教學大綱表
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課程名稱 (中文) 微處理機導論
(英文) Introducton To Microprocessor
開課單位 機械工程學系
課程代碼 M3810
授課教師 鄭福炯
學分數 3.0 必/選修 選修 開課年級 大三
先修科目或先備能力:C程式設計
課程概述與目標:本課程首先帶學生認識處理器的硬體架構、軟體架構、開發工具,接著從實務角度規劃各項實驗,藉由一人一機的實機操作訓練讓修課學生快速地學習開發工具的使用及程式開發,期能建立學生嵌入式處理器應用開發的基本能力。
教科書 物聯網技術理論與實作(附實驗學習手冊),鄭福炯,全華 2016
參考教材 IEEE Journal papers、物聯網相關國内外標準、sensors 與actuators spec.、物聯網用之嵌入式系統
課程大綱 學生學習目標 單元學習活動 學習成效評量 備註
單元主題 內容綱要
1 嵌入式處理器概論 硬體架構、軟體架構、開發工具 硬體架構、軟體架構、開發工具
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 作業
  • HW1: ESPlore開發工具下載安裝執行詳細步驟  
    2 Snap4NodeMCU IDE tool 1. Abstraction (抽象化概念)
    2. Snap! Blocks (建構方塊)
    1. 了解Abstraction (抽象化概念)
    2. 了解Snap!開發工具與工具建置
    3. 培養Snap! Blocks (建構方塊)軟軆設計能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 作業
  • HW2a: Blink LED  
    3 Lists (串列)、 Higher-Order Functions (HOFs)(高階函式)和Programming Paradigms (程式風格) 1. 介紹Snap! Lists (串列)
    2. 介紹Higher-Order Functions (HOFs) (高階函式)
    3. 介紹Programming Paradigms (程式風格)
    1. 了解Lists (串列)功能
    2. 了解Higher-Order Functions (HOFs) (高階函式)功能
    3. 培養Lists (串列)和高階函式軟軆設計能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 作業
  • HW2b List  
    4 嵌入式處理器程式開發 I : 入門練習 NodeMCU處理器程式開發
    1. 嵌入式系統Lua 程式語言介紹
    1. 了解嵌入式系統Lua程式語言結構
    2. 培養撰寫嵌入式系統Lua程式語言的能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 作業
  •  
    5 嵌入式處理器程式開發 I : 入門練習 NodeMCU處理器程式開發
    1. 嵌入式系統NodeMCU Lua APIs
    1. 了解嵌入式系統NodeMCU Lua APIs
    2. 培養撰寫嵌入式系統NodeMCU Lua APIs的能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 作業
  • HW3: Timer  
    6 嵌入式處理器程式開發 I : 入門練習 NodeMCU處理器程式開發
    1. 介紹溫濕度感測器原理
    2. 嵌入式系統NodeMCU Lua APIs
    1. 了解溫濕度感測器原理
    2. 培養溫濕度感測器軟軆設計能力
  • 實作
  • 講授
  • 作業
  • HW4: 溫濕度設計與實作  
    7 期中報告 物聯網應用期中報告
    (智慧校園物聯網、智慧社區物聯網、智慧教室物聯網)
    1. 學習團隊合作
    2.討論與報告物聯網應用期中報告
  • 設計研究
  • 討論
  • 心得發表
  • 期中考
  •  
    8 嵌入式處理器程式開發 I : 入門練習 NodeMCU處理器程式開發
    1. 介紹PIR感測器原理
    2. 嵌入式系統NodeMCU Lua APIs
    1. 了解PIR感測器原理
    2. 培養PIR感測器軟軆設計能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 作業
  • HW5: PIR設計與實作  
    9 嵌入式處理器程式開發 I : 入門練習 NodeMCU處理器程式開發
    1. 介紹火焰感測器原理
    2. 嵌入式系統NodeMCU Lua APIs
    1. 了解火焰感測器原理
    2. 培養火焰感測器軟軆設計能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 作業
  • HW6: 火焰感測器設計與實作  
    10 嵌入式處理器程式開發 II : 進階實作 1. 介紹物聯網定義與物聯網系統架構
    2. 介紹物聯網End device程式設計
    1. 了解物聯網定義與物聯網系統架構
    2. 了解物聯網End device程式設計
    3. 培養物聯網智慧插座設計與實作的能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 作業
  • HW7:物聯網智慧插座設計與實作  
    11 嵌入式處理器程式開發 II : 進階實作 1. 介紹物聯網Wi-Fi系統
    2. 介紹物聯網Wi-Fi程式設計
    1. 了解物聯網Wi-Fi系統
    2. 培養物聯網Wi-Fi程式設計的能力
  • 實作
  • 講授
  • 上機實習
  • 作業
  • HW8: 物聯網智慧燈光設計與實作  
    12 嵌入式處理器程式開發 II : 進階實作 介紹SPI, I2C and UART protocols 1. 了解物聯網SPI, I2C and UART 技術
    2. 培養物聯網SPI, I2C and UART 設計與實作的能力
  • 實作
  • 講授
  • 作業
  • HW9: UART 連線設計與實作  
    13 物聯網未來的挑戰與機會 1. 介紹物聯網目前與未來的挑戰與機會。
    2. 介紹商業模式圖分析
    1. 了解物聯網目前與未來的挑戰與機會。
    2. 了解 如何使用商業模式圖分析設計物聯網應用
  • 講授
  • 報告
  • HW10:期末報告準備:商業模式圖分析與物聯網實作(ppt)  
    14 期末報告 期末實作分組簡報與demo 1. 學習團隊合作
    2. 討論與報告物聯網應用期末報告
    3. 培養物聯網實作展示的能力
  • 心得發表
  • 實作
  • 期末考
  •  

    教學要點概述:
    教材編選: ■ 自編教材 ■ 教科書作者提供
    評量方法: 期末考:30%   期中考:20%   報告:10%   作業:40%  
    教學資源: ■ 教材電子檔 ■ 課程網站
    教學相關配合事項:1. 須配合電腦教室 2.需購買微處理器
    課程網站:http://elearn.ttu.edu.tw
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504

    大學部
    核心能力 期末考 期中考 報告 作業
    核心能力二 設計與執行實驗,以及分析與解釋數據的能力 1/10 1 1 1 1
    核心能力三 執行機械工程實務所需技術、技巧及使用工具之能力 3/10 3 3 3 3
    核心能力四 設計機械工程系統、元件或製程之能力 3/10 3 3 3 3
    核心能力六 發掘、分析、應用研究成果及因應複雜且整合性工程問題的能力 2/10 2 2 2 2
    核心能力七 認識時事議題,瞭解機械工程技術對環境、社會及全球的影響,並培養持續學習的習慣與能力 1/10 1 1 1 1