《微型机器人设计》教学教案—嵌入式微型机器人硬件结构与软件环境.docVIP

学习情境四 嵌入式微型机器人的设计 任务4.2 嵌入式微型机器人硬件结构与软件环境 任务描述： 通过举例、展示、讲解等方法让学生达到： 1．了解嵌入式微型机器人硬件结构及各部分组成、功能 2．学会使用嵌入式微型机器人软件开发平台。 任务分析及相关知识点： 嵌入式微型机器人的硬件介绍： MicroMouse615－1型嵌入式微型机器人是由天津启诚伟业科技有限公司设计生产的一款电脑鼠，它的微控制器是由Luminary公司生产的Cortex-M3内核的ARM处理器——LM3S615，它具有以下特点：体积小，五组可测距的红外线传感器，灵敏度高，现场调节方便；选用步进电机，控制容易；电池为2200mAh，7.4V的可充电锂电池；支持电池的电压监测，避免电量不足带来的麻烦；为用户预留了6个GPIO口，一个串口，一个PI接口，电脑鼠如下图所示。 传感器返回指示 传感器返回指示 限流可调电阻 电池电量 红外传感器 配套的开发工具如下图所示。 USB USB端口 键盘显示模块（扩展） MicroMouse615－1型机器人原件布局图如下图所示 电源开关 电源开关 复位 下载端口 开始键 MicroMouse615－1型微型机器人核心板是整个控制的核心，采用一片QFP-48N封装的LM3S615和极少的外围器件构成，如图4.2.4所示。LM3S615基于ARM Cortex-M3的微控制器，具有32位的RISC性能，芯片内部集成硬件乘法器、向量中断控制器（包含29个中断，8个优先级）、单周期Flash、SRAM、定时器、ADC、PWM、UART等，能够完全胜任各种智能检测、自动控制的应用。 在此设计中核心板和底板分离，在核心板上只留下MCU、晶振及少量滤波器件，并采用两个20pin的2mm间距的插针将复位、JTAG、ADC、PWM和GPIO相关管脚引至底板。由于独特的电路设计和软件封装思想，在使用不同核心时，程序改动量极小，只需更改相关底层驱动的实现。 IAR EWARM集成开发环境介绍： IAR Embedded Workbench for ARM(下面简称IAR EWARM)是一个针对ARM处理器的集成开发环境，它包含项目管理器、编辑器、C/C++编译器和ARM汇编器、连接器XLINK和支持RTOS的调试工具C-SPY。在EWARM环境下可以使用C/C++和汇编语言方便地开发嵌入式应用程序。比较其它的ARM开发环境，IAR EWARM具有入门容易、使用方便和代码紧凑等特点。 演示操作步骤： （1）建立一个项目文件目录。 （2）新建工作区。选择主菜单的FileNewWorkspace命令，然后开启一个空白工作区窗口。 （3）生成新项目。选择主菜单ProjectCreate New Project，弹出生成新项目窗口。 （4）添加新建文件。1）右击“demo-Debug”然后选择ADDADD Group…, 新建三个文件组：startup文件组、src文件组和lib文件组。2）添加对应文件。 我们写好程序后，要将程序进行编译，我们需要按下面的步骤进行编译链接操作。 （1）选择主菜单ProjeceMake,或选中工作区中的项目名demo-Debug,按鼠标右键在弹出菜单中选择Make。如果你想重新编译所有的文件，选择主菜单ProjectRebuild All，或选中工作区中的项目名demo-Debug,按鼠标右键在弹出菜单中选择Rebuild All。 （2）选择主菜单ProjeceDebug或工具条上的Debugger按钮或者按键CTL+D,C-SPY将开始装载demo.d79。屏幕上将显示PC机通过LMLINK加载的过程。 注意：如果在下载程序时，有提示信息出现，直接选择“否”就可以了。到此，程序已经下载到Flash，也可以进行程序的运行了。 任务实施： 通过上述内容提纲，展开进行讲解。并结合实训环境给予演示，以提高学生的感性认识。 拓展：模仿、讨论（互动） 依据教师的讲解，讨论所讲授知识内容。 任务评价： 互评：由学生自述对于内容的理解，并评价其他同学的回答是否和自己的想法一致，若不同，自己有何见解。 老师总评：总结，并对学生的回答给以评论。 作业： 1、结合所讲内容和进行的演示，通过思考将知识进行整合 2、根据课上讲授的内容，课下利用课余时间到实训室进行实物练习。