。

2.2 绘制电路原理图

根据电路设计方案，打开Protel软件，进入原理图编辑器，先设置图纸参数，后查找或制作所需元件，并把它有序放置到原理图上来，调整元器件之间的位置和间隔，再放置接插件、电源、接地符号等。然后，对电路进行连线，连线完毕放置网络标号。生成材料清单，检验所用元器件的Designator、Value、Footprint、Simulation等重要参数是否设置合理；生成网络表，检查电路信息，若发现错误及时纠正。最后，对整个电路进行编译ERC校验，确保电路正确。

2.3 电路仿真及方案修正

Protel DXP提供了10 种分析仿真方式，包括直流工作点、直流扫描、交流小信号、瞬态过程、Fourier、噪声、传输函数、温度扫描、参数扫描以及蒙特卡罗分析等。电路原理图绘制完毕后，设置仿真方式并指定要显示的数据节点，系统进行电路仿真，生成sdf 文件，同时打开窗口显示分析结果。观察电路仿真结果，分析仿真波形是否符合电路设计要求，如果不符合，则重新调整电路参数进行仿真，直到满意为止。

2.4 设计PCB板并打印图纸

电路仿真达到满意结果后，就可以进入PCB印制电路板的设计了。一般的步骤是先进入PCB编辑环境，定义PCB印制电路板，可自定义板框大小，也可以采用软件自带的PCB板制板向导来实现；接着从原理图导入网络表信息；再是对元件封装进行合理美观布局；然后进行布线规则的设置，线宽大小建议在12mil以上；最后是自动布线，布线成功后就可以使用热转印纸按1：1的比例依次选择不同层进行打印。

2.5 制作PCB板

PCB图纸打印好后，分五步完成。第一步是曝光，选择合适大小的曝光覆铜板，打开多功能制板系统抽屉式曝光机，将图和覆铜板放入，曝光约90秒左右后完成；第二步是显影，调制好一定浓度的溶液，并加热到50摄氏度左右，将线路板放入显影槽进行显影；第三步是蚀刻，蚀刻时间一般需要十几分钟；第四步是钻孔，根据焊盘大小选择不同的钻头进行钻孔；第五步是表面处理；若为双面板，还要进行第六步，过孔。线路板经过以上步骤后，可用万用表检测电路是否均连通，以保证后面的步骤顺畅进行。

2.6 元器件接插并焊接

把选用好的元器件接插到合适的位置，用电烙铁、松香等对元器件进行焊接，这里要注意不要出现虚焊、假焊和漏焊现象，要尽可能做到焊点表面完整、连续和圆滑。

2.7 电路调试

电路焊接完毕，则需要用万用表、示波器等工具对电路进行调试，发现故障，进行电路分析并排故，直到电路功能正常为止。一般来说，毕业设计的电路相对简单，在前面几个步骤都顺利的情况下，电路调试基本都能成功。有出现问题的，往往都是电路设计方案本身存在问题，并在仿真阶段也是含含糊糊过去的。

3.引入Protel软件后应电专业毕业设计的实效

将Protel软件引入到应用电子技术专业毕业设计后，总体来讲，学生毕业设计的质量大大提高。具体体现在以下四个方面。

一是学生对专业的自信加强了。毕业设计系统地考验了学生对所学专业知识的掌握和运用能力。引入Protel软件后的毕业设计里，学生既有对专业理论知识的提取、运用和消化，又有基于产品研发过程的专业实践的锻炼，理论与实践相结合，学生的专业自信明显提升。

二是学生的综合素质增强了。毕业设计过程中，碰到的可能是对某个元器件用法和功能的不熟悉，也有可能是对电路参数大小比较模糊，这些都需要学生去查找文献，提高自学能力；另外，在电路设计、电路仿真过程中，可能会出现参数不符合要求，需要修正和调整，这个过程可能是反复的，考验的是学生对某项任务的坚持不懈和百折不挠的精神；此外，还培养学生的严谨和细致。

三是学生毕业论文的内容充实了。学生对毕业设计的整个过程进行梳理和笔录的内容就可构成毕业论文的核心内容了。学生经过毕业设计的亲身实践，有过程，有感触，必然言之有物。

四是学生毕业就业的专业对口率提高了。引入Protel软件后毕业设计，不仅让学生对专业更有自信，同时学生对Protel软件的掌握也加深了，对制板的流程也熟悉了，在就业过程中，Protel绘图员工、制板工等相关岗位的工作也能承担了。

4.结束语

在应用电子技术专业毕业设计中引人Protel软件，改变了过去毕业设计只注重理论设计的纯教学性的做法，采取理论设计与实践制作相结合，动手能力与创新精神相结合[3]，充分发挥学生主体性作用的方式相比，取得了良好的效果。

参考文献：

[1]杨碧石.高职应用电子技术专业毕业设计作品化教学模式探讨[J].实验室研究与探索，2011（7）.

[2]司景萍，高志鹰.提高毕业设计质量的措施探讨[J].高等教育研究，2010（9）.

[3]吴伟雄，褚莲娣，熊远生.应用电子线路CAD软件提高毕业设计质量[J].嘉兴学院学报，2006（11）.

作者简介：

周旭丹（1977—），女，浙江宁波北仑人，绍兴职业技术学院教务处副处长、讲师、硕士，研究方向：电子与通信工程。

魏王懂（1977—），男，浙江诸暨人，绍兴职业技术学院机电工程学院汽车专业负责人、讲师、硕士，主要研究方向：汽车电子技术。