智能巡更机器人的装配与调试方框图的绘制

《电子电路装调与应用》教师科目电子产品装配及应用班级专业日期授课地点课题智能巡更机器人电路方框图的绘制课程时间1课时课型理实一体教学目标㈠知识目标1、进一步熟悉电路工作原理。2、进一步掌握方框图绘制方法。㈡能力目标能够绘制智能巡更机器人电路方框图。㈢情感态度与价值观1、在完成任务中加强安全意识和规范操作意识。2、通过解决实训问题感受成功的喜悦。教学重点能够绘制智能巡更机器人电路方框图。教学难点能够绘制智能巡更机器人电路方框图。教学方法任务驱动法教学资源教学课件、工艺卡片、工作页、学习页教学准备教学软件、实物、焊接工具教学反思教学过程教学环节教学内容和教师活动学生活动设计意图引入新课5’1、复习工作原理。2、提问学生工作原理。学生聆听教师讲解。回答问题。理论联系实际激发学生学习热情。分析任务讲解任务60’讲解智能巡更机器人的工作原理：智能巡更机器人有三块电路板作为核心控制电路，这三块电路板协同工作，实现智能巡更机器人的所有功能。这三块电路板的作用分别是：1号电路板是WIFI无线接收模块，如图6-30所示。主要作用是接收来自控制端的无线信号和摄像头的图像信号，并将控制信号和图像信号进行转换传输。2号板是程序编译控制板，如图6-31所示。主要作用是编译来自电脑的控制程序，将程序烧制到本机器人的“大脑”元件ATMEGA328P单片机中，实现单片机对外围设备的控制功能。3号板是这个机器人的控制执行板，如图6-32所示。通过控制信号驱动四个直流电机，驱动摄像头的舵机，同时还接收来自红外传感器信号和超声波信号。智能车控制系统采用基于AVR内核的ATMEGA328P单片机芯片为核心的中央控制电路，该芯片的时钟频率为20MHz，同时内建的USB通信功能可以省去外围电路中UART转USB的设计。WIFI控制电路通过USB2接口中的VBUS为摄像头提供5V左右的电源，摄像头将图像数据DM（数据正信号）、DP（数据负信号）传输给AR9331芯片的A50脚和B43脚。SW2为AR9331芯片的复位按钮，B48脚是芯片的RTS功能脚（复位管脚），使用RTS功能来起始芯片的数据流。按下SW2按钮芯片B48脚的供电电压由3.3V变为1.2V从而使芯片复位。天线（WIFIANTENNA）与芯片A62(RFOUTN)、A63(RFOUTP)管脚相连，接收上位控制机信号，例如：手机控制信号，同时利用天线发射图像信号给上位机。WIFI控制电路通过USB1接口与中央控制电路进行连接，通过连接到3号驱动电路板的USB接口间接连接到中央控制电路。电源采用7.4V直流电源，通过SY8100稳压芯片，第5脚输入电源，将电源电压稳定在5V通过第6脚和第3脚输出，D2为电源指示灯，供电正常此灯常亮。反射式红外传感器接收到反射信号输出为低电平，反之输出高电平给单片机，左侧传感器输出信号给A3接口，右侧传感器输出信号给A2接口，单片机对接到的左右两侧信号进行对比分析作出判断是否偏离引导线。单片机通过A4接口向超声波传感器发射头（T）传送脉冲信号，超声波传感器的接收头（R）通过A5接口将信号传送给单片机，单片机计算发射信号与接收信号的时间差计算出机器人与障碍物的距离。车轮的转动靠4个直流电机来带动，4个车轮分为两组分别为M1和M2，从电机驱动角度来讲相当于驱动了两个电动机，只不过每个电动机旁边又并联了一个电动机，单片机发出两组PWM波形给缓冲电路74HC244的2、8管脚，同时输出单片机4路中断信号INT1-4到4、6、11、13，缓冲电路通过第2、8管脚将信号传输给直流电机逻辑控制电路TB6122的15、23管脚，74HC244将中断信号INT1-4连接到TB6122的21、22、17、16管脚进行电机控制，最终TB6122将输出四路（OUT1-4）信号给电机H桥驱动电路，从而驱动电机转动。电动机的速度通过PWM波的占空比来调节，通过INT1-4的中断信号，来控制电动机转与停，从而实现机器人的转向。学生讨论说出开关的工作逻辑。学生聆听并观看教师的讲解和演示。学生聆听并观看教师的讲解和演示。学生聆听并观看教师的讲解和演示。理实一体提升学生动手操作能力绘制方框图有助于学生理解工作原理。实施任务一、教师布置学生绘制方框图二、教师巡视指导学生的绘制过程，帮助学生顺利完成任务。三、教师利用手机记录学生操作的影像记录。学生按照范完成方框图绘制，遇到困难向同学、教师求助，或自主在平台进行学习。理实一体提升学生操作技能。评价任务1.讲评学生学习、工作态度。2.讲评学生动手操作过程的规范和标准执行情况。3.引导学生分享讲解自己的方框图4.讲评本节课知识点和技能点学生聆听、反思、分享。强化学生规范操作意识和学习反