《智能機(jī)器人與傳感器》教案課程單元設(shè)計(jì)16 - 聽覺（USB聲卡原理及制作）

PAGEPAGE2《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》一、教案頭本次課標(biāo)題：聽覺相關(guān)--USB聲卡的原理及制作授課班級(jí)16電子信息3-1上課時(shí)間課時(shí)：2上課地點(diǎn)知行樓5-413教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1、會(huì)閱讀較大型的英文文檔2、學(xué)會(huì)根據(jù)采樣定理選擇合適的采樣頻率3、學(xué)會(huì)看懂電路原理圖，并根據(jù)原理圖制作PCB電路板4、學(xué)會(huì)焊接零件，包括過(guò)孔元件5、學(xué)會(huì)調(diào)試聲卡。1、熟練掌握USB聲卡ADC模擬聲音采樣工作原理；2、熟練掌握奈奎施特采樣定理3、熟練掌握USB聲卡DAC數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器工作原理4、讀懂PCM2912a技術(shù)文檔5、掌握使用PCM2912a制作USB聲卡能力訓(xùn)練任務(wù)及案例任務(wù)1：計(jì)算及說(shuō)明為什么CD的采樣率為44.1KHz任務(wù)2：閱讀PCM2912a技術(shù)文檔，說(shuō)明芯片各個(gè)管腳的功能任務(wù)3：根據(jù)電路原理圖，并根據(jù)原理圖制作PCB電路板參考資料【1】德州儀器公司,數(shù)據(jù)表文檔《PCM2912AAudioCodecWithUSBInterface》，2015年8月【2】USB聲卡制作案例：/topic/63663_1_1.html二、教學(xué)設(shè)計(jì)步驟教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動(dòng)時(shí)間分配告知（教學(xué)內(nèi)容、目的）1、講解USB聲卡ADC模擬聲音采樣工作原理；2、講解奈奎施特采樣定理3、講解USB聲卡DAC數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器工作原理4、講解PCM2912a制作USB聲卡的電路原理教師主講多媒體聽講解5分鐘引入（任務(wù)項(xiàng)目）機(jī)器人的聽覺及發(fā)聲能力是直接影響與人類交流的體驗(yàn)。聲卡是聲音獲得及數(shù)字音頻轉(zhuǎn)成模擬聲音最重要的模塊。教師主講多媒體聽講解3分鐘操練（掌握初步或基本能力）1、講解USB聲卡ADC模擬聲音采樣工作原理；2、講解奈奎施特采樣定理3、講解USB聲卡DAC數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器工作原理4、講解PCM2912a制作USB聲卡的電路原理師生互動(dòng)討論小組討論20分鐘深化（加深對(duì)基本能力的體會(huì)）1、計(jì)算一個(gè)輸入ADC信號(hào)需要的采樣率2、閱讀英文文檔，說(shuō)明芯片各管腳的功能3、根據(jù)電路原理圖，并根據(jù)原理圖制作PCB電路板4、根據(jù)數(shù)據(jù)表的PCBLayout建議，讓學(xué)生了解設(shè)計(jì)PCB布線時(shí)應(yīng)該注意用到電容的作用及最佳位置、數(shù)字、模擬部分的隔離等。并不是只是將原理圖輸入后，自動(dòng)排版布線能解決的。教師主講上機(jī)指導(dǎo)實(shí)際操作演示指導(dǎo)+實(shí)操35分鐘歸納(知識(shí)和能力)類似這種使用一塊芯片及少量外圍零件就能完成一定功能的作品，為數(shù)應(yīng)該不少，例如高質(zhì)量音頻回放DAC系統(tǒng)等。打開機(jī)殼發(fā)現(xiàn)屬于此類型的應(yīng)用，可以找芯片的數(shù)據(jù)表學(xué)習(xí)機(jī)器工作原理，及得到DIY的方案。師生互動(dòng)小組討論討論小組討論2分鐘訓(xùn)練鞏固拓展檢驗(yàn)此項(xiàng)目很適合讓學(xué)生學(xué)會(huì)DIY產(chǎn)品的整個(gè)環(huán)節(jié)（1）利用AD等PCBLayout軟件，根據(jù)電路圖設(shè)計(jì)USB聲卡PCB板。（2）引導(dǎo)學(xué)生到淘寶等網(wǎng)站尋找需要的零件（3）引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)尋找生產(chǎn)PCB板的企業(yè)，并學(xué)會(huì)下單。師生互動(dòng)實(shí)際操作演示指導(dǎo)+實(shí)操8分鐘總結(jié)本次課介紹了基于TI公司的PCM2912a芯片及其USB聲卡的應(yīng)用。當(dāng)今芯片集成度非常高，芯片以及將ADC模塊、DAC模塊以及USB模塊等主要模塊集中在小小的芯片里。只需外圍