本書具有以下特點：
（1）MATLAB實踐訓練部分由淺入深，循序漸進，層次清晰，圖文並茂，先講解後實例。
（2）MATLAB實踐訓練部分實例豐富，內容涉及多門專業課程，如模擬電路、數字電路、自控原理等，尤其在工程數學中的應用部分，更適合電氣電子類專業的需求。
（3）Altium Designer實踐訓練部分，以一個IAP15實驗板的PCB設計貫穿整個實踐過程，將其涉及到的操作合理地串接到一起進行講解，編寫過程中遵循簡明的理念，以便讀者快速掌握軟件基本操作。
（4）Altium Designer實踐訓練部分，將相關專用器件常見封裝類型和各種設計規範等概念性內容的介紹，合理地穿插於整個PCB設計過程中。
（5）兩個篇章都結合專業需求，提供了綜合性的工程實踐案例，有助於讀者將專業軟件和專業應用緊密結合，為課程設計、學科競賽、畢業設計打下一定基礎。
（6）提供豐富的學習資源，包括MATLAB實踐訓練所有實例的源程序，Altium Designer實踐訓練全部案例的PCB設計源文件、涉器件數據手冊等。同時為配合教學需要，每章都提供了相應的上機實踐任務。

本書采用案例教學和任務教學相結合的編寫方式，分2個篇章，分別介紹了MATLAB和Altium Designer這兩個軟件在電氣電子及相關專業中的應用。 篇以MATLAB軟件為平臺，由淺入深地介紹了MATLAB語言的基礎知識，包括基本數據類型及運算、計算可視化、程序設計，同時結合實例介紹了MATLAB在工程數學中的應用，電子電路的計算機仿真技術，並通過綜合性的應用實例使初學者快速掌握自動控制繫統的建模方法和仿真技巧。 第二篇以PCB設計軟件Altium Designer為平臺，圍繞IAP15實驗板的PCB設計，繫統地介紹了PCB設計的全過程，以及PCB設計常用術語器件封裝等相關內容，後通過具有代表性的工程案例，使初學者理論和實踐結合，進一步鞏固所學，積累設計經驗，並初步具備電子電路設計與制作的能力。 本書配備大量實例和上機實踐任務，以便讀者更有效地掌握這兩個軟件的基本應用。 本書可以作為高等學校電氣電子及相關專業的軟件實踐課程教材，也可以作為MATLAB、Altium Designer軟件用戶的入門培訓用書。

陳薇，講師，南京航空航天大學金城學院，自動化專業專職教師，主要負責《專業軟件實訓》、《工程數學仿真應用軟件設計》實踐類課程的教學工作，以及《微機原理與接口技術》、《數字電子技術》等理論課程的教學工作。主要研究方向為測控繫統、樓宇自動化繫統。

篇MATLAB實踐訓練

第1章MATLAB基礎

1.1MATLAB入門

1.1.1MATLAB工作環境

1.1.2MATLAB基本命令

1.2MATLAB基本數據類型

1.2.1變量和常量

1.2.2字符串變量

1.3MATLAB基本運算

1.3.1矩陣和數組運算

1.3.2多項式運算

1.3.3符號運算

本章實踐任務

第2章MATLAB計算可視化及程序設計

2.1MATLAB的基本繪圖命令

2.2MATLAB程序設計

2.2.1程序流程控制

2.2.2M文件

本章實踐任務

第3章MATLAB在工程數學中的應用

3.1代數方程的求解

3.1.1線性方程組的求解

3.1.2非線性方程組的求解

3.2曲線擬合

3.3插值運算

3.3.1一維插值

3.3.2二維插值

3.4數值積分和微分

3.4.1數值積分

3.4.2數值微分

3.5常微分方程的求解

3.5.1常微分方程的解析解

3.5.2常微分方程的數值解

3.6傅裡葉變換

3.6.1傅裡葉變換的命令函數

3.6.2快速傅裡葉變換（FFT）

本章實踐任務

第4章Simulink仿真應用實例

4.1Simulink快速入門

4.1.1Simulink的工作環境

4.1.2模塊基本操作

4.1.3Simulink常用模塊庫介紹

4.1.4Simulink仿真步驟

4.2電力電子電路的建模與仿真

4.2.1直流穩態電路的仿真分析

4.2.2正弦交流電路的仿真分析

4.2.3動態電路的仿真分析

4.2.4數字電路的仿真分析

4.2.5功率電子電路的仿真分析

本章實踐任務

第5章MATLAB綜合應用實例

5.1單級倒立擺PD控制器MATLAB仿真

5.1.1問題描述

5.1.2控制器設計

5.1.3MALTAB仿真

5.2倒立擺LQR控制器MATLAB仿真

5.2.1S函數介紹

5.2.2問題描述

5.2.3控制器設計

5.2.4MATLAB仿真

5.3移動機器人的P 前饋控制MATLAB仿真

5.3.1MATLAB Function與Function模塊介紹

5.3.2問題描述

5.3.3控制器設計

5.3.4MATLAB仿真

5.4單級倒立擺控制繫統的GUI設計

5.4.1GUI介紹

5.4.2演示界面的GUI設計

5.4.3MATLAB仿真

本章實踐任務

第二篇Altium Designer實踐訓練

第6章印制電路板及其設計軟件

6.1初識印制電路板

6.1.1印制電路板的類型

6.1.2印制電路板中的常用術語

6.1.3印制電路板的設計流程

6.2PCB計算機輔助設計軟件

6.2.1PCB設計軟件介紹

6.2.2Altium Designer的功能特點

6.3Altium Designer的文件管理繫統

6.3.1Altium Designer工程文件的組成

6.3.2新工程及各類文件的創建

6.3.3添加文件或移除文件

本章實踐任務

第7章原理件庫的創建

7.1原理圖庫常用繪圖命令

件原理圖符號的繪制

7.2.1手件原理圖符號

7.2.2利用符號向件原理圖符號

7.2.3繪制含有子件原理圖符號

7.件的封裝

7.3.1電阻、電容件的封裝

7.3.2二極管的封裝

7.3.3三極管的封裝

7.3.4芯片的封裝

7.3.5接插件的封裝

7.4件庫常用繪圖命令

件封裝的繪制

7.5.1手工繪制封裝

7.5.2利用IPC封裝向導制作封裝

件原理圖符號和封裝的關聯

7.7封裝管理器的使用

本章實踐任務

第8章原理圖設計

8.1原理圖設計基礎

8.1.1原理圖設計流程

8.1.2原理圖規範化設置

件的放置

8.件庫的分類

8.2.2查找件

8.件屬性的編輯

8.3電氣連接的放置

8.3.1導線的放置

8.3.2網絡標簽的放置

8.3.3電源和接地符號的放置

8.3.4忽略ERC測試點的放置

8.4非電氣對像的放置

8.5原理圖的編譯及查錯

8.6原理圖網絡表的生成

本章實踐任務

第9章PCB設計

9.1PCB設計流程

9.2PCB設計環境簡介

9.3PCB板框及定位孔設計

9.3.1PCB板框設計

9.3.2定位孔設計

9.4原理圖信息導入PCB文件的方法

9.5PCB設計常用規則的設置

件的布局

9.6.1布局的原則

9.6.2布局的基本操作

件的布線

9.7.1布線的原則

9.7.2布線的基本操作

9.8設計規則檢查（DRC）

9.9生產文件的導出

9.9.1Gerber文件的導出

9.9.2BOM文件的導出

9.9.3絲印文件的導出

9.9.4坐標文件的導出

本章實踐任務

第10章PCB綜合設計實踐

10.1多路波形信號發生器電路設計

10.1.1電路功能分析

10.1.2原理圖設計

10.1.3PCB設計

10.2四人搶答器電路設計

10.2.1電路功能分析

10.2.2原理圖設計

10.2.3PCB設計

10.3工程車語音預警電路設計

10.3.1電路功能分析

10.3.2原理圖設計

10.3.3PCB設計

10.4LED燈控制器電路設計

10.4.1電路功能分析

10.4.2原理圖設計

10.4.3PCB設計

本章實踐任務

參考文獻

作為在計算機仿真計算和電子設計自動化領域廣泛應用的兩類軟件，MATLAB和Altium Designer是各大高校電氣電子專業軟件實踐類課程的必修內容。為更好地滿足實踐教學需求，特組織一線教師，憑借其多年的教學和工程經驗，編寫了本軟件實踐教程。

本書共分為兩篇，篇是MATLAB實踐訓練，包括第1~5章，主要介紹MATLAB語言的基礎知識，包括基本的操作命令、數據類型、基本運算、計算可視化及程序設計等，並針對專業特點，通過實例，重點介紹了MATLAB在工程數學中的典型應用、電子電路的計算機仿真技術，以及自動控制繫統的建模方法和仿真技巧。第二篇是Altium Designer實踐訓練，包括第6~10章，首先介紹了印制電路板(PCB)設計相關的基本概念、專業術語，然後圍繞IAP15實驗板的PCB設計，繫統地介紹了PCB設計的全過程，後通過PCB的綜合設計案例，幫助讀者在實踐中應用所學知識，並具備電路設計與制作的能力。

本書具有以下特點： 

(1) MATLAB實踐訓練部分由淺入深，循序漸進，層次清晰，圖文並茂，先講解後實例。

(2) MATLAB實踐訓練部分實例豐富，內容涉及多門專業課程，如模擬電路、數字電路、自控原理等，尤其在工程數學中的應用部分，更適合電氣電子類專業的需求。

(3) 在Altium Designer實踐訓練部分，以一個IAP15實驗板的PCB設計貫穿整個實踐過程，將其涉及的操作合理地串接到一起進行講解，編寫過程中遵循簡明的理念，以便讀者快速掌握軟件基本操作。

(4) 在Altium Designer實踐訓練部分，將相關專用件常見封裝形式和各種設計規範等概念性的內容合理地穿插於整個PCB設計過程中。

(5) 兩篇都結合專業需求，提供了綜合性的工程實踐案例，有助於讀者將專業軟件和專業應用緊密結合，為課程設計、學科競賽、畢業設計打下一定基礎。

(6) 提供了豐富的學習資源，包括MATLAB實踐訓練所有實例的源程序，Altium Designer實踐訓練全部案例的PCB設計源文件、件數據手冊等。同時為配合教學需要，每章都提供了相應的上機實踐任務。

本書由南京航空航天大學金城學院陳薇、劉慧、盧靜、吳玲編寫，全書由陳薇、劉慧擔任主編並負責統編、定稿。本書在編寫的過程中得到了南京航空航天大學金城學院郝雯娟教授的大力支持和幫助。

本書的編寫工作還得到了新能源汽車電子產業界專家的支持和幫助，如南京眾控電子科技有限公司總經理張旻、南京海貝斯智能科技有限公司高級工程師宋路程。他們在綜合性工程實踐案例的選擇上，提供了許多寶貴的意見，確保了案例在滿足實踐教學的基礎上，又符合實際生產需求，充分體現產教融合特色，在此表示衷心的感謝。

另外，本書受到江蘇省一流專業建設項目(電氣工程及其自動化、車輛工程)和江蘇省現代教育技術研究2022年度課題(2022R99394)的支持。

由於編寫時間倉促，加之作者水平有限，書中難免有疏漏之處，懇請讀者和同行批評指正。

編者
2022年8月