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課程名稱 |
嵌入式微型電腦互動設計初階
Embedded Microcomputer Interactive Design |
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開課學期 |
105-2 |
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授課對象 |
共同教育組 |
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授課教師 |
張傑帆 |
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課號 |
CSX3001 |
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課程識別碼 |
H03 03010 |
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班次 |
03 |
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學分 |
1.0 |
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全/半年 |
半年 |
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必/選修 |
選修 |
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上課時間 |
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上課地點 |
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備註 |
初選不開放。線上課程,限非電資學院學生選修,報名考試成功後同加簽本課程成立,基本能力課程,。基本能力課程。
總人數上限：50人 |
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Ceiba 課程網頁 |
http://ceiba.ntu.edu.tw/1052CSX3001_03 |
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課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
本課程尚未建立核心能力關連 |
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課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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課程概述 |
本課程將以Arduino做為嵌入式微電腦來教學，Arduino 是一個開放軟硬體原始碼的單晶片微控制器，它使用了Atmel AVR單晶片，易於建構於輸出/輸入（simple I/O）介面，並且具有使用類似Java、C/C++(C-Like)語言的Processing/Wiring開發環境。Arduino UNO只有手掌大小的電路控制板，在 2005 年1月由當時米蘭互動設計學院的教授 David Cuartielles 和 Massimo Banzi 為不具電子背景的設計系學生所設計。
傳統上要開發微控制器的程式，開發者需要具備機電相關科系的背景，一般人不容易進入門檻高。但 Arduino 進入門檻容易許多，沒有理工的背景，也能很快學會使用 Arduino。希望讓設計師、藝術家和學生們，透過 Arduino 快速的學習電子和感測器的基本知識，快速的設計、製作作品的原型，很容易與FLASH等軟體整合，使得虛擬與現實的互動更加容易。創新的互動內容設計才是設計師的主要訴求，因此非常適合不具電子背景的人使用，設計出各種不同的互動裝置，是當下跨領域整合與軟硬整合最佳選擇。
課程簡介投影片網址：
https://ceiba.ntu.edu.tw/course/9fa5b6/content/01%20課程簡介.pdf
選課報名：
採台大CS+X線上報名系統線上報名
報名網址：https://csx.aca.ntu.edu.tw/course
※在此報名考試成功後等同加簽本課程成立
※享有7日的退選期，退選期限後若未退選，平台廠商才會全部開放影片權限可看
※選課成功者，學期第四週後才會在CEIBA選課列表上看到本課名
課程助教：彩曈 r03b21005(at)ntu.edu.tw |
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課程目標 |
Arduino為當下自造者(Maker)們應用得最為廣泛的開放裝置，Arduino在各領域均應用廣泛，不論應用於學術研究或是往業界發展於自動控制、產品開發均有良好的發展空間，與 Raspberry Pi (樹莓派)齊名的自造者神器，可做為相互學習印證的工具。因此，藉由這門課程希望讓學生初步擁有使用Arduino及感測器的基礎能力，以利學生用Arduino開發跨領域互動裝置。 |
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課程要求 |
【評量方式】
時間：6/23（週五） 18:00-20:00
地點：計中 116 教室
未參與現場評量者成績評定為「F」
【考核規範】
上機實作，時間共90分鐘，考題由考核當天現場公布
Arduino 及其它器材可自行攜帶，若無器材者可使用線上模擬器
【課前準備】
Arduino UNO R3 * 1 10kΩ可變電阻 * 1 12*12mm 按鍵開關 * 10
5mm LED燈 * 5 10kΩ電阻 * 5 LCD液晶顯示模組 (不需 I2C) * 1
400~830孔麵包版 * 1 4.7kΩ電阻 * 1 DS18B20溫度感測器 * 1
6*6mm 按鍵開關 * 3 220Ω電阻 * 10 170Ω~5MΩ光敏電阻 * 1
8.5 * 8.5mm 自鎖有段開關 * 2 100μF/25v電容 * 1 被動式紅外線感測 (HC-SR501) * 1
杜邦線1組（60根） * 1 喇叭或 (無源)蜂鳴器 * 1 超音波距離感測器 (HC-SR04) * 1
電腦一台 * 1
※以上器材皆可改用模擬器操作，但若能實際準備學習效果更佳。
【課後學習】
學生必須自行瀏覽網路課程內容與練習各章節之考題，在選課時即決定此門網路課程的現場上機考評日期與時間。
【各章節內容】
1. Arduino 基本介紹
Arduino 架構、歷史與特色
驅動軟體安裝
沒有Arduino怎麼辦？
基本語法-變數與常數
2. 數位、類比輸出與訊號控制
LED與麵包板
變數與陣列
流程控制與LED1
流程控制與LED2
PWM模擬類比輸出
PWM模擬類比輸出與多顆LED
PWM模擬類比輸出-雨滴燈與霹靂燈
3. 數位輸入-開關
開關簡介
高低電位產生電路
脈波產生電路
中斷的使用
4. 串列通訊
串列通訊與編碼
串列通訊 與 Serial Monitor
從Arduino發訊到PC
從PC發訊控制Arduino
5. 聲音訊號
發出聲音訊號
發出音階
搭配按鍵模擬電子琴
小練習1
音樂盒範例
6. 類比輸入與感測器
類比輸入
小練習1
小練習2
光線感測-使用光敏電阻
人體感測-使用紅外線模組
小練習3
距離感測-使用超音波測距模組
小練習4
7. LCD液晶顯示模組
LCD液晶顯示模組與焊接
使用LCD液晶顯示模組
LCD液晶顯示模組 控制函式
小練習
LCD液晶顯示模組與串列通訊
LCD液晶顯示模組 - 顯示特殊字元
LCD液晶顯示模組 - 自訂字元
自訂字元顯示動畫
組合自訂字元
8. LCD液晶顯示模組與感測器整合實作-魚缸溫度控制器
數位溫度感測器DS18B20
剝線示範與程式範例
專案範例
溫度控制器_進階版
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預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
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指定閱讀 |
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參考書目 |
Arduino線上模擬器
https://circuits.io/ |
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評量方式
(僅供參考) |
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No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
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1. |
上機考核 |
100% |
【考題類型】
基礎知識題：根據題目的要求，回答問題
線路連接題：根據題目的簡易線路圖，使用Arduino及麵包板，完成和電子元件間的線路連接
程式設計題：根據題目要求，按照範例程式，完成題目所要求的程式
需要參與考核評量，如無考核分數直接「F」
【考核的技能標準】
1.能使用Arduino輸出數位訊號
2.能使用Arduino輸出模擬類比訊號
3.能有初步Arduino程式設計能力
4.能使用Arduino感測器及LCD液晶顯示器 |
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