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研究生:劉文楷
研究生(外文):Wen-Kai Liu
論文名稱:應用於大學工程教育與快速雛形製作的多功能泛用型微控制器研究開發
論文名稱(外文):A Design of multi-function micro-controller system applying Enginerring Education for university and quickly prototype
指導教授:吳昌暉吳昌暉引用關係
指導教授(外文):Chang-Huie Wu
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:微控制器教材教具快速雛形開發
外文關鍵詞:micro-controllerteaching materialsteaching aidsquickly prototype
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本研究主要的目的在設計一套多功能泛用型的微控制器學習教材與開發環境,讓未修習過微控制器課程的學生或其他領域專業人士,可以不必親自設計複雜的硬體電路,與學習門檻頗高的組合語言,即可使用微控制器所有功能,實現無需連接個人電腦即可獨立作業的可程式化控制功能,配合使用者本身專業領域,達成快速雛形開發的目標。
本系統硬體部分為Microchip公司的PIC16F877單晶片微控制器為核心的單板控制器(10 x 5 x 1.5 cm3),除了具有大容量快閃記憶體便於程式更新之外,並提供多種網路通訊功能,可加裝16x2的LCD顯示器與3x4鍵盤等,此外,板上還有擴充電路開發區以及切換式功率放大器可用來驅動總功率在40W以下的負載。軟體部分採用C語言為開發工具,我們也建立了許多常用的函式與範例程式,並自行開發易於使用系統韌體ICP( In Chip Programmer )做為程式下載燒錄及系統功能測試的工具,不僅可省去一般程式燒錄器的費用更大幅簡化開發系統的複雜性。教學部分提出建議的教學大綱與教學流程,以供相關課程教學使用,並建立教學網站提供相關問題討論與檔案下載。
本系統不僅在實際的教學過程與課後問卷獲得正面的評價與回饋,並在一年的時間內成功的應用於許多專題研究之用,足見本系統在教學上與快速雛形開發上已達成明顯的成效。
The main purpose of this research is to design a multi-function micro-controller system so that students and users without background in micro-controller field can fully use the functions of micro-controller and do not need to design complex hardware by themselves. This system is programmable and independent of control equipment without connecting to personal computers. Each user who has professional knowledge can make quick prototype by using this system.
The micro-controller system uses Microchip PIC16F877 micro-controller. This system not only contains a high-capacity Flash memory for the convenience of program renewal, but also provides various functions for internet communications. A 16x2 LCD module and a 3x4 keyboard can be added to this micro-controller. The board has a circuit expanded area and an 8-channel half-bridge driver, which can drive power below 40W. In software, the system uses C language as a software developmental tool, and it includes many functions and examples in common use. In addition, we developed In Chip Programmer (ICP) firmware, which is a tool for downloading programs and testing system functions. It not only saves expenses from buying chip programmers, but also reduces the complexity of the developed system. In teaching, I proposed an educational program and process for related courses. Moreover, a teaching website is established to provide users a place for discussions and related file downloads.
The micro-controller system has received positive feedback from practical teachings and after-class evaluation survey, and it also successfully applied to many researches within one-year time frame. Those evidences show that the micro-controller system has reached a remarkable success in teaching and in developing quick prototype.
目 錄
封面 I
書名頁 II
授權書 III
國科會授權書 IV
簽署人須知 V
電子全文授權書 VI
口試審定書 VIII
中文摘要 IX
英文摘要 X
誌 謝 XI
目 錄 XIII
表 目 錄 XVII
圖 目 錄 XVIII
1.緒論 1
1.1. 研究動機 1
1.2. 研究目的 2
1.3. 研究範圍 3
1.4. 研究步驟與方法 3
1.5. 名詞解釋 6
2.文獻探討及相關教材分析討論 8
2.1. 本研究教材的組成 8
2.2. 教材的發展 8
2.2.1. 教材的重要性 8
2.2.2. 教材發展模式 9
2.3. 國內外大學相關課程分析 14
2.3.1. 常用的控制器 15
2.3.2. 國外大學微控制器相關課程分析 18
2.3.3. 國內大學微控制器相關課程分析 22
2.4. 國內外微控制器教材分析 24
2.5. 本校機械系相關課程現況 28
2.6. 課程教材設計需求的歸納 32
3.系統軟硬體設計與製作 35
3.1. 系統軟硬體製作流程 35
3.2. 系統硬體設計與製作 37
3.2.1. 微控制器系統I/O規劃 37
3.2.2. 電源與振盪電路 37
3.2.3. RS232通訊電路 38
3.2.4. 數位I/O電路 39
3.2.5. 類比輸入電路 40
3.2.6. 馬達驅動與蜂鳴器電路 42
3.2.7. LCD與鍵盤電路 43
3.3. 系統韌體規劃與介紹 45
3.4. 系統軟硬體驗証與使用 46
4.教材範例 51
4.1. C語言與組合組言 51
4.2. 建議教學大綱與教學流程 54
4.3. 高階程式設計環境 56
4.4. 教學網站的建立 57
5.研究成果與資料分析 58
5.1. 系統設計成果 58
5.1.1. 硬體設計成果 58
5.1.2. 軟體設計成果 58
5.1.3. 書面教材與相關資源成果 59
5.1.4. 相關研究(PIC_SEVER)規劃與成果 59
5.2. 系統應用實例:心電訊號量測與記錄 60
5.3. 受試者學後測驗分析 63
5.4. 以本系統完成之專題與研究成果 65
6.結論與建議 69
6.1. 結論 69
6.2. 系統後繼研究之建議 72
參 考 文 獻 73
附錄一 MICROCHIP PIC16F877的優勢與功能簡介 75
附錄二 YZ_PIC_PROTO元件配置圖 77
附錄三 YZ_PIC_PROTO電路板完成品 78
附錄四 YZ_PIC_PROTO完成品 79
附錄五 學測問卷 80
個人簡歷 81
[1] 劉鑫,微控制的發展。第三波資訊,民88。
[2] 林福璋,「以CPLD為主之高工職校數位邏輯實習教材發展與設備設計之研究」。國立臺灣師範大學工業教育研究所碩士論文,民90。
[3] 康自立,「職業訓練教材發展策略」。就業與訓練,12卷2期,頁19-25,民83。
[4] Taylor, P. H. , “How Teacher Plan Their Course”, National Foundation for Educational Research, London, 1970.
[5] Bartel, C. R., “Instructional Analysis And Materials Development”,
Chicago : American Technical Society, 1976.
[6] Niskanen, V.A.”Some Principal Results of Then studies Carried Out in The Research Project on Instructional Material”,(ERIC NO. ED288825).
Finland: Helsinki Univ. Dept. of Education, 1987.
[7] 李平惠,「機電整合課程之規劃研究」,元智大學機械研究所碩士論文,民85。
[8] 盧春林,PIC16F877微處理器技術精解,國科出版社,民90。
[9] Martin, F.G. ,”Learning Engineering by Designing LEGO Robots” ,Technology, M.I.T. Media Laboratory, 20 Ames Street Room E15—315, Cambridge, MA 02139,1994.
[10] Shoureshi, R. ; Durfee, W. K. ; Meckl, P. H.,” Teaching MEs to Use Microprocessors”, Mechanical Engineering, 116(4), pp.71-76, Apr. 1994.
[11] Michael Barr著,嵌入式系統-使用C/C++,江俊彥、林長毅 譯,美商歐萊禮股份有限公司台灣分公司,民89。
[12] Carryer, J.E. , “The Design of Laboratory Experiments and Projects for Mechatronics Courses”, Mechatronics, Mechanics Electronics Information & Management, 5(7), pp.787-797, Oct. 1995.
[13] 梁賢達,「高工控制科機電整合控制實習教材發展與設備製作之研究」。國立台灣師範大學工業教育研究所碩士論文,民87。
[14] 余耀銘,「研擬我國單晶片技能檢定分級與規範之研究」。國立臺灣師範大學工業教育研究所碩士論文,民88。
[15] 謝文珖,「改進數位系統實驗教具與教材之研究」。中華大學電機工程學系碩士班論文,民90。
[16] 陳天青、廖信德、戴任詔,機電整合,高立圖書,民87。
[17] 杜勇進,「8052微電腦學習與實習機之研製」。台北:行政院國科會,民83。
[18] 陳雙源、古碧源、黃榮堂、龍仁光,機電整合導論(上、下),東華書局,民89。
[19] 吳孟軍、黃裕煒,「機電整合教學之研究」,彰化師範大學學報第三期,民86。
[20] 何信龍、李雪銀,PIC16F87x快速上手,全華科技圖書,民89。
[21] Martin, F.G.,” Kids Learning Engineering Science Using LEGO and the Programmable Brick”, Technology, M.I.T. Media Laboratory, 20 Ames Street Room E15—315, Cambridge, MA 02139,1996.
[22] Martin, F.G., “IDEAL AND REAL SYSTEMS: Study of Notions of Control in Undergraduates Who Design Robots”, Technology, M.I.T. Media Laboratory, 20 Ames Street Room E15—315, Cambridge, MA 02139,1994.
[23] Ume, C. & Timmerman, M., “Integrated Hardware and Software Designs in Mechatronics Laboratory Courses”, Mechatronics , Mechanics Electronics Information & Management, 4(5), pp.539-549, Aug. 1994.
[24] Shoureshi, R. , “A Course on Microprocessor-based Control Systems”, IEEE Control Systems, 12(3), pp.39-42,Jun.1992.
[25] Mcneill, S. R. & Helm, J. D., “A Required Mechanical Engineering Course in Microprocessors”, Mechatronics. Mechanics Electronics Information & Management. 5(7), pp.763-774, 1995.
[26] Acar, M.,” Engineering Education for Mechatronics”, IEEE Transactions on Industrial Electronics. 43(1), pp.106-112, Feb. 1996.
[27] Wikander, J. ; Torngren, M. ; Hanson, M.,” The Science and Education of Mechatronics Engineering”, IEEE Robotics & Automation Magazine, 8(2), pp.20-26, Jun. 2001.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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