单片机技术与应用 教案 邓婷 项目3 智能车间搬运系统设计与制作

①单片机最小系统②超声波避障传感器电路1.【发布任务工单】；2.【巡回指导】记录学生表现作为考核依据；记录学生的个性和共性问题，并有针对性的指导；3.【巡回指导】问题1：电路图引脚与实际电路引脚不一致；问题2：超声波传感器引脚混淆；4.【点评设计方案】；1.【小组讨论】讨论智能小车超声波避障元器件选型、硬件设计；(对接1+X证书工作领域2单片机程序开发-2.1代码编写2.2.1能够根据硬件原理图、技术文档，设计硬件资源分配表)2.【分享方案】小组代表分享设计方案；3.【绘制控制电路图】使用Proteus仿真软件绘制单片机与超声波传感器模块的连接；4.【元器件检测】检测超声波传感器是否有故障；(对接1+X证书工作领域3物联网系统运行维护-3.4系统调试3.4.4能够检测和调试常用传感器产品，完成传感器校准、调零操作)重点5.【智能搬运小车导向系统硬件组装】小组分工合作完成单片机与超声波传感器的连接组装；用万用表检测电路是否连通，是否有接触不良现象；重点实践任务单活页式教材Proteus仿真软件单片机硬件电路设计规范数字资料MindFlowAPP软件虚拟仿真-编写程序(9min)控制程序设计思路：1.【分享交流】指定小组汇报程序流程图，引导其他学生点评，强调流程图绘制规范；2.【巡回指导】学生出现的共性问题投屏到教师机统一讲解；个性问题单独指导。针对学生出现的编程问题，鼓励他们查电子资料和活页式教材；3.【强调编程方法】通过示范编写代码方式再次强调编写超声波避障控制逻辑；4.记录、评分。1.【绘制控制程序流程图】小组用MindFlowAPP软件绘制程序流程图。(对接1+X证书工作领域2单片机程序开发-2.2代码编写2.2.2能够根据功能设计要求，设计程序流程图，梳理程序设计思路)2.【分享交流】小组代表汇报流程图；3.【修正优化】根据互评及教师点评结果，小组修改程序流程图。4.【代码编写】根据程序流程图，用Keil软件编写控制程序；★难点★难点(对接1+X证书工作领域2单片机程序开发-2.2代码编写2.2.7能够理解模块化程序设计思路和理念，对程序进行模块化封装)★难点3.【调试代码问题】★难点问题1：代码编写规范；问题2：位定义格式；老师鼓励他们查阅在线错题库，查找问题；问题3：超声波避障程序编写有困难，这个问题老师单独指导；问题4：没有在主函数中调用超声波启动函数；4.【小导师指导、记录】；5.【查纠错】小组内相互查错、纠错、讨论；6.【查阅在线错题库】将错误记录到在线错题库。微课Keil软件活页式教材编程规范技术资料在线错题库虚拟仿真-仿真实现(15min)智能搬运小车超声波避障软硬联调仿真：①用Keil软件检查代码；用Proteus仿真软件模拟超声波避障过程；1.【巡堂指导】巡堂检查调试情况、指导、记录、加积分；2.【引导分析】结合学生调试仿真出现的问题，分析原因，引导学生反复调试；3.【强调要点】再次强调超声波避障的编程注意事项。1.【调试仿真】联合Proteus和Keil仿真软件进行调试；2.【反复检查】控制电路和控制程序；3.【查错纠错】对照C51编程规范，小组成员相互查错、纠错；4.【调试仿真】联合Proteus和Keil仿真软件进行调试仿真；5.【小组互助】认真细致反复调试；6.【记录问题】将调试问题及解决方法记录到活页式教材。Proteus和Keil仿真软件活页式教材实物联调-软硬联调排故(26min)搬运机器人超声波避障软硬联调排故：检查单片机与超声波传感器连线；搬运机器人超声波避障功能测试；1.【下载文件】要求下载.hex程序文件；2.【强调调试测试距离和车速】；★难点★难点3．【分层指导】(1)针对完成基础任务有困难的学生，示范操作调试方法，并针对每次出现的不同错误给与引导；(2)对完成基础任务软硬调试的同学，要求完成进阶任务-超声波避障并显示距离；4.【错误讲解】针对出现错误多的问题，统一讲解；5.【记录考核】运行结果记录。1.【下载程序】将程序文件下载到单片机芯片中观察运行状态；2.【分层任务调试】(1)结合智能小车，进行基础任务反复调试运行；出现以下问题：问题1：智能小车遇到障碍物没有避开；问题2：智能小车避开障碍物没有掉头；问题3：液晶屏没有显示当前的测试距离；(2)结合智能小车，进行进阶任务反复调试运行；3.【组长指导、记录】；4.【录制视频】调试成功，录制搬运机器人避障视频；5.【提交作业】学习通APP在线提交基础任务和进阶任务。智能小车Keil软件活页式教材在线错题库学习通APP总结评价(12min)运行结果检查考核1.【检查效果】检查各组运行效果；2.【评分点评】教师评分，完成基础任务是60-90分，完成进阶任务是90-100分。1.【运行展示】小组展示运行效果；2.【学生分组PK】根据时间和准确性决定胜负；3.【小组互评和自评】。白板一体机学习通任务目标达成度评价及总结1.【总结调试方法】总结超声波避障模块调试方法；2.【总结区别】总结红外避障与超声波避障的区别；3.【总结编程方法】总结超声波避障编程的方法。1.【成果展示】智能小车超声波避障成果展示；2.【评选优秀】“最佳小组“、”今日之星“评选3.【经验分享】经验分享交流。第二课堂-课后拓展提升教学环节学习内容教师活动学生活动学习资源任务拓展思考：根据企业导师的要求，设计科创实战项目。1.布置分层拓展，课堂未完成进阶任务的同学继续完成进阶任务，完成进阶任务的同学进行科创实战项目-(选自学生技能竞赛)-单片机频率计；2.企业导师线上指导；3.超星泛雅教学平台推送分层学习资料；4.线上答疑和回复问题。1.课堂未完成进阶任务的同学，完成进阶任务；2.完成进阶任务的学生进行科创实战项目；3.在线学习，查阅资料，提出问题。省级精品在线开放课程平台微课活页式教材考核评价教学反思1.教学效果超声波测距工作原理较为抽象，通过小组PK、组间互助、动画、搬运机器人实物调试等方式，利用多种信息化手段，帮助学生有效掌握超声波传感器编程与调试操作要点。2.特色创新(1)通过智能小车实物反复联调的方式，引导学生不断查错、纠错，不断调试使智能小车能准确用超声波避障，提高了学生分析问题和解决问题的能力,突破了教学难点；(2)以智能小车实物，利用投屏、小导师示范讲解等手段，理实融合，师生互动，解决超声波避障传感器连接教学重点；3.反思改进编程思路和编程方法还不够熟练，建议课后多加强练习，多做实际项目，鼓励学生多动手。任务4智能小车遥控模块设计与制作课程名称单片机技术与应用授课班级机电3201授课内容智能搬运小车红外遥控教学课时2学时授课地点单片机实训室授课时间6周星期三（3月30日）教学内容学情分析1.知识和技能基础(1)学生已掌握红外发送、接收的原理和通信协议；(2)学生已掌握if语句的应用；(3)学生已掌握定时中断函数的编写方法。2.认知和实践能力(1)会分析红外遥控的NEC通信协议；(2)会编写定时中断子函数；(3)会编写超声波避障程序；3.学习特点(1)通过课前预习，学生能理解红外遥控工作原理，但是不会写红外键值解码程序；(2)从课前测试可知，学生对红外遥控的NEC协议理解不够透彻；(3)红外遥控应用广泛，日常生活也常有接触，因此学生对红外遥控实操兴趣浓厚；(4)逻辑思维能力有待提高，对程序设计存有畏惧心理，故障原因分析和排除能力还需进一步加强。教学目标知识目标1.掌握红外对管的结构和工作原理2.掌握红外遥控NEC协议3.掌握红外遥控程序设计方法能力目标1.会通过红外对管实现遥控2.会编写红外键值解码程序与主程序3.能看懂红外码值处理、外部中断0中断处理、定时中断处理函数【物联网单片机应用与开发1+X证书工作领域2单片机程序开发—2.1开发环境配置、2.2代码编写、2.3程序调试】素质目标1.通过编写调试红外键值解码程序与主程序，培养学生认真细致、精益求精、创新能力；2.通过软硬反复调试，让学生养成检测、反馈与调整的职业习惯；3.通过智能小车红外遥控任务，培养学生信息安全意识：“道路千万条，信息安全第一条”。教学重点1.红外遥控键值解码函数编写方法2.红外遥控主函数编写方法教学难点1.红外遥控键值解码函数和主函数的编写调试教学方法教法：任务驱动法、分层教学法、情境导入法、讲授法学法：自主探究法、小组协作法、实践法教学设备1.实验设备（1）单片机开发板30套（2）智能小车15台(3)AGV智能搬运小车1台2.多媒体教学设备（1）计算机50台（2）教学一体机1台（3）摄像头1台教学过程设计第一课堂-课前知识学习教学环节学习内容教师活动学生活动学习资源任务准备红外遥控原理红外发送与接收红外遥控编程方法1.发布学习任务单；2.发布“红外发送与红外接收”微视频和测试；3.发布在线讨论：请说出红外遥控与红外避障的相同点和不同点？4.在线督学,在线评价,根据学生任务反馈调整教学。1.学习微视频；2.在线测试；(选自“蓝桥杯单片机设计与开发”技能比赛理论题)3.在线讨论；4.各组组长督促和检查学习情况；活页式教材、视频、动画、课件、微课、技术资料、试题库、学习任务单等第一课堂-课中技能训练教学环节教学内容教师活动学生活动教学资源任务引入(4min)智能搬运小车遥控系统条件：硬件：红外遥控模块、接收头、遥控器等设备；软件：红外码值处理、外部中断0中断处理、定时中断处理函数、红外遥控键值解码函数、主函数；③功能：红外遥控智能小车前进、后退、左转、右转和停止等。1.【问题梳理】在线学习情况总结，梳理学生主要问题；2.【总结】红外遥控与红外避障的异同点；3.【企业导师】用视频发布红外遥控智能小车运动任务；4.【实物演示】用实物演示红外遥控智能小车前进、后退、左转、右转和停止等；1.【小组汇报】红外遥控与红外避障的相同点和不同点；2.【小组讨论】；3.【观看视频及实物演示】；活页式教材超星平台统计数据红外遥控智能小车运动视频方案设计--原理解析(10min)1.单片机与红外模块的连接方法；2.红外遥控键值编码逻辑。1.【创设问题】：红外遥控工作原理是什么？重点2.【分析问题】再次强调红外遥控工作原理；重点3.讲解红外遥控器键值；4.【创设问题】：如何根据红外遥控键值编程实现红外遥控智能搬运小车前进、后退、左转、右转和停止？5.【分析问题】根据NEC协议以及程序流程图讲解红外遥控编程方法；1.【小老师讲解】利用动画讲解红外遥控NEC协议；2.思考问题、记录、讨论；3.【小组讨论】讨论红外码值处理、外部中断0中断处理、定时中断处理函数、红外遥控键值解码函数、主函数；4.查找红外遥控模块引脚功能；活页式教材学习通APP方案设计--方案制定(10min)控制电路设计：单片机与红外遥控模块实物连接1.【发布任务工单】；2.【强调电路连接规范】：记住红外遥控模块连接单片机的引脚；3.指导、记录、评分；1.【小组讨论】元器件选型、智能小车红外遥控系统电路设计、电路组装；2.【检测元器件】通电红外遥控模块，看指示灯是否亮；3.【智能搬运小车遥控系统硬件组装投屏展示】小组分工合作完成单片机与红外遥控模块的连接组装；用万用表检测电路是否连通，是否有接触不良现象；实践任务单活页式教材搬运机器人虚拟仿真--编写程序(25min)1.绘制红外遥控流程图；2.编写红外遥控键值解码函数、主函数1.【强调程序编写规范】(思政点：培养学生识大局、拘小节、懂规矩、遵循编程规范)2.【分享交流】随机选人汇报所在小组程序流程图，引导其他学生点评。3.【归纳补充】补充点评各组的程序流程图，对有错误的情况进行指导修改。4.【巡回指导】学生出现的共性问题投屏到教师机统一讲解；个性问题单独指导。针对学生出现的编程问题，鼓励他们查电子资料和活页式教材；5.【强调编程方法】通过示范编写代码方式再次强调编写红外遥控小车前进、后退、左转、右转、停止控制逻辑。重点1.【流程图绘制】小组用MindFlowAPP软件绘制程序流程图；重点（对接1+X证书工作领域2单片机程序开发-2.2代码编写2.2.2能够根据功能设计要求，设计程序流程图，梳理程序设计思路）2.【分享交流】各组提交程序流程图，被选中小组代表投屏分享程序流程图。3.【修正优化】根据互评及教师点评结果，小组修改程序流程图。4.【程序编写】用Keil软件编写红外遥控键值解码函数、★难点主函数；★难点（对接1+X证书工作领域2单片机程序开发-2.2代码编写2.2.7能够理解模块化程序设计思路和理念，对程序进行模块化封装）5.【反复调试程序】查找单片机C51编程规范和在线错题库，针对出现的问题反复查找原因，纠正错误。学生之间相互讨论、指导。微课Keil软件MindFlow软件活页式教材编程规范技术资料在线错题库实物联调--软硬联调排故(20min)智能搬运小车红外遥控软硬联调排故：检查红外遥控模块的连线；②智能搬运小车红外遥控功能测试；1.【联调排故流程口诀】硬件连接；程序下载；通电测试；故障排除；2.【分层指导】：针对不同基础的学生分层指导；3.【错误讲解】针对出现错误多的问题，统一讲解；4.【记录考核】规范记录、运行结果记录。1.【程序下载】：将程序文件下载到单片机芯片中观察运行状态；2.【软硬反复联调排故】：(1)故障1：红外遥控器遥控时，智能小车不动；(2)故障2：红外遥控器遥控智能小车左转时，搬运机器人左旋转；★难点(3)故障3：红外遥控器遥控智能小车运动时，搬运机器人反应过慢；★难点3.【调试演示】用红外遥控智能小车运动；4.【任务提交】学习通APP在线提交基础任务和进阶任务；智能搬运小车Keil软件活页式教材在线错题库总结评价(6min)运行结果检查考核1.【检查效果】检查各组运行效果；2.【评分点评】教师评分，完成基础任务是60-90分，完成进阶任务是90-100分。1.【运行展示】小组展示运行效果；2.【学生分组PK】根据时间和准确性决定胜负；3.【小组互评和自评】。白板一体机学习通任务目标达成度评价及总结1.【总结调试方法】总结红外遥控调试方法；2.【总结区别】总结红外遥控与红外避障的区别；3.【总结编程方法】总结红外遥控编程的方法。1.【成果展示】智能小车红外遥控成果展示；2.【评选优秀】“最佳小组“、”今日之星“评选3.【经验分享】经验分享交流。第二课堂-课后拓展提升教学环节学习内容教师活动学生活动学习资源任务拓展思考：根据企业导师的要求，设计科创实战项目。1.布置分层拓展，课堂未完成进阶任务的同学继续完成进阶任务，完成进阶任务的同学进行科创实战项目-(选自学生技能竞赛)-单片机频率计；2.企业导师线上指导；3.超星教学平台推送分层学习资料；4.线上答疑和回复问题。1.课堂未完成进阶任务的同学，完成进阶任务；2.完成进阶任务的学生进行科创实战项目；3.在线学习，查阅资料，提出问题。省级精品在线开放课程平台微课活页式教材考核评价教学反思1.教学效果超星学习平台的综合评价各项数据显示100%同学完成了基础任务，90%以上的同学完成了进阶任务。通过在调试环节布置不同难度的编程任务，满足不同层次学生的需求，并对不同层次的学习进行有针对性的指导，做到了因材施教。2.特色创新(1)红外遥控器控制通过智能小车运动的实际操作有一定的趣味性，通过实物反复联调的方式，引导学生不断查错、纠错，不断调试使红外遥控器控制智能小车运动成为现实，提高了学生分析问题和解决问题的能力,突破了教学难点；(2)以智能小车实物，利用投屏、小老师示范讲解等手段，理实融合，师生互动，解决红外遥控教学重点；3.反思改进学生对动手实操的环节非常感兴趣，学习氛围好，但是在程序编写环节，有的学生遇到困难缺乏耐心容易放弃，要加强对这一部分学生的鼓励。任务5智能小车通信模块设计与制作（1）课程名称单片机技术与应用授课班级机电3201授课内容智能搬运小车蓝牙通信教学课时2学时授课地点单片机实训室授课时间7周星期二（4月5日）教学内容学情分析1.知识和技能基础(1)学生已掌握串口通信工作原理；(2)学生已经掌握单片机控制直流电机编程方法；(3)学生已经掌握红外传感器、超声波传感器、红外遥控模块的编程方法；2.认知和实践能力(1)会编写串口通信控制程序；(2)会编写智能搬运小车前进、后退、左转、右转和停止程序；(3)会单片机与直流电机、红外传感器、超声波传感器、红外遥控模块连接；3.学习特点(1)部分学生不愿意独立思考，前面4个任务基础任务的完成率明显高于进阶任务的完成率，有畏难情绪，缺乏创新能力。(2)学生喜欢智能搬运小车项目，喜欢动手实践，逻辑思维能力增强，编程能力增强。(3)学生的设计能力、分析能力、软硬件调试排障能力能力都有了进一步的提高，但是缺乏项目综合应用能力。教学目标知识目标1.熟悉蓝牙模块与手机和单片机的信息交流方式、使用原理；2.掌握智能搬运小车蓝牙控制程序编写方法；能力目标1.会连接蓝牙与单片机芯片；2.会编写智能搬运小车蓝牙控制程序；【物联网单片机应用与开发1+X证书工作领域3物联网系统运行维护—2.1维护管理、2.2运维实施、2.3硬件测试、系统调试】素质目标1.通过任务分组讨论、同伴学习，培养学生的团队协助、团队互助等意识；2.通过科创实战，培养学生的探索精神,激发学生的创新意识,培养学生的创新能力；3.通过调试蓝牙控制程序，培养学生的严谨认真、精益求精的工匠精神；教学重点1.蓝牙通信协议2.蓝牙通信程序的编写方法教学难点1.蓝牙通信程序的编写方法教学方法教法：任务驱动法、分层教学法、情境导入法、讲授法学法：自主探究法、小组协作法、实践法教学设备1.实验设备（1）单片机开发板30套（2）智能小车15台（3）AGV智能搬运小车1台2.多媒体教学设备（1）计算机50台（2）教学一体机1台（3）摄像头1台教学过程设计第一课堂-课前知识学习教学环节学习内容教师活动学生活动学习资源任务准备1.蓝牙通信原理；2.蓝牙通信程序编写方法；1.发布学习任务单；2.超星教学平台推送蓝牙通信相关学习资料，发放课前测试；3.发布在线讨论：4.在线督学,在线评价,根据学生任务反馈调整教学。1.学习微视频；2.在线测试；3.参与讨论：生活中有哪些地方用到了蓝牙通信？4.小组长督促和检查学习情况；活页式教材、视频、动画、课件、微课、技术资料、试题库、学习任务单等第一课堂-课中技能训练教学环节教学内容教师活动学生活动教学资源任务引入(4min)智能搬运小车蓝牙通信控制条件：硬件：配置L298直流电机驱动、单片机最小系统、蓝牙模块等设备；软件：蓝牙通信控制程序；③功能：蓝牙控制小车前进、后退、左转、右转和停止。1.【问题梳理】在线学习情况总结，梳理学生主要存在的问题；2.【积分奖励】公布成绩排行榜和积分排行榜，对预习认真的同学进行积分奖励；3.【课前点评】点评课前话题讨论情况；4.【企业导师任务发布】用蓝牙控制智能搬运小车前进、后退、左转、右转和停止；1.【头脑风暴】生活中有哪些地方用到了蓝牙通信；3.【小组讨论、思考】；4.【观看视频及实物演示】；活页式教材超星平台统计数据智能搬运小车蓝牙控制视频方案设计--原理解析(20min)1.蓝牙模块硬件连接方法；2.蓝牙遥控通信协议；3.蓝牙通信编程方法。【发布任务工单】重点【创设问题】如何连接单片机与蓝牙模块？重点2.【分析问题】边操作边讲解蓝牙模块与单片机连接的方法；强调电源不要接反。3.讲解蓝牙通信协议；★难点4.讲解蓝牙编程方法；★难点1.【小老师讲解】讲解蓝牙模块引脚的功能；2.【小组合作】学生完成蓝牙模块与单片机的连接；3.【小组讨论】小组讨论蓝牙通信协议；4.【小组思考并讨论】蓝牙程序框架；活页式教材学习通APP蓝牙模块实物MindFlowAPP软件虚拟仿真--编写程序(40min)1.智能搬运小车蓝牙遥控通讯协议——协议格式如下：$0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,100,4200#例：上下左右停止（对应协议中的第1位）$0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,100,4200#变量：direction：{up(1)，down(2)，left(3)，right(4)，stop(0)}2.蓝牙通信编程；★难点1.【强调方法】强调蓝牙编程方法。★难点2.【分享交流】随机选人汇报所在小组程序流程图，引导其他学生点评。3.【归纳补充】补充点评各组的程序流程图，对有错误的情况进行指导修改。4.【巡回指导】学生出现的共性问题投屏到教师机统一讲解；个性问题单独指导。针对学生出现的编程问题，鼓励他们查电子资料和活页式教材。1.【绘制流程图】小组用MindFlowAPP软件绘制程序流程图。(对接1+X证书工作领域2单片机程序开发-2.1代码编写2.2.2能够根据功能设计要求,设计程序流程图，梳理程序设计思路)2.【分享交流】各组提交程序流程图，被选中小组代表投屏分享程序流程图。3.【修正优化】根据互评及教师点评结果，小组修改程序流程图。★难点4.【代码编写】根据程序流程图，用Keil软件编写控制程序；★难点(对接1+X证书工作领域2单片机程序开发-2.1代码编写2.2.7能够理解模块化程序设计思路和理念，对程序进行模块化封装)5.【反复调试程序】查找单片机C51编程规范和在线错题库，针对出现的问题反复查找原因，纠正错误。学生之间相互讨论、指导。微课Keil软件活页式教材编程规范技术资料在线错题库实物联调--软硬联调(20min)智能搬运小车蓝牙通信软硬联调排故：1.硬件连接2.下载程序3.手机下载蓝牙APP4.手机打开蓝牙配对1.【学习通发起主题讨论】请问用实物联调过程中遇到的问题以及解决方法？3.【程序下载】下载控制程序到单片机芯片中；4.【小组合作】调试搬运机器人综合应用5.【统一讲解】针对出现错误多的问题，统一讲解；1.【程序下载】将程序文件下载到单片机芯片中观察运行状态；2.【主题讨论】分享调试过程中遇到的问题以及解决方法；3.【小组任务调试】结合智能搬运小车，进行软硬反复调试运行；4.【实物演示】；智能搬运机器人Keil软件活页式教材在线错题库学习通APP总结评价(6min)任务目标达成度评价及总结1.【思维导图】总结蓝牙通信编程逻辑；总结知识点和技能点；2.【评价】对学生完成情况进行总结评价；1.小组PK；2.【经验、学习心得分享交流】3.自评、互评；4.填写任务工单；白板一体机学习通第二课堂-课后拓展提升教学环节学习内容教师活动学生活动学习资源任务拓展思考：根据本课程所学内容，训练1+X证书项目。1.课堂未完成任务的同学继续完成任务，完成任务的同学进行1+X证书项目训练；2.企业导师线上指导；3.超星泛雅教学平台推送分层学习资料；4.线上答疑和回复问题。1.课堂未完成任务的同学，完成任务；2.完成任务的学生进行1+X证书项目训练；3.在线学习，查阅资料，提出问题。省级精品在线开放课程平台微课活页式教材考核评价教学反思1.教学效果通过本项目前面4个任务的学习，学生已经具备了智能搬运小车运动、传感、通信和智能四部分的独立应用能力，但是学生还缺乏把独立模块综合应用的能力。通过智能搬运小车综合应用调试方法、程序设计的学习，学生初步掌握了单片机综合项目的设计及应用流程，100%的学生完成了智能搬运小车综合应用项目。2.特色创新通过PK赛的形式，激励学生良性竞争，更好更快的掌握蓝牙通信调试方法和设计流程；3.反思改进（1）学生在设计蓝牙通信程序的过程中，思路不是很清楚，程序很长，写起来有一定的难度，今后在上课过程中可采用多文件系统来做单片机综合应用，逐步培养学生的项目意识；（2）在PK赛过程中，留给学生综合调试的时间有点短，有的小组没有很好地完成赛程内容。在今后的教学中，教学环节设置还可以精雕细琢。任务5智能小车通信模块设计与制作（2）课程名称单片机技术与应用授课班级机电3201授课内容智能搬运小车WIFI通信教学课时2学时授课地点单片机实训室授课时间7周星期三（4月6日）教学内容学情分析1.知识和技能基础(1)学生已掌握蓝牙通信工作原理；(2)学生已掌握单片机串口通信和蓝牙通信编程方法；(3)学生已掌握蓝牙模块与单片机连接方法；2.认知和实践能力(1)会编写蓝牙通信程序；(2)会调试蓝牙模块；(3)会连接单片机与蓝牙模块；3.学习特点(1)部分学生只愿意模仿老师或同学操作，不愿意独立思考问题；(2)喜欢智能小车项目，喜欢动手实践；(3)思维分析能力较弱，对编程存有畏惧心理；(4)学生对于项目实操的兴趣高于项目基本知识的学习。教学目标知识目标1.掌握WiFi模块的工作原理；2.掌握WiFi模块与单片机的连接方法；3.掌握WIFI通信模块的程序编写方法。能力目标1.会连接单片机与WiFi模块；2.会完善与调试WiFi控制控制程序；3.会用上位机操作智能小车运动。【物联网单片机应用与开发1+X证书工作领域2单片机程序开发—2.1开发环境配置、2.2代码编写、2.3程序调试】素质目标1.通过任务分组讨论、同伴学习，培养学生的团队协助、团队互助等意识；2.通过WiFi控制智能搬运小车运动任务，培养学生的规则意识和信息安全意识；3.通过WiFi控制智能搬运小车运动任务的虚拟仿真和实物联调，激发学生实践创新和全局意识；4.通过WiFi控制智能搬运小车运动控制程序编写，培养学生编程规范意识和安全意识。教学重点1.WiFi模块电路连接；2.WiFi控制智能搬运小车运动程序编写方法3.软硬联调排故及上位机调试智能搬运小车运动方法教学难点1.WiFi控制智能搬运小车运动程序编写方法2.软硬联调排故及上位机调试智能搬运小车运动方法教学方法教法：任务驱动法、分层教学法、情境导入法、讲授法学法：自主探究法、小组协作法、实践法教学1.实验设备（1）单片机开发板30套（2）智能小车15台(3)AGV智能搬运小车1台2.多媒体教学设备（1）计算机50台（2）教学一体机1台（3）摄像头1台教学设计第一课堂-课前知识学习教学环节学习内容教师活动学生活动学习资源任务准备1.WiFi模块工作原理；2.WiFi通信协议；1.发布学习任务单；2.超星教学平台推送智能搬运小车WiFi控制相关学习资料，发放课前测试；3.发布在线讨论：4.在线督学,在线评价,根据学生任务反馈调整教学。1.学习微视频；2.在线测试；3.参与讨论：请说出WiFi的应用场景有哪些？WiFi除了连接手机、平板和笔记本电脑之外，还可以连接什么电子产品？4.各组小导师督促和检查学习情况；活页式教材、视频、动画、课件、微课、技术资料、试题库、学习任务单等第一课堂-课中技能训练教学环节教学内容教师活动学生活动教学资源任务引入(4min)WiFi控制智能搬运小车运动条件：①硬件：配置直流电机、单片机、L298驱动芯片、WiFi模块等设备；②软件：单片机系统编程、单片机串口编程（与WIFI模块通信和与PC通信）、WIFI通信模块编程、驱动电机模块编程；功能：手机APP控制智能搬运小车前进、后退、左转、右转和停止等。【学习通发起签到】【问题梳理】在线学习情况总结，梳理学生主要问题；【视频引入】播放手机APP控制智能小车运动视频，引出本项目任务：“智能搬运小车网络连接”；4.【实物演示】用手机APP控制智能小车实物演示前进、后退、左转、右转和停止；1.【签到】学生在学习通完成签到；2.【小组讨论、思考】：WiFi的应用场景有哪些？WiFi除了连接手机、平板和笔记本电脑之外，还可以连接什么电子产品？3.【观看视频及实物演示】活页式教材超星平台统计数据项目案例库智能小车运动控制视频方案设计--原理解析(15min)1.WiFi模块与智能小车的连接方法；2.WIFI通信模块编程；微信云在与硬件通信。协议格式如下：$0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,100,4200#1.【引导学生思考】：整个硬件系统由哪两大部分组成？被控智能小车和硬件遥控器中使用什么方式与WIFI模块通信？要使手机APP控制搬运机器人运动，需要几个WIFI通信模块？重点2.【分析讲解】WiFi通信协议：上下左右停止（对应协议中的第1位）举例：$0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,100,4200#重点变量：direction：{up(1)，down(2)，left(3)，right(4)，stop(0)}3.【检查指导】检查上位机安装情况，对有错误的情况进行指导安装；1.【小老师讲解】被控智能小车WiFi控制整体硬件结构；2.【投屏展示】每小组投屏展示WiFi模块上位机APP安装情况，并根据老师指导进行修改；3.【活页式教材】将通信协议填写在活页式教材中。4.【小组讨论】单片机系统编程、单片机串口编程（与WIFI模块通信和与PC通信）、WIFI通信模块编程、驱动电机模块编程方法；活页式教材学习通APP直流电机实物虚拟仿真--编写程序(40min)控制程序设计流程图：★难点1.【强调编程方法】单片机系统编程、单片机串口编程（与WIFI模块通信和与PC通信）、WIFI通信模块编程、驱动电机模块编程方法；★难点2.【强调工作过程】强调WiFi控制搬运机器人工作过程；3.【分享交流】随机选人汇报所在小组程序流程图，引导其他学生点评。4.【归纳补充】补充点评各组的程序流程图，对有错误的情况进行指导修改。5.【巡回指导】学生出现的共性问题投屏到教师机统一讲解；个性问题单独指导。针对学生出现的编程问题，鼓励他们查电子资料和活页式教材；1.小组用MindFlowAPP软件绘制程序流程图；2.【分享交流】各组提交程序流程图，被选中小组代表投屏分享程序流程图。3.【修正优化】根据互评及教师点评结果，小组修改程序流程图。4.【代码编写】根据程序流程图，用Keil软件编写控制程序；(对接1+X证书工作领域2单片机程序开发-2.1代码编写2.2.7能够理解模块化程序设计思路和理念，对程序进行模块化封装)5.【反复调试程序】查找单片机C51编程规范和在线错题库，针对出现的问题反复查找原因，纠正错误。学生之间相互讨论、指导。微课代码画板小程序Keil软件活页式教材编程规范技术资料在线错题库MindFlowAPP软件实物联调--软硬联调排故(25min)智能搬运小车运动控制软硬联调排故：①检查直流电机的连线；②智能小车前进、后退、左转、右转、停止功能测试；1.【发布视频】发布WiFi模块与智能小车连接视频，学习通发起主题讨论：请问在安装WiFi模块的过程中有哪些注