《機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)（單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用）（第2版）》教學(xué)大綱課程信息課程名稱：機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)（單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用）（第2版）課程類別：素質(zhì)選修課/專業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：選修/必修計(jì)劃學(xué)時(shí)：64計(jì)劃學(xué)分：4先修課程：無(wú)選用教材：《機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)（單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用）（第2版）》，秦志強(qiáng)，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?！皢纹瑱C(jī)技術(shù)及應(yīng)用”或“機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)”的參考課程，也可作為科研院所相關(guān)專業(yè)的科技工作者的參考課程。課程負(fù)責(zé)人：二、課程簡(jiǎn)介本課程將教學(xué)機(jī)器人引入單片機(jī)課程，采用基于系統(tǒng)化項(xiàng)目的教學(xué)方法，將單片機(jī)的I/O端口資源、定時(shí)器和中斷系統(tǒng)、鍵盤接口技術(shù)、A/D和D/A擴(kuò)展等教學(xué)內(nèi)容融入循序漸進(jìn)的教學(xué)機(jī)器人制作和比賽項(xiàng)目中，使學(xué)生直接在項(xiàng)目應(yīng)用和比賽過(guò)程中學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)，提升學(xué)習(xí)效率，最后通過(guò)歸納總結(jié)，獲得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的知識(shí)和技能。本課程所有項(xiàng)目都使用C語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，這樣可以便學(xué)生進(jìn)一步強(qiáng)化C語(yǔ)言學(xué)習(xí)效果，同時(shí)在畢業(yè)時(shí)具備應(yīng)用C語(yǔ)言和單片機(jī)完成機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力。本課程打破了傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)方法和教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，解決了單片機(jī)課程抽象、難學(xué)和學(xué)習(xí)效果差的難題。三、課程教學(xué)要求序號(hào)專業(yè)畢業(yè)要求課程教學(xué)要求關(guān)聯(lián)程度1工程知識(shí)1.掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)及其搭建、定時(shí)器和中斷系統(tǒng)和單片機(jī)計(jì)時(shí)與鍵盤接口技術(shù)。2.了解機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)需求，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。L2問(wèn)題分析1.學(xué)會(huì)對(duì)機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和解決，包括硬件故障、軟件錯(cuò)誤等。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行故障排除和維修。H3設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案1.掌握數(shù)機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)的方法，能將機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)應(yīng)用到工作和生活領(lǐng)域中。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)證，以確保系統(tǒng)的質(zhì)量和性能符合要求。H4研究L5使用現(xiàn)代工具1.掌握機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域研發(fā)的現(xiàn)代工具等。2.學(xué)會(huì)使用現(xiàn)代工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，提高工作效率和準(zhǔn)確性。M6工程與社會(huì)1.了解機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)對(duì)社會(huì)的影響和作用，以及相關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。2.學(xué)會(huì)將相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和社會(huì)服務(wù)中，為社會(huì)做出貢獻(xiàn)。L7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展L8職業(yè)規(guī)范L9個(gè)人和團(tuán)隊(duì)1.學(xué)會(huì)個(gè)人發(fā)展和團(tuán)隊(duì)合作，提高個(gè)人和團(tuán)隊(duì)的綜合素質(zhì)。2.學(xué)會(huì)與他人合作和溝通，建立良好的人際關(guān)系和團(tuán)隊(duì)合作氛圍。H10溝通1.學(xué)會(huì)進(jìn)行有效的溝通和表達(dá)，與客戶、同事和上級(jí)保持良好的溝通和協(xié)作。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行跨文化溝通和合作，提高國(guó)際化視野和跨文化交流能力。M11項(xiàng)目管理1.學(xué)會(huì)進(jìn)行項(xiàng)目管理和組織，包括項(xiàng)目計(jì)劃、進(jìn)度控制、質(zhì)量管理等。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理，提高項(xiàng)目成功的概率和效率。L12終身學(xué)習(xí)1.學(xué)會(huì)進(jìn)行自我學(xué)習(xí)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(xué)會(huì)進(jìn)行終身學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不斷拓展職業(yè)領(lǐng)域和發(fā)展空間。H注：“課程教學(xué)要求”欄中內(nèi)容為針對(duì)該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關(guān)教學(xué)要求的具體描述?！瓣P(guān)聯(lián)程度”欄中字母表示二者關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)程度按高關(guān)聯(lián)、中關(guān)聯(lián)、低關(guān)聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”?！罢n程教學(xué)要求”及“關(guān)聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對(duì)應(yīng)的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關(guān)。四、課程教學(xué)內(nèi)容章節(jié)名稱主要內(nèi)容重難點(diǎn)關(guān)鍵詞學(xué)時(shí)類型1單片機(jī)最小系統(tǒng)及其搭建AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)的搭建用搭建的最小系統(tǒng)控制兩輪機(jī)器人運(yùn)動(dòng)了解單片機(jī)詳細(xì)工作原理；掌握使用C語(yǔ)言編寫一個(gè)基本的運(yùn)動(dòng)程序8理論+實(shí)操2單片機(jī)并行I/O端口應(yīng)用——機(jī)器人信息顯示控制8個(gè)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(jī)器人的制作熟悉單片機(jī)并行I/O端口的操作方法和功能8理論+實(shí)操3定時(shí)器和中斷系統(tǒng)機(jī)器人速度測(cè)量與控制簡(jiǎn)易數(shù)字編碼器的安裝和電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量用PID控制算法控制小車速度簡(jiǎn)易里程計(jì)的設(shè)計(jì)掌握通過(guò)設(shè)定事件的優(yōu)先級(jí)來(lái)提高單片機(jī)的工作效率，保證重要的事件優(yōu)先處理8理論+實(shí)操4單片機(jī)計(jì)時(shí)與鍵盤接口技術(shù)——機(jī)器人計(jì)時(shí)用8位八段數(shù)碼管制作簡(jiǎn)易秒表裁判機(jī)器人的制作——測(cè)量選手的反應(yīng)時(shí)間具有簡(jiǎn)單設(shè)置功能的計(jì)時(shí)機(jī)器人制作具有簡(jiǎn)單設(shè)置功能的時(shí)鐘機(jī)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(gè)計(jì)時(shí)裝置8理論+實(shí)操5A/D、D/A轉(zhuǎn)換、接口與漫游機(jī)器人制作基于紅外測(cè)距導(dǎo)航的漫游機(jī)器人的制作和編程紅外測(cè)距云臺(tái)導(dǎo)航機(jī)器人的制作D/A轉(zhuǎn)換和機(jī)器人LED的亮度控制掌握使用TLC549通過(guò)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出與微處理器或外圍設(shè)備串行通信8理論+實(shí)操6SPI與混濕度檢測(cè)機(jī)器人的制作溫濕度傳感器與溫濕度測(cè)量溫濕度檢測(cè)機(jī)器人的制作掌握溫濕度智能傳感器制作一款溫濕度檢測(cè)機(jī)器人8理論+實(shí)操7綜合比賽項(xiàng)目——“機(jī)器人高鐵游中國(guó)”比賽采用RFID讀卡器讀取RFID卡號(hào)利用語(yǔ)音芯片播報(bào)景點(diǎn)實(shí)現(xiàn)“機(jī)器人高鐵游中國(guó)”比賽任務(wù)掌握RFID讀卡器的安裝和電路連接等內(nèi)容8理論+實(shí)操8綜合比賽項(xiàng)目——“機(jī)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(cè)距函數(shù)安裝火焰?zhèn)鞲衅骱蜏缁痫L(fēng)扇，編寫尋找火源和滅火程序“機(jī)器人智能消防”程序設(shè)計(jì)掌握根據(jù)超聲波測(cè)距信息編寫導(dǎo)航程序8理論+實(shí)操五、考核要求及成績(jī)?cè)u(píng)定序號(hào)成績(jī)類別考核方式考核要求權(quán)重（%）備注1期末成績(jī)期末考試大作業(yè)50百分制，60分為及格2平時(shí)成績(jī)實(shí)踐8次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時(shí)表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無(wú)法獲得學(xué)分注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關(guān)信息。六、學(xué)生學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)方法建議1.依據(jù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合崗位技能職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)案例展開(kāi)學(xué)習(xí)，將每個(gè)項(xiàng)目分成多個(gè)任務(wù)，系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)。2.通過(guò)每個(gè)項(xiàng)目最后搭配的習(xí)題，鞏固知識(shí)點(diǎn)。3.了解行業(yè)企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，注重學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝和新方法，根據(jù)教材中穿插設(shè)置的智能終端產(chǎn)品應(yīng)用相關(guān)實(shí)例，對(duì)已有技術(shù)持續(xù)進(jìn)行更新。4.通過(guò)開(kāi)展課堂討論、實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，學(xué)會(huì)如何與他人合作、溝通、協(xié)調(diào)等等。學(xué)生課外閱讀參考資料《機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)（單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用）（第2版）》，秦志強(qiáng)，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(shè)課程嚴(yán)格遵循了循序漸進(jìn)、賽學(xué)合一、以終為始和全面綜合的編寫原則，它們形成了一個(gè)有機(jī)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(jī)器人作為單片機(jī)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以C語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，輔以比賽機(jī)器人作為綜合實(shí)踐對(duì)象，將單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的學(xué)習(xí)與一系列循序漸進(jìn)的趣味機(jī)器人項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，寓教于樂(lè)，化被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用課程的教學(xué)效率和教學(xué)水平，幫助學(xué)生全面掌握嵌入式機(jī)器人創(chuàng)新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。平時(shí)對(duì)學(xué)生的考核內(nèi)容包括出勤情況、學(xué)生的學(xué)習(xí)成果、課堂討論等方面，占期末總評(píng)的50%。期末考試成績(jī)占期末總評(píng)的50%。制訂人簽字：教研室主任簽字：院部負(fù)責(zé)人簽字：修訂時(shí)間：年月日教學(xué)日歷（20xx～20xx學(xué)年第x學(xué)期）開(kāi)課學(xué)院開(kāi)課專業(yè)講授學(xué)時(shí)32課程名稱機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)（單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用）（第2版）授課教師實(shí)踐/實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)32授課年級(jí)授課班級(jí)總學(xué)時(shí)64使用教材《機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)（單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用）（第2版）》參考書(shū)目《機(jī)器人制作與開(kāi)發(fā)（單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用）（第2版）》校歷周次授課內(nèi)容分章節(jié)題目第1周第一章單片機(jī)最小系統(tǒng)及其搭建（4學(xué)時(shí)）1.1AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)的搭建（4學(xué)時(shí)）第2周第一章單片機(jī)最小系統(tǒng)及其搭建（4學(xué)時(shí)）1.2用搭建的最小系統(tǒng)控制兩輪機(jī)器人運(yùn)動(dòng)（4學(xué)時(shí)）第3周第二章單片機(jī)并行I/O端口應(yīng)用——機(jī)器人信息顯示（4學(xué)時(shí)）2.1控制8個(gè)LED閃爍（2學(xué)時(shí)）2.2流水燈控制（2學(xué)時(shí)）第4周第二章單片機(jī)并行1/0端口應(yīng)用——機(jī)器人信息顯示（4學(xué)時(shí)）2.3數(shù)碼管顯示（2學(xué)時(shí)）2.4字符型液晶顯示（LED）模塊和廣告機(jī)器人的制作（2學(xué)時(shí)）第5周第三章定時(shí)器和中斷系統(tǒng)機(jī)器人速度測(cè)量與控制（4學(xué)時(shí)）3.1簡(jiǎn)易數(shù)字編碼器的安裝和電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量（2學(xué)時(shí)）3.2用PID控制算法控制小車速度（2學(xué)時(shí)）第6周第三章定時(shí)器和中斷系統(tǒng)機(jī)器人速度測(cè)量與控制（4學(xué)時(shí)）3.3簡(jiǎn)易里程計(jì)的設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）第7周第四章單片機(jī)計(jì)時(shí)與鍵盤接口技術(shù)——機(jī)器人計(jì)時(shí)（4學(xué)時(shí)）4.1用8位八段數(shù)碼管制作簡(jiǎn)易秒表（2學(xué)時(shí)）4.2裁判機(jī)器人的制作——測(cè)量選手的反應(yīng)時(shí)間（2學(xué)時(shí)）第8周第四章單片機(jī)計(jì)時(shí)與鍵盤接口技術(shù)——機(jī)器人計(jì)時(shí)（4學(xué)時(shí)）4.3具有簡(jiǎn)單設(shè)置功能的計(jì)時(shí)機(jī)器人制作（2學(xué)時(shí)）4.4具有簡(jiǎn)單設(shè)置功能的時(shí)鐘機(jī)器人制作（2學(xué)時(shí)）第9周第五章A/D、D/A轉(zhuǎn)換、接口與漫游機(jī)器人制作（4學(xué)時(shí)）5.1基于紅外測(cè)距導(dǎo)航的漫游機(jī)器人的制作和編程（2學(xué)時(shí)）5.2紅外測(cè)距云臺(tái)導(dǎo)航機(jī)器人的制作（2學(xué)時(shí)）第10周第五章A/D、D/A轉(zhuǎn)換、接口與漫游機(jī)器人制作（4學(xué)時(shí)）5.3D/A轉(zhuǎn)換和機(jī)器人LED的亮度控制（4學(xué)時(shí)）第11周第六章SPI與混濕度檢測(cè)機(jī)器人的制作（4學(xué)時(shí)）6.1溫濕度傳感器與溫濕度測(cè)量（4學(xué)時(shí)）第12周第六章SPI與混濕度檢測(cè)機(jī)器人的制作（4學(xué)時(shí)）6.2溫濕度檢測(cè)機(jī)器人的制作（4學(xué)時(shí)）第13周第七章綜合比賽項(xiàng)目——“機(jī)器人高鐵游中國(guó)”比賽（4學(xué)時(shí)）7.1采用RFID讀卡器讀取RFID卡號(hào)（2學(xué)時(shí)）7.2利用語(yǔ)音芯片播報(bào)景點(diǎn)（2學(xué)時(shí)）第14周第七章綜合比賽項(xiàng)目——“機(jī)器人高鐵游中國(guó)”比賽