课题1自己动手制作机器人.pptx

3-0 自己动手制作机器人课题一：自己动手制作机器人课题一：自己动手制作机器人Mak-er EDU Project1：DIY Robot3-1 步骤（Steps）班内分组，组内分工制定设计方案 完成计划手册设计模型3D打印成型计划准备单片机编程模拟运行模型准备设计电路实际布线程序准备整体组装反复调试电路准备收集数据，总结经验，书写报告，班内讨论展示评比，给予优秀者奖励整体组装评价总结3-1-1 步骤1（Step1）班内分组组内分工指定设计方案 完成计划手册计划指定完成3-1-1 步骤1（Step1）班内分组，组内分工要求：保证每组内有擅长不同领域的成员，做到术业有专攻能力：团队协作意识培养制定设计方案，完成计划手册要求：根据需求制定设计方案，完成计划手册的书写培训：数学建模；书面表达能力：能够根据实际问题来建立数学模型，对数学模型来进行求解，然后根据结果去解决实际问题；能够规范严谨地根据客户需求完成企划书的书写，掌握一定的书面表达能力3-1-2 步骤2（Step2）设计模型3D打印成型物理架构完成3-1-2 步骤2（Step2）设计模型要求：使用AutoCAD软件，根据计划手册设计出模型培训：AutoCAD软件操作能力：能够使用AutoCAD进行简单地设计AutoCAD（Autodesk Computer Aided Design）AutoCAD用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。3-1-2 步骤2（Step2）3D打印成型要求：使用3D打印机，根据数字模型文件构造出模型培训：3D打印机操作指南（*）能力：学会3D打印机的基本使用，培养动手能力3D打印（3DP）3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。*3D打印机较为昂贵，如果条件不足可以利用现有材料自行制作3-1-3 步骤3（Step3）单片机编程模拟运行模拟功能实现3-1-3 步骤3（Step3）单片机(SoC)编程 SoC=System on Chip（系统级芯片/片上系统）要求：使用C/汇编语言*，根据计划手册实现指定功能培训：C/汇编语言基础能力：学会C/汇编语言基本语法，能够使用C/汇编语言来编写简单程序C语言（The C Programming Language）C语言是一门通用计算机编程语言，广泛应用于底层开发。C语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。C语言是面向过程的，可以应用在多个领域。汇编语言（Assembly Language）汇编语言是一种用于电子计算机、微处理器、微控制器或其他可编程器件的低级语言，亦称为符号语言。在汇编语言中，用助记符（Mnemonics）代替机器指令的操作码，用地址符号（Symbol）或标号（Label）代替指令或操作数的地址。汇编语言是面向机器的，其语句是机器指令便于记忆的书写格式*汇编语言难度较大，可以作为备选编程语言3-1-3 步骤3（Step3）模拟运行要求：使用编译器编译后使用Multisim*/MATLAB仿真软件模拟效果培训：Multisim/MATLAB软件操作能力：能够使用Multisim/MATLAB进行简单地仿真运算MultisimMultisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。*Multisim软件较为昂贵，可以考虑用MATLAB+Simulink工具来取代MATLABMATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。3-1-4 步骤4（Step4）设计电路实际布线电路功能实现3-1-4 步骤4（Step4）设计电路要求：使用利用PROTEL设计出电路并模拟运行培训：电子电路基础；PROTEL操作基础能力：了解基本电子电路及常见元器件的名称和作用；能利用PROTEL进行简单的电路设计并模拟运行PROTELPROTEL是Altium公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面。包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式。PROTEL被誉为电子行业的“AutoCAD”！3-1-4 步骤4（Step4）实际布线要求：能够按照PROTEL中的电路图将实物正确地连接培训：电路图与实物图的转化能力：实际布线能力和动手能力3-1-5 步骤5（Step5）整体组装反复调试机器人完成3-1-5 步骤5（Step5）整体组装要求：将编写校验完成的程序利用KEIL C51烧录到单片机内，并将线路布置完成够与之前构造的模型进行整体组装培训：KEIL C51使用能力：能够使用Multisim/MATLAB进行简单地仿真运算KEIL C51Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（Vision）将这些部分组合在一起。3-1-5 步骤5（Step5）反复调试要求：通过测试查看成品是否能够满足计划手册的需求内容，如果不能重复24步骤，反复调试，直至成功能力：团队协作能力；发现问题、分析问题、解决问题的能力3-1-6 步骤6（Step6）收集数据，总结经验，书写报告，并以小组为单位在班内讨论展示评比，给予优秀者奖励计划完成！3-1-6 步骤6（Step6）收集数据，总结经验，书写报告，并以小组为单位在班内讨论要求：根据实验结果收集相关数据，并在组内总结经验，然后以小组为单位书写实验报告，最后在班内进行讨论能力：信息整理能力、语言表达能力3-1-6 步骤6（Step6）展示评比，给予优秀者奖励要求：采用激励式教育方式对优秀者予以奖励，并给予合理的意见建议，使学生在今后实践活动中取得更大进步能力：形成集体荣誉感；综合素质得以提升3-2 难点（Problems）软件使用程序编写电路设计实际操作报告整理3-3 关键点（Points）除理论基础&软件操作以外，教师尽量减少教授环节，以引导指点为主，鼓励学生独立思考、自主创新；理论基础&软件操作教授环节以解决实际问题为出发点，不做过分展开，并激发学生自我学习能力，自行钻研更深层次内容，教师予以合理的引导，提倡发散思维与创新思维；对于学生提出的问题教师不会直接给出答案，而是引导学生去发现问题产生的原因，鼓励学生自主进行改进，除非万不得已不告诉学生解决方案，全面提高学生独立分析问题解决问题的能力。3-4 收获（Gains）至少掌握一门编程语言；能够利用软件进行制图绘图；可以使用软件进行电路设计及功能仿真；学会电子电路、计算机相关知识；能够根据图纸按要求实现实际组装操作；提高团队协助能力，培养集体荣誉感；养成发现问题、分析问题、解决问题的良好习惯，形成独立思考、自主创新意识，掌握将所学知识应用于实践中的能力。