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内容简介

本书以Cadence公司的开发软件Cadence Allegro 16.6为平台，以本书配套的STM32核心板为实践载体，对电路设计与制作的全过程进行讲解。主要包括基于STM32核心板的电路设计与制作基础、STM32核心板介绍、STM32核心板程序下载与验证、STM32核心板焊接、Cadence Allegro软件介绍、STM32核心板原理图设计及PCB设计、创建元器件库、输出生产文件,以及制作电路板等。本书所有知识点均围绕着STM32核心板，希望读者通过对本书的学习，能够快速设计并制作出一块属于自己的电路板，同时掌握电路设计与制作过程中涉及的所有基本技能。本书既可以作为高等院校相关专业的电路设计与制作实践课程教材，也可作为电路设计及相关行业工程技术人员的入门培训用书。

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ISBN：9787121361548

开本：16

页数：216

字数：346

本书目录

第1章基于STM32核心板的电路设计与制作流程
1.1什么是STM32核心板
1.2为什么选择 ＳＴＭ３２ 核心板
1.3电路设计与制作流程
1.4本书配套资料包
1.5本书配套开发套件
本章任务
本章习题
第2章STM32核心板介绍
2.1STM32芯片介绍
2.2STM32核心板电路简介
2.2.1通信-下载模块接口电路
2.2.2电源转换电路
2.2.3JTAG/SWD调试接口电路
2.2.4独立按键电路
2.2.5OLED显示屏接口电路
2.2.6晶振电路
2.2.7LED电路
2.2.8STM32微控制器电路
2.2.9外扩引脚
2.3基于STM32核心板可以开展的实验
本章任务
本章习题
第3章STM32核心板程序下载与验证
3.1准备工作
3.2将通信-下载模块连接到STM32核心板
3.3安装CH340驱动
3.4通过mcuisp下载程序
3.5通过串口助手查看接收数据
3.6查看STM32核心板工作状态
3.7通过ST-Link下载程序
本章任务
本章习题
第4章STM32核心板焊接
4.1焊接工具和材料
4.2STM32核心板元器件清单
4.3STM32核心板焊接步骤
4.4STM32核心板分步焊接
4.5元器件焊接方法详解
4.5.1STM32F103RCT6芯片焊接方法
4.5.2贴片电阻（电容）焊接方法
4.5.3发光二极管（LED）焊接方法
4.5.4肖特基二极管（SS210）焊接方法
4.5.5低压差线性稳压芯片（AMS1117）焊接方法
4.5.6晶振焊接方法
4.5.7贴片轻触开关焊接方法
4.5.8直插元器件焊接方法
本章任务
本章习题
第5章Cadence Allegro软件介绍
5.1PCB设计软件介绍
5.2硬件系统配置要求
5.3Cadence Allegro 16.6软件安装
5.4Cadence Aｌｌｅｇｒｏ 16.6软件配置
本章任务
本章习题
第6章STM32核心板原理图设计
6.1原理图设计流程
6.2创建原理图工程
6.3原理图设计规范
6.3.1栅格
6.3.2纸张大小
6.4加载元器件库
6.4.1加载元器件库的步骤
6.4.2设置Title Block
6.5快捷键介绍
6.6放置和删除元器件
6.7元器件的连线
6.8添加网络标号
6.9添加模块名称
6.10原理图的DRC检查
6.11常见问题及解决方法
本章任务
本章习题
第7章STM32核心板PCB设计
7.1PCB设计流程
7.2快捷操作的设置
7.2.1设置快捷键
7.2.2设置环境变量
7.3创建PCB工程
7.4板框和定位孔设计
7.4.1板框的设计
7.4.2定位孔的设计
7.5将原理图导入PCB
7.5.1生成网表
7.5.2导入网表
7.5.3放置元器件
7.6PCB规则设置
7.6.1约束管理器(Constraint Manager)
7.6.2基于Net的设计约束与规则
7.6.3Spacing（安全间距）
7.6.4Physical（线宽和过孔）
7.6.5封装库引脚间距与单板设计规则冲突
7.6.6设置常用图层及其颜色可见
7.7元器件的布局
7.7.1布局设置
7.7.2显示设置
7.7.3格点设置
7.7.4添加元器件禁布区
7.7.5布局原则
7.7.6布局基本操作
7.8元器件的布线
7.8.1布线的基本操作
7.8.2布线的注意事项
7.8.3STM32分步布线
7.9丝印
7.9.1添加丝印
7.9.2批量添加底层丝印
7.9.3STM32核心板丝印效果图
7.10泪滴
7.11添加电路板信息和信息框
7.11.1添加电路板名称丝印
7.11.2添加版本信息和信息框
7.11.3添加PCB信息
7.12覆铜
7.12.1覆铜参数设置
7.12.2覆铜的基本操作
7.13设计验证
7.14常见问题及解决方法
本章任务
本章习题
第8章创建元器件库
8.1创建原理图库
8.1.1创建原理图库的流程
8.1.2新建原理图库
8.1.3在原理图库中新建元器件
8.1.4制作电阻原理图封装
8.1.5制作发光二极管原理图封装
8.1.6制作简牛原理图封装
8.1.7制作STM32F103RCT6芯片原理图封装
8.2创建PCB封装库
8.2.1创建PCB库的流程
8.2.2新建焊盘
8.2.3制作电阻PCB封装
8.2.4制作蓝色发光二极管PCB封装
8.2.5制作简牛PCB封装
8.2.6制作STM32F103RCT6芯片PCB封装
8.33D模型的导入与预览
8.3.1Step模型库路径的设置
8.3.2Step模型的关联
8.3.3调整Step位置关联
8.4生成库
8.4.1通过原理图文件生成原理图库
8.4.2通过PCB文件生成PCB库
本章任务
本章习题
第9章输出生产文件
9.1生产文件的组成
9.2PCB源文件的输出
9.3Gerber文件的输出
9.3.1Gerber文件输出路径的设置
9.3.2钻孔文件的生成
9.3.3钻孔表的生成
9.3.4光绘文件的参数设置
9.3.5光绘文件的输出
9.4BOM的输出
9.5丝印文件的输出
9.6坐标文件的输出
本章任务
本章习题
第10章制作电路板
10.1PCB打样在线下单流程
10.2元器件在线购买流程
10.3PCB贴片在线下单流程
10.4嘉立创下单助手
本章任务
本章习题
附录ASTM32核心板PDF版本原理图
参考文献

展开

前言

电路设计与制作是一项非常系统且复杂的工作，涉及原理图设计、PCB设计、元器件库制作、PCB打样、元器件采购、电路板焊接、电路板调试等技能。单个技能比较容易讲清楚，初学者也容易掌握。但是，麻雀虽小五脏俱全，即使要设计和制作一个简单的电路板，也必须掌握所有技能，并且能将这些技能合理有效地贯通始终。
对于初学者而言，设计和制作一块电路板，常用的方法就是查阅电路设计与制作相关的书籍。然而，目前许多电路设计与制作相关的书籍都按照模块的方式来讲解，且每个模块之间缺乏一定的连贯性。例如，原理图绘制部分讲解的是三极管电路，PCB设计部分讲解的却是七段数码管电路，而生产文件输出部分讲解的又是单片机电路。这些书籍之所以这样安排，或许是希望覆盖所有的知识和技能，然而这样却使得内容只聚焦局部而忽略全局。此外，鲜有书籍会涉及电路板焊接、元器件采购和PCB制作等具有较强实践性的环节。
因此，初学者在一边查阅相关书籍一边进行实际电路设计与制作的过程中，常常会出现“按下葫芦起了瓢”的现象。例如，会绘制原理图，却不知道如何将设计好的原理图导入PCB文件中；好不容易设计好了PCB，却不知道如何生成光绘文件和坐标文件；生产文件有了，却又不知道发到哪家打样厂进行PCB打样；电路板拿到手了，又对元器件采购不熟悉……而且由于书中较少涉及电烙铁操作、元器件焊接、电路板调试、万用表使用等方面的技能，初学者拿到电路板之后，也不知道如何下手。
据统计，全国每年约有20%的本科生和专科生会继续读研，约有10%的硕士研究生会继续读博，也就是说，绝大多数学生最终都会选择就业。为了提高高等院校的就业率和就业质量，按照企业的标准培养人才不失为一条有效途径。企业除重视实践外，还非常重视规范，但是在往常的学习过程中，诸如库规范、原理图设计规范、PCB设计规范、生产文件规范等通常都被忽略了。
为了解决上述问题，本书将通过对STM32核心板程序下载与验证、元器件采购、STM32核心板焊接、STM32核心板原理图设计及PCB设计、创建元器件库、输出生产文件以及制作电路板等知识的讲解，让初学者在短时间内对电路设计与制作的整个过程有一个立体的认识，最终能够独立地进行简单电路的设计与制作。同时，在实训过程中，本书还对各种规范进行重点讲解。本书在编写过程中，遵循小而精的理念，只重点讲解STM32核心板电路设计与制作过程中使用到的技能和知识点，未涉及的内容尽量省略。
本书主要具有以下特点：
（1）以一块微控制器的核心板作为实践载体。微控制器选取了STM32F103RCT6芯片，因为STM32系列单片机是目前市面上使用最为广泛的微控制器之一，且该系列的单片机具有功耗低、外设多、基于库开发、配套资料多、开发板种类多等优势。因此，读者最终完成STM32核心板的设计与制作之后，还可以无缝地将其应用于后续的单片机软件设计中。
（2）用一个STM32核心板贯穿整个电路板设计与制作的过程，将所有关键技能有效、合理地串接在一起。这些技能包括元器件采购、STM32核心板焊接、STM32核心板原理图设计及PCB设计、创建元器件库、输出生产文件、制作电路板等。
（3）细致讲解STM32核心板电路设计与制作过程中使用到的技能，未涉及的技能几乎不予讲解。这样，初学者就可以快速掌握电路设计与制作的基本技能，并设计出一块属于自己的STM32核心板。
（4）对具有较强实践性的环节，如电路板焊接、元器件采购、PCB打样、PCB贴片、工具使用、电路板调试等电路板制作环节进行详细讲解。
（5）将各种规范贯穿于整个电路板设计与制作的过程中，如软件参数设置、工程和文件命名规范、版本规范、各种库（如原理图库、PCB库、3D库、集成库）的设计规范、BOM格式规范、光绘文件输出规范、坐标文件输出规范、物料编号规范等。
（6）配有完整的资料包，包括各种库（如原理图库、PCB库、3D库、集成库）的源文件、元器件数据手册、PDF版本原理图、PPT讲义、软件、嵌入式工程、视频教程等。下载地址可关注并查看微信公众号“卓越工程师培养系列”。
鱼与熊掌不可兼得，诸如多层板电路设计、自动布局、差分对布线、电路仿真等内容均未出现在本书中。如果需要学习这些技能，建议读者查阅其他书籍或者在网上搜索相关资料。
本书的编写得到了深圳市立创商城杨林杰、张银莹、杨希文的大力支持；深圳大学的黄于钰、陈杰、覃进宇、郭文波、刘宇林、曹康养在校对、视频录制中做了大量的工作；本书的出版得到了电子工业出版社的鼎力支持，张小乐编辑为本书的顺利出版做了大量的工作，在此一并向他们表示衷心的感谢。本书获深圳大学教材出版资助。
由于作者水平有限，书中难免有错误和不足之处，敬请读者不吝赐教。

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