机器人实验大纲

《简易机器人》实验教学大纲实验学时：32实验个数：5实验学分：1课程性质：专业选修课适用专业：教育技术教材及参考书：1.刘极峰，丁继斌主编．《机器人技术基础》（第二版）．高等教育出版社．2010年8月；2.杨维，修学强编．机器人制作与编程．科学出版社．2013（06）第一版；3.林以敏主编．机器人制作．机械工业出版社．2008（05）第一版；4.秦志强等编．基础机器人制作与编程（第2版）．2011（03）第一版；5.王立权等著．机器人创新设计与制作．清华大学出版社．2007（06）．第一版；大纲执笔人：黄家荣大纲审定人：郭涛一、实验课的性质与任务本课程实验大纲是面向教育技术学专业学生开设的《简易机器人》实验课计划指导大纲，是依据《简易机器人》课程教学计划指导大纲编制。本课程实验是针对教育技术学专业的大三学生开设的，虽然他们经过前期的相关基础知识的学习，具备了一定的能力，但是由于本实验是在实验平台上进行二次开发，涉及到比较宽的知识，如要求学生在熟练掌握C语言编程和汇编语言编程的相关知识和有比较扎实的系统控制知识的基础上，应该具有比较强的二次开发能力。这对他们来说是一个巨大的挑战。通过本实验，希望学生们能够了解机器人的编程思想，了解机器人二次开发的基本方法，使学生学会如何将书上学到的知识用于解决实际问题，培养他们工作需要的动手能力；另一方面，能使书上的知识变“活”，起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。本实验课程主要结合课程的教学大纲的相应内容，设计了6个实验（包括验证型、综合型、设计型实验），力求提高学生的动手能力，做到理论和实践相结合。二、实验课程目的与要求1.实验目的根据《简易机器人》课程的任务与要求，帮助学生拓宽知识面，并达到以下教学要求：（1）掌握机器人屏幕的动态显示实现方法；（2）掌握机器人驱动电机控制程序编写及实现方法；（3）掌握机器人模拟接口开发方法；（4）掌握机器人DO端口开发与使用方法；（5）掌握机器人障碍探测功能程序的开发与实现方法；2.实验要求（1）了解简易机器人结构，掌握机器人中涉及到的传感技术、控制技术等硬件平台搭建方法；（2）了解简易机器人中常用编程语言，熟练使用这些语言进行相应程序开发。三、实验项目及内容提要《简易机器人》实验课程序号实验项目编号实验名称学时必做选做学分数实验类型内容提要基本操作验证综合设计1一屏幕的动态显示实现6√√√通过编程，在机器人平台上实现屏幕的动态和静态显示2二驱动电机控制6√√通过编程，在机器人平台上实现对驱动电机的有效控制3三模拟接口开发6√√√通过编程，对机器人平台上的模拟接口功能进行开发4四DO端口开发与使用6√√通过编程，对机器人平台上的DO端口功能进行开发5五障碍探测功能开发与实现8√√√通过编程，使机器人具有障碍探测功能四、实验内容安排：实验一屏幕的动态显示实现（基本操作、验证型实验6学时）1.目的要求：（1）熟悉机器人屏幕显示的原理；（2）掌握机器人屏幕动态和静态显示实现的程序编写方法；2.实验内容：（1）搭建硬件控制平台。（2）编写一个C程序，实现机器人屏幕的静态显示。（3）编写一个C程序，实现机器人屏幕的动态显示。（4）经过编译调试后，用JATG或者ISP串口下载。3.主要仪器设备及软件（1）PC机（2）TurboC2.0实验二驱动电机控制（验证型实验6学时）1.目的要求：（1）熟悉机器人的驱动电机工作原理以及驱动实现方法；（2）掌握机器人电机驱动控制的程序编写方法和技巧；2.实验内容：（1）搭建硬件控制平台。（2）编写一个C程序，实现机器人电机驱动的动态控制。（3）经过编译调试后，用JATG或者ISP串口下载。3.主要仪器设备及软件（1）PC机（2）TurboC2.0实验三模拟接口开发（验证型、综合型实验6学时）1.目的要求：（1）了解模拟接口的功能。（2）了解传感器的特性。（3）掌握机器人模拟接口功能开发的程序编写方法。2.实验内容：（1）搭建硬件控制平台。（2）编写模拟接口功能开发程序，实现机器人感知功能。（3）经过编译调试后，用JATG或者ISP串口下载。3.主要仪器设备及软件（1）PC机（2）TurboC2.0实验四DO端口开发与使用（验证型实验6学时）1.目的要求：（1）了解DO端口的功能。（2）掌握输出端口元器件连接的原理与方法。（3）掌握机器人DO端口功能开发的程序编写与实现的方法。2.实验内容：（1）搭建硬件控制平台。（2）编写DO端口功能开发的相关程序（发光二极管的驱动显示，扬声器的驱动），实现机器人工作状态的显示输出。（3）经过编译调试后，用JATG或者ISP串口下载。3.主要仪器设备及软件（1）PC机（2）TurboC2.0实验五障碍探测功能开发与实现（验证型、综合型实验8学时）1.目的要求：（1）了解机器人障碍探测原理；（2）了解障碍探测传感器的工作过程。（3）掌握障碍探测传感器与机器人系统的连接方法。（4）掌握机器人障碍探测功能实现程序开发与调试方法。2.实验内容：（1）搭建硬件平台，并与机器人系统连接。（2）编写机器人障碍探测功能实现的应用程序。（3）经过编译调试后，用JATG或者ISP串口下载。3.主要仪器设备及软件（1）PC机（2）TurboC2.0