spContent=《智能硬件应用开发》课程是电子信息工程技术等专业的一门职业基础课程,它偏重于智能硬件产品的基本应用,涉及外设的控制、传感器的使用、通信连接等。目的是让学生了解智能硬件发展的前沿,培养学生的学习兴趣与逻辑思维,激发学生的创新能力,培养学生基本编程能力和从事电子技术类工作的核心职业能力,本课程中体现为识读电路原理图的能力,硬件和软件联合调试的能力。
《智能硬件应用开发》课程是电子信息工程技术等专业的一门职业基础课程,它偏重于智能硬件产品的基本应用,涉及外设的控制、传感器的使用、通信连接等。目的是让学生了解智能硬件发展的前沿,培养学生的学习兴趣与逻辑思维,激发学生的创新能力,培养学生基本编程能力和从事电子技术类工作的核心职业能力,本课程中体现为识读电路原理图的能力,硬件和软件联合调试的能力。
—— 课程团队
课程概述
随着智能硬件的广泛应用,作为一名大学生,希望自己是参与者而不是旁观者。《智能硬件应用开发》这门课程就是帮助大家成为参与者的课程。
《智能硬件应用开发》这门课程借助mBot机器人和mBlock操作平台来完成课程的所有任务。本课程首先从图形化编程入手,通过搭积木的方式由简入难完成相关任务,体验编程带来的快乐,完成LED灯的控制、电机的控制、短距离通信和传感器的应用等任务。
通过《智能硬件应用开发》这门课程的学习,可以提高大家使用说明书的能力、掌握电路图读图识读的方法、学会硬件和软件联合调试、掌握图形化编程的方法、提升分析和解决问题的能力。
《智能硬件应用开发》这门课程的学习,零基础入门,游戏化闯关编程学习,各种任务自由发挥程度较高,以提高兴趣为主。
授课目标
知识目标:
1. 理解智能硬件的概念,了解智能硬件的应用。
2. 能够安装慧编程软件并且熟练掌握慧编程的基本应用。
3. 能够熟练掌握对智能硬件的基本控制。对照任务指导书完成图形化IDE编程实现对LED灯、蜂鸣器、mBot小车运动的控制
4. 能够熟练使用智能硬件中的传感器实现各种功能。对照任务指导书完成各种传感器的使用和综合开发设计与实现。
5. 能够使用红外通信、蓝牙通信和WIFI通信实现对智能硬件的控制。
6. 能够熟练识读mCore控制板的电路图,能够阐述各个模块的工作原理,学会读图与软件编程相结合
技能目标:能够组装设备,能够进行设备调试,能够搭建电路并进行软硬件联合调试
素质目标:信息处理能力、与人合作能力、批判性思维、自主学习能力、就业与创业意识
思政目标:创新精神、职业规划、爱国精神
成绩 要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
课程大纲
项目1:智能硬件的认识与应用
课时目标:学习目标: 1. 理解智能硬件的概念,了解智能硬件的应用。 2. 能够安装慧编程软件并且熟练掌握慧编程的基本应用。 3.掌握顺序语句、循环语句、条件语句的使用。 4.了解变量的概念,理解函数的用法。 5.了解人工智能发展历程、趋势和应用,能够使用慧编程软件实现语音交互、文字识别等功能。 6.了解数据可视化的概念及应用,学会数据的收集和分析,能够完成各种统计数据的可视化
1.1 智能硬件的认识
(1)智能硬件的概念
(2)智能硬件在生活中的应用
(3)智能硬件的开发流程
(4)mBot小车的认识
1.2 慧编程的认识与应用
(1) 慧编程的认识与获取
(2) 慧编程的应用
项目2:智能硬件的基本控制
课时目标:学习目标: 1.认识并熟悉mCore控制板,能说出各个模块的功能;.认识主控芯片ATmega328P-AU,掌握芯片手册的获取方法;掌握主控芯片与mBot引脚的对应关系及作用;2.认识电路图,学会识读电路图的方法;掌握电机驱动电路、板载传感器电路、蜂鸣器电路、按键电路、光敏传感器电路的基本工作原理;3.掌握电脑与mBot小车(mCore控制板)的连接方法;能够使用顺序语句、循环语句、条件判断语句实现对LED灯、灯带、蜂鸣器的控制。 4.掌握直流电机的工作原理及控制,实现mBot小车的匀速及变速控制。 5.了解液晶显示的应用,能够实现数码管、LCD1602、TFT-LCD的显示。 6.学会画流程图、掌握函数的使用、掌握PWM。
2.1 mCore控制板的识读
(1)mCore控制板的认识
(2)mCore控制板原理图的识读
2.2 声光控制
(1)LED的控制
(2)灯带的控制
(3)蜂鸣器的控制
(4)可调节台灯的制作
2.3 运动控制
(1)mBot基本运动控制
(2)mBot变速运动控制
2.4 显示控制
(1)数码管显示控制
(2)TFT显示控制
项目三:智能硬件的通信连接
课时目标:学习目标: 1.了解短距离通信的发展历程及发展趋势。 2.理解红外遥控通信的基本原理,能够利用红外通信实现两辆mBot小车之间的控制。 3.了解蓝牙通信的历史背景,能够配置蓝牙设备并利用蓝牙通信实现对mBot小车的控制。 4.理解慧编程的四种广播模式,利用WIFI通信实现同帐号作品间跨设备和跨作品的数据互联。
3.1红外通信
3.2蓝牙通信
3.3WIFI通信
项目四:传感器的运用
课时目标:学习目标: 1.掌握循迹传感器的工作原理,了解其取值范围,实现直线和曲线循迹。 2.掌握超声波传感器的工作原理,了解其取值范围,实现超声波测距、避障等功能。 3.掌握读取板载光线传感器的方法,了解其取值范围,能够使用串口通信读取对应的光线值,能够利用光线传感器器控制行车的速度。4.掌握温度传感器DS18B20、温湿度传感器DHT11的工作原理,能够测试环境温度、湿度。 5.能够利用多种传感器及所学知识进行环境监控系统的设计和实现。
4.1循迹传感器的使用
4.2超声波传感器的使用
4.3光线传感器的使用
4.4温湿度传感器的应用
4.5多种传感器的综合应用
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预备知识
参考资料
常见问题
授课对象:2121011、2121012
使用工具:win7 64位及以上系统,mBlock5,mBot,office2013及以上
学习进度:每周4学时
答疑方式:每周二下午微信群或MOOC平台答疑