機器人制作與開發(fā)（單片機技術及應用）（第2版）-教學大綱

《機器人制作與開發(fā)（單片機技術及應用）（第2版）》教學大綱課程信息課程名稱：機器人制作與開發(fā)（單片機技術及應用）（第2版）課程類別：素質選修課/專業(yè)基礎課課程性質：選修/必修計劃學時：64計劃學分：4先修課程：無選用教材：《機器人制作與開發(fā)（單片機技術及應用）（第2版）》，秦志強，熊根良，吳明暉主編，2022年，電子工業(yè)出版社教材。適用專業(yè)：本課程可作為高等院校“單片機技術及應用”或“機器人制作與開發(fā)”的參考課程，也可作為科研院所相關專業(yè)的科技工作者的參考課程。課程負責人：二、課程簡介本課程將教學機器人引入單片機課程，采用基于系統(tǒng)化項目的教學方法，將單片機的I/O端口資源、定時器和中斷系統(tǒng)、鍵盤接口技術、A/D和D/A擴展等教學內容融入循序漸進的教學機器人制作和比賽項目中，使學生直接在項目應用和比賽過程中學習單片機技術，提升學習效率，最后通過歸納總結，獲得單片機應用系統(tǒng)設計的知識和技能。本課程所有項目都使用C語言作為開發(fā)語言，這樣可以便學生進一步強化C語言學習效果，同時在畢業(yè)時具備應用C語言和單片機完成機器人應用系統(tǒng)開發(fā)的能力。本課程打破了傳統(tǒng)的單片機教學方法和教學體系結構，解決了單片機課程抽象、難學和學習效果差的難題。三、課程教學要求序號專業(yè)畢業(yè)要求課程教學要求關聯(lián)程度1工程知識1.掌握單片機最小系統(tǒng)及其搭建、定時器和中斷系統(tǒng)和單片機計時與鍵盤接口技術。2.了解機器人制作與開發(fā)的應用領域和市場需求，為產品設計和開發(fā)提供指導。L2問題分析1.學會對機器人制作與開發(fā)中出現(xiàn)的問題進行分析和解決，包括硬件故障、軟件錯誤等。2.學會進行故障排除和維修。H3設計/開發(fā)解決方案1.掌握數(shù)機器人制作與開發(fā)的方法，能將機器人制作與開發(fā)應用到工作和生活領域中。2.學會進行系統(tǒng)測試和驗證，以確保系統(tǒng)的質量和性能符合要求。H4研究L5使用現(xiàn)代工具1.掌握機器人制作與開發(fā)領域研發(fā)的現(xiàn)代工具等。2.學會使用現(xiàn)代工具進行數(shù)據(jù)分析和處理，提高工作效率和準確性。M6工程與社會1.了解機器人制作與開發(fā)對社會的影響和作用，以及相關的法律法規(guī)和標準。2.學會將相應技術應用于實際生產和社會服務中，為社會做出貢獻。L7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展L8職業(yè)規(guī)范L9個人和團隊1.學會個人發(fā)展和團隊合作，提高個人和團隊的綜合素質。2.學會與他人合作和溝通，建立良好的人際關系和團隊合作氛圍。H10溝通1.學會進行有效的溝通和表達，與客戶、同事和上級保持良好的溝通和協(xié)作。2.學會進行跨文化溝通和合作，提高國際化視野和跨文化交流能力。M11項目管理1.學會進行項目管理和組織，包括項目計劃、進度控制、質量管理等。2.學會進行風險評估和管理，提高項目成功的概率和效率。L12終身學習1.學會進行自我學習和自我提升，不斷提高自身的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。2.學會進行終身學習和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不斷拓展職業(yè)領域和發(fā)展空間。H注：“課程教學要求”欄中內容為針對該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關教學要求的具體描述?！瓣P聯(lián)程度”欄中字母表示二者關聯(lián)程度。關聯(lián)程度按高關聯(lián)、中關聯(lián)、低關聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”?！罢n程教學要求”及“關聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對應的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關。四、課程教學內容章節(jié)名稱主要內容重難點關鍵詞學時類型1單片機最小系統(tǒng)及其搭建AT89S52單片機最小系統(tǒng)的搭建用搭建的最小系統(tǒng)控制兩輪機器人運動了解單片機詳細工作原理；掌握使用C語言編寫一個基本的運動程序8理論+實操2單片機并行I/O端口應用——機器人信息顯示控制8個LED閃爍流水燈控制數(shù)碼管顯示字符型液晶顯示（LED）模塊和廣告機器人的制作熟悉單片機并行I/O端口的操作方法和功能8理論+實操3定時器和中斷系統(tǒng)機器人速度測量與控制簡易數(shù)字編碼器的安裝和電機轉速的測量用PID控制算法控制小車速度簡易里程計的設計掌握通過設定事件的優(yōu)先級來提高單片機的工作效率，保證重要的事件優(yōu)先處理8理論+實操4單片機計時與鍵盤接口技術——機器人計時用8位八段數(shù)碼管制作簡易秒表裁判機器人的制作——測量選手的反應時間具有簡單設置功能的計時機器人制作具有簡單設置功能的時鐘機器人制作掌握重要的顯示模塊——8位八段數(shù)碼管，用其制作一個計時裝置8理論+實操5A/D、D/A轉換、接口與漫游機器人制作基于紅外測距導航的漫游機器人的制作和編程紅外測距云臺導航機器人的制作D/A轉換和機器人LED的亮度控制掌握使用TLC549通過三態(tài)數(shù)據(jù)輸出與微處理器或外圍設備串行通信8理論+實操6SPI與混濕度檢測機器人的制作溫濕度傳感器與溫濕度測量溫濕度檢測機器人的制作掌握溫濕度智能傳感器制作一款溫濕度檢測機器人8理論+實操7綜合比賽項目——“機器人高鐵游中國”比賽采用RFID讀卡器讀取RFID卡號利用語音芯片播報景點實現(xiàn)“機器人高鐵游中國”比賽任務掌握RFID讀卡器的安裝和電路連接等內容8理論+實操8綜合比賽項目——“機器人智能消防”比賽確定完成比賽所需的傳感器和滅火裝置確定超聲波傳感器連接端口和編寫測距函數(shù)安裝火焰?zhèn)鞲衅骱蜏缁痫L扇，編寫尋找火源和滅火程序“機器人智能消防”程序設計掌握根據(jù)超聲波測距信息編寫導航程序8理論+實操五、考核要求及成績評定序號成績類別考核方式考核要求權重（%）備注1期末成績期末考試大作業(yè)50百分制，60分為及格2平時成績實踐8次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無法獲得學分注：此表中內容為該課程的全部考核方式及其相關信息。六、學生學習建議學習方法建議1.依據(jù)專業(yè)教學標準，結合崗位技能職業(yè)標準，通過案例展開學習，將每個項目分成多個任務，系統(tǒng)化地學習。2.通過每個項目最后搭配的習題，鞏固知識點。3.了解行業(yè)企業(yè)技術標準，注重學習新技術、新工藝和新方法，根據(jù)教材中穿插設置的智能終端產品應用相關實例，對已有技術持續(xù)進行更新。4.通過開展課堂討論、實踐活動，增強的團隊協(xié)作能力，學會如何與他人合作、溝通、協(xié)調等等。學生課外閱讀參考資料《機器人制作與開發(fā)（單片機技術及應用）（第2版）》，秦志強，熊根良，吳明暉主編，2022年，電子工業(yè)出版社教材。七、課程改革與建設課程嚴格遵循了循序漸進、賽學合一、以終為始和全面綜合的編寫原則，它們形成了一個有機的整體，目的是為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供食糧。課程創(chuàng)造性地以機器人作為單片機的應用開發(fā)平臺，以C語言作為開發(fā)語言，輔以比賽機器人作為綜合實踐對象，將單片機技術及應用的學習與一系列循序漸進的趣味機器人項目結合起來，寓教于樂，化被動學習為