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智能硬件应用编程基础实验
计算机信息及网络安全//
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视频
14.0
课时
35.00
介绍
目录

课程概述

同学们,信息社会的发展现在已经进入了“智能时代”,你们准备好了吗?作为一名大学生,你对智能时代的计算机硬件又了解多少呢?能上手吗?《智能硬件应用编程基础实验》是一门面向理工科学生开设的计算机硬件类基础课程。课程选用国际上流行的Arduino开源生态作为蓝本,结合教师多年的教学经验和工程项目经验,重组了硬件类基础课程的实验体系和学习方法。通过该课程的学习,你将会感受到原来计算机硬件是那么生动有趣而不是晦涩难懂,也能达到尝试组装设计一些身边中简单的作品,通过软件重编程,赋予其“智能”的特征。

课程目标

考核评价

讲师介绍

王毅航

毛强

薛菲菲

详细介绍

     课程CPU选用典型的AVR 8位微控制器,采用UNO R3主板或Mega2560主板,开发语言使用C/C++,使用Arduino IDE环境进行编程。

    知识内容方面,覆盖了CPU的基本构成、数字量输入、数字量输出、模拟量转换、脉冲宽度调制、数模转换、异步串行通讯、I2C总线、SPI总线、常见传感器原理和显示设备。

    实验内容,设置有流水灯实验、蜂鸣器实验、按键消抖动实验、热释电传感器实验、PWM调光实验、音乐发声实验、超声波测距、字符型液晶实验、基于GUI库的OLED显示界面设计实验、舵机实验、GPS报文分析实验、电子钟实验、SD卡操作实验等。

    每个实验按项目进行设计,给出项目的设计方案、难点分析、示例代码、调试事项、测试效果等。项目的复杂度按课程的进度递进,课程过程中,将剖析硬件原理、底层驱动以及应用层软件设计思路和三者间的关系。

    该课程从2020年春季开始线下开设,截止目前已开设四期。对比传统的微机原理和单片机课程,明显的优势在于“做中学、学中做”,学习场地不局限于专业实验室,学生每人一套件,可以在教室、宿舍、图书馆场地开展课程实验。

    线下课程采用小班授课,一个班在20人左右。追踪调查显示,参加该课程学习的学生基本上都有着强烈的学习愿望,爱好广泛,参加机器人竞赛、创新创业、智能车等竞赛等课外活动的比率高于平均水平。2021年11月该课程被评定为为校级一流课程。


第1章 开篇
01~05小节 01 参考书 ·02 开源硬件·03 实验手段介绍·04 进度安排·05 成功的案例视频

(1683s)

06~08小节 06 认识开发板和第一个程序·07 设计工具·08 实验1·开发环境的搭建

(608s)

✳实验仪视频_根据教学参考观看
00-实验仪概述

(172s)

01-主控板

(315s)

05-蜂鸣器控制

(156s)

03-发光管灯组

(276s)

04-继电器控制

(272s)

07-热释电

(214s)

08-三色灯

(184s)

06-按键检测

(204s)

10-摇杆

(302s)

09-电位器

(251s)

11-光敏电阻

(144s)

12-LM35

(190s)

13-音乐播放

(126s)

14-超声波测距

(191s)

15-RTC

(216s)

16-595数码管

(154s)

17-TF模块

(191s)

18-DHT11模块

(166s)

19-红外遥控

(159s)

20-LCD1602液晶

(147s)

第2章 基础篇
01小节 程序结构

(356s)

02小节 数据类型

(501s)

03小节 单分支和双分支 流程图

(1032s)

04小节 常见元器件

(949s)

05小节 数字量IO·三个函数

(626s)

06小节 点灯实验

(1153s)

07小节 流水灯实验

(852s)

08_1小节 按键输入·外接下拉电阻

(744s)

08_2小节 按键输入·外接内部上拉电阻

(552s)

09小节 按键实验·消抖动

(442s)

10_1小节 人体感应灯实验

(1039s)

10_2小节 人体感应灯实验

(598s)

11小节 模拟量IO·两个函数

(747s)

12~14 小节 12呼吸灯实验1·14 呼吸灯实验2

(1062s)

15小节 光敏传感器实验

(794s)

16小节 电子温度计实验

(710s)

17小节 串口监视器·串口绘图器

(382s)

18小节 串口控制开关灯

(499s)

19小节 时间函数

(705s)

20小节 测量热释电模块输出脉宽

(234s)

第3章 字符型液晶
01小节 1602模组硬件

(888s)

02~05小节 02 类成员函数·03 helloWorld示例分析·04 练习·将串口数据显示到1602模组·05 练习·显示自定义字符

(1006s)

第4章 超声波和发声应用
01~03小节 01 脉冲宽度测量·02 超声波测距传感器·03 超声波测距实验

(961s)

04小节 外部中断

(603s)

05~06小节 05 发声函数和发声器材·06 melody示例分析

(642s)

07~08小节 简易电子琴实验·08 自制频率计

(458s)

第5章 总线
05~07小节 05 实验·读取VGA显示器内信息标签·06 实验·DS1307 RTC ·07 实验·DS07+LCD602电子钟实验

(769s)

08~09小节 08 SPI总线·09 SPI总线软件模拟时序·10 实验·595数码管静态显示

(933s)

01~04小节 01 IIC总线·02 IIC总线常用函数·03 示例分析·主机向特定从机传送数据·04 示例分析·主机从特定从机取数据

(1394s)

第6章 串口
09~11小节 09 软串口·10 成员函数·11 实验·ARduino板间软串口通信

(964s)

06~08小节 06 成员函数·07 示例分析·串口事件·08 实验·RGB调光

(1016s)

01~05小节 01 硬件串口通信·02 练习·两台PC通过串口互通·03 串口知识点·04 认识串口线·05 练习·制作串口交叉线

(946s)

12~13小节 12 练习·示波器抓取波形解读·TTL电平·12 练习·示波器抓取波形解读·485电平·13 练习·逻辑分析仪抓取时序解读

(689s)

*第7章 舵机
7

(890s)

*第8章 OLED图形显示器
01~04小节 01 OLED外观·02 128*64 OLED 三种接口·03 显示函数·04 示例分析·helloworld

(926s)

05~06小节 05 示例分析·U8gLogo ·06 示例分析·Graphics

(507s)