《智能机器人与传感器》教案课程单元设计03 - 树莓派平台介绍.doc

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《传感器技术与应用》

一、教案头

本次课标题：课程实验环境介绍–树莓派平台介绍

授课班级

16电子信息3-1

上课时间

课时：2

上课地点

知行楼5-413

教

学

目

标

能力（技能）目标

知识目标

1、能使用树莓派的GPIO口串口复用功能

2、能快速搭建硬件环境，将实验室及任务带到宿舍

3、能初步使用wiringPi，通过命令行控制GPIO口

4、学会使用putty软件进行连接

1、熟练掌握树莓派硬件资源

2、熟练掌握三种主流使用树莓派进行开发的方法：主机方式、远程登录方式或者通过串口登录

3、熟练掌握GPIO口的功能描述及端口复用

4、熟练掌握使用wiringPi软件控制GPIO口

5、掌握putty界面的功能

能

力

训

练

任

务

及

案

例

任务1：将树莓派配置成为主机方式：连接电源（RPi）、显示器、键盘、鼠标以及网络；

任务2：将树莓派配置成为远程登录方式：只需连接网络即可通过PC机登录访问；

任务3：使用USB串口线连接GPIO复用串口（Pin8和Pin10），登录树莓派；

任务4：使用USB串口线，通过PC发送消息至树莓派，树莓派接收并显示消息。

任务5：使用串口，通过PC发送”On/Off”至树莓派，树莓派点亮/关闭LED等

参

考

资

料

【1】DonalNorris,《RaspberryPiElectronicsProjectsfortheEvilGenius》,ISBN:9781259640599,McGraw-Hill,Sept.2013

【2】WarrenGray,《ExperimentingwithRaspberryPi》,ISBN:9781484207703,Apress,Berkeley,CA,2014

【3】RyanHeitz，《Hello，RaspberryPi》,ISBN:9781617292453,Manning,2016

【4】树莓派官网：/

【5】树莓派实验室：/

二、教学设计

步骤

教学内容

教学方法

教学手段

学生活动

时间分配

告知

（教学内容、目的）

1、介绍树莓派硬件资源

2、介绍三种主流使用树莓派进行开发的方法：主机方式、远程登录方式或者通过串口登录

3、介绍GPIO口的功能描述及端口复用

4、介绍wiringPi软件控制GPIO口

5、介绍PC机putty远程登录界面的功能

教师主讲及实物演示

多媒体

听讲解

7分钟

引入

（任务项目）

传感器的输出信号需要用到一个处理器接收，并处理、显示、、传输这些信号和融合多路信号。信用卡片大小的树莓派是近几年国内外非常流行的嵌入式系统设计使用的主控系统。其GPIO口充当着可编程设置的输入输出口。可以安装多种Linux：Debian、RedHat、RISCOS、甚至还可以安装专用的ROS（RobotOperatingSystem）。有着丰富的软、硬件的支持，还有大量专著、杂志以及网络资源可以参考。本课程使用此硬件来充当智能机器人的“脑”，并通过便利的I/O接口连接各种机器人用到的传感器。

教师主讲

实际操作演示

听讲解

20分钟

操练

（掌握初步或基本能力）

演示使用putty软件进行三种连接开发方式

1.主机方式

2.远程登录方式

3.通过串口登录

上机指导

上机

实操

20分钟

深化

（加深对基本能力的体会）

在学习了远程登录软件putty后，还可以学习一下Windows与Linux文件共享传输管理软件，例如FileZilla。

教师主讲

实际操作演示

听讲解

5分钟

归纳

(知识和能力)

通过学习上面三种连接方式，让学生总结出在不同的场合（例如宿舍、家庭或者图书馆），如何能够方便地使用树莓派进行开发

师生互动

小组讨论

讨论

小组讨论

10分钟

训练

巩固

拓展

检验

在学会基本串口在树莓派以及PC机通信的基础上，演示如何使用PC控制树莓派上的LED灯的亮灭。通过使用让学生初步了解使用树莓派进行使用的基本硬件搭建。

教师主讲

实际操作演示

听讲解

10分钟

总结

掌握树莓派的硬件资源以及如何使用这些资源。掌握PC机里的一些常用软件的基本使用，例如putty的远程登录以及串口通信。

教师主讲

课件演示

听课

5分钟

作业

课后调研：上网查找必威体育精装版树莓派硬件的功能扩展

说明作业要求

课件演示

学生记录

3分钟

后记

下载wiringPi

（1）gitclonegit:///wiringPi

（2）cdwiringPi

（3）gitpullorigin

安装

./build

测试安装是否成功

gpio-v

使用