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| 內容簡介： |
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本教程以Mentor Graphics公司的开发软件PADS为平台，以一个STM32核心板电路为载体，引入TDBU教学模式，对电路设计与制作的过程进行讲解，包括STM32核心板验证、焊接材料采购、样板焊接、原理图绘制、PCB设计、生产文件输出以及打样贴片，让读者通过实训，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，最终实现能够独立进行简单电路设计与制作的目标。
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| 關於作者： |
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2011年7月-至今 深圳大学医学部生物医学工程学院从事生物医学工程专业实践类教学工作2011年7月-至今 深圳大学医学部生物医学工程学院从事生物医学工程专业实践类教学工作。
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| 目錄：
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第1章基于STM32核心板的电路设计与制作流程1
1.1什么是STM32核心板1
1.2为什么选择STM32核心板2
1.3电路设计与制作流程3
1.4本书配套资料包5
1.5本书配套开发套件6
本章任务8
本章习题8
第2章STM32核心板介绍9
2.1STM32芯片介绍9
2.2STM32核心板电路简介10
2.2.1通信-下载模块接口电路10
2.2.2电源转换电路11
2.2.3JTAGSWD调试接口电路11
2.2.4独立按键电路12
2.2.5OLED显示屏接口电路12
2.2.6晶振电路14
2.2.7LED电路14
2.2.8STM32微控制器电路14
2.2.9外扩引脚16
2.3基于STM32核心板可以开展的实验17
本章任务17
本章习题17
第3章STM32核心板程序下载与验证19
3.1准备工作19
3.2将通信-下载模块连接到STM32核心板19
3.3安装CH340驱动20
3.4通过mcuisp下载程序21
3.5通过串口助手查看接收数据22
3.6查看STM32核心板工作状态23
3.7通过ST-Link下载程序23
本章任务27
本章习题27
第4章STM32核心板焊接28
4.1焊接工具和材料28
4.2STM32核心板元器件清单31
4.3STM32核心板焊接步骤34
4.4STM32核心板分步焊接35
4.5元器件焊接方法详解39
4.5.1STM32F103RCT6芯片焊接方法39
4.5.2贴片电阻（电容）焊接方法41
4.5.3发光二极管（LED）焊接方法42
4.5.4肖特基二极管（SS210）焊接方法42
4.5.5低压差线性稳压芯片（AMS1117）焊接方法43
4.5.6晶振焊接方法44
4.5.7贴片轻触开关焊接方法45
4.5.8直插元器件焊接方法46
本章任务46
本章习题47
第5章PADSVX.2软件介绍48
5.1PADS软件介绍48
5.2硬件系统配置要求50
5.3PADS VX.2软件安装50
本章任务53
本章习题53
第6章STM32核心板原理图设计54
6.1原理图设计流程54
6.2新建原理图文件54
6.3原理图设计规范57
6.4快捷键介绍60
6.5元器件库的加载和卸载61
6.5.1加载元器件库62
6.5.2卸载元器件库63
6.6放置和删除元器件63
6.7元器件的连线67
6.8添加网络标号68
6.9文本的放置69
6.10原理图的编译71
本章任务73
本章习题73
第7章STM32核心板PCB设计74
7.1PCB设计流程74
7.2创建PCB文件74
7.3设置规则75
7.4基本操作78
7.4.1绘制板框78
7.4.2绘制定位孔79
7.4.3统一修改编号丝印大小84
7.5元器件的布局84
7.5.1布局原则85
7.5.2布局基本操作87
7.6元器件的布线89
7.6.1布线基本操作89
7.6.2布线注意事项91
7.6.3STM32分步布线92
7.7丝印99
7.7.1添加丝印100
7.7.2批量添加丝印100
7.8泪滴101
7.8.1添加泪滴101
7.8.2删除泪滴102
7.9添加电路板信息和信息框103
7.9.1添加电路板名称丝印103
7.9.2添加版本信息和信息框104
7.9.3添加PCB信息105
7.10覆铜105
7.10.1设置覆铜规则105
7.10.2覆铜的基本操作106
7.11DRC规则检测109
本章任务110
本章习题110
第8章创建元器件库111
8.1元器件库的组成111
8.2元器件库的创建步骤112
8.3创建PCB封装库114
8.3.1制作电阻的PCB封装114
8.3.2制作发光二极管的PCB封装120
8.3.3制作简牛的PCB封装123
8.3.4制作STM32F103RCT6的PCB封装128
8.4创建原理图逻辑库132
8.4.1创建原理图逻辑库的流程132
8.4.2新建电阻逻辑符号132
8.4.3新建发光二极管逻辑符号135
8.4.4新建简牛逻辑符号137
8.4.5新建STM32F103RCT6逻辑符号138
8.5创建元器件类型库140
8.5.1新建元器件类型电阻140
8.5.2新建元器件类型发光二极管145
8.5.3新建元器件类型简牛149
8.5.4新建元器件类型STM32F103RCT6芯片153
本章任务157
本章习题158
第9章输出生产文件159
9.1生产文件的组成159
9.2PCB源文件的输出159
9.3Gerber文件的输出160
9.4IPC网表的输出169
9.5SMT文件的输出170
9.6装配图的输出174
9.7BOM的输出178
本章任务180
本章习题180
第10章制作电路板181
10.1PCB打样在线下单流程181
10.2元器件在线购买流程186
10.3PCB贴片在线下单流程189
10.4嘉立创下单助手193
本章任务195
本章习题195
附录STM32核心板PDF版本原理图196
参考文献197
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| 內容試閱：
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电路设计与制作是一个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，即使一个简单的电路板，要想完成设计与制作，都必须掌握所有这些技能，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；生产文件搞定了，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我们忽略了。
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，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。
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。
作 者
2019年3月
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