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授業科目名
担当教官
コンピュータ制御及び実習
清弘 智昭/中村 一彦
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
262032 S 3 S 2 後期 III召キIV
[概要]
 現在では家電製品,自動車などの工業製品のほとんどはマイクロプロセッサを内蔵している。したがって,工業製品の開発・設計を行う技術者にとってマイクロプロセッサによる機器等の制御(希望どうりに動作させること)の知識は必要不可欠である。本講義は,マイクロプロセッサによる制御の基本的な手法を理解することを目的としている。そのため,実際にマイクロプロセッサ基板の製作を行い,機械語プログラミング,タイマなどの周辺回路の制御法などを習得する。さらに,この基板を搭載して黒線を追跡しながら走行する自走形ライントレースロボットを製作して,センサの使い方,モータの制御などの具体的な方法を学ぶ。
[具体的な達成目標]
(ア)組み込み用マイクロプロセッサの概要を理解する。
(イ)組み込みプログラムの開発環境を利用できる。
(ウ)1チップマイクロプロセッサの働きを理解する。
(エ)基本的な電子部品についての知識を持つ。
(オ)フォトインタラプタの原理,使用法についての知識をもつ。
(カ)組み込みプログラミングをつくり実際に動作させることができる。
(キ)ライントレースロボットを自らの力で設計し組み立てることができる。
[必要知識・準備]
理解しているべき予備知識
 計算機アーキテクチャで学んだコンピュータの構成,機械語などについての基礎的な知識。
 電子回路第一で学んだhfeなどのトランジスタに関する基礎的な知識。

準備する工具
 20W以下の小型のハンダコテ,コテ台,小型ニッパ,ピンセット,精密ドライバセット,できればワイヤストリッパ
[評価基準]
 実習であるので試験による評価は行わない。本講義では,ロボットの組み立てや基板の穴あけは次回までの課題としている。課題をすべて行い,講義にすべて出席してロボットを完成させ,プログラムを作ってロボットを完動させることが必要である。また,評価値は,製作したロボットの機械的な工夫点,プログラムのオリジナリティ,創意工夫点などにより決定される。他人と類似のプログラムを提出した場合には評点はきわめて低くなるので注意のこと。
[教科書]
  1. プリント使用  http://junkshop.mesa.yamanashi.ac.jp/~kiyohiro/kougi/cc&pのホームページがテキストとなる。 常に上記のホームページを参照すること。
[参考書]
  1. 図解・わかる電子回路, 講談社, ISBN:406257084X,
    (実験などにも参考書として使える。)

  2. 参考書ではないが以下のホームページも利用されたい http://www.atmel.com/atmel/products/prod23.htm (マニュアル,データシート,開発ツールなど) http://www.xs4all.nl/~sbolt/e-spider_prog.html#programmer (ROMライタプログラム)
[講義項目]
  1.ロボットの概要とマイクロプロセッサの基礎
  2.マイクロプロセッサ基板の製作(ハンダ付け等,当日までの課題:基版の穴あけ)
  3.マイクロプロセッサ基板の製作(ハンダ付け等)
  4.プログラミング入門(回路のテスト,LEDへの出力,当日までの課題:電源コネクタの圧着)
  5.機械語プログラミング(LEDの交互点滅,LEDを端から順に点灯する)
  6.機械語プログラミング(ADコンバータを用いてアナログ値をデジタルで出力する)
  7.機械語プログラミング(タイマ0を用いた時間待ち)
  8.機械語プログラミング(タイマ2で音階を発生させる,当日までの課題:スピーカへの配線)
  9.機械語プログラミング(プログラムをサブルーチン化する,当日までの課題:ギヤボックスの組み立て)
 10.機械語プログラミング(タイマ1のPWM出力でモータの速度制御を行う,当日までの課題:モータの配線)
 11.光センサ基板の組み立てとテスト(当日までの課題:ロボットの車体の製作)
 12.機械語プログラミング(ライントレースプログラム)
 13.機械語プログラミング(ライントレースプログラム)
 14.ライントレースロボットの仕上げ,調整,チューニング)
 15.ロボットコンテスト
[教育方法]
 本講義は,機械語のプログラミングを修得するとともに,最終的にライントレースロボットを完成させるということを目標として,その過程でロボットの構造,プログラミングなどをなどを各自工夫をこらし,物を作る楽しさを知ってもらう。
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
コンピュータの機械語プログラミングを修得することから本学科のかかげる学習・教育目標「C-6:電気電子工学分野の専門的課題を解決する能力を養う」,また,ロボットの製作において自らオリジナルなものをデザインし,製作することを要求しているので「C-8:専門性を生かしてシステムをデザインする能力を養う」に対応する。
[その他]
(未登録)