物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術應用(新大陸)5.2-設計汽車發(fā)動機溫度監(jiān)測功能-教案-V1.0

《物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術應用》課程教案學年度

第學期項目名稱項目五汽車傳感系統(tǒng)授課教師授課時間課題名稱5.2任務2設計汽車發(fā)動機溫度監(jiān)測功能授課班級授課類型新授課課時4教學目標知識目標1.掌握數(shù)字式溫度傳感器的特性及其與微控制器接口的工作原理；2.了解CAN總線相關的基礎知識；3.掌握CAN控制器的工作原理；4.掌握CAN收發(fā)器芯片的功能及典型應用電路的工作原理。能力目標1.能根據(jù)項目需求自行規(guī)劃通信協(xié)議；2.會設計Cortex-M3微控制器與溫度傳感器的接口（ADC）程序并與物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)程序進行集成應用；3.會根據(jù)應用的需求配置與驅動Cortex-M3微控制器自帶的CAN控制器；4.會搭建CAN總線網(wǎng)絡并編程實現(xiàn)組網(wǎng)通信；5.能進行CAN通信的數(shù)據(jù)抓包、分析與故障排除。素質目標1.培養(yǎng)謙虛、好學、勤于思考、認真做事的良好習慣：嚴謹?shù)拈_發(fā)流程和正確的編程思路；2.培養(yǎng)團隊協(xié)作能力：相互溝通、互相幫助、共同學習、共同達到目標；3.提升自我展示能力：講述、說明、表述和回答問題；4.培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展能力：利用書籍或網(wǎng)絡上的資料幫助解決實際問題。教學重點1.CAN通信幀類型；2.CAN收發(fā)數(shù)據(jù)主要函數(shù)。教學難點CAN通信幀的構成及其作用。教法與學法講授法、任務驅動法、討論法等。教學手段及資源教材、PPT、課堂任務單、思維導圖、實操視頻。學情分析使用教材《物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術應用》。教學環(huán)節(jié)（時間分配）教學內容與教師活動學生活動設計意圖教學手段課前準備（25min）一、課程導入（5min，PPT第5頁）引導場景：汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)。自發(fā)回答引導問題由案例引出任務，通過引導問題激發(fā)學生的學習興趣和積極性。PPT二、任務描述與要求（7min，PPT第5-6頁）1.教師講解本任務的要求；2.演示任務5.2的完成效果。聽講幫助學生梳理各個任務點，為學習指明路徑。教師介紹完任務的結構后，演示任務完成效果，學生將對本任務的要求有一個感性的認識，同時也能吸引其注意力，激發(fā)其學習的積極性。PPT三、任務分析與計劃（13min，PPT第8-9頁）1.引導問題（1）真實的發(fā)動機溫度監(jiān)測需要哪些部件，其工作原理如何？（2）要完成本任務要求，我們需要使用哪些硬件？（3）系統(tǒng)的大體運行流程如何？2.教師介紹任務5.2的課程結構；3.學生以小組為單位研討并制定任務計劃。聽講、做任務計劃通過問題和課程結構介紹，引導學生明確實現(xiàn)本任務所需的知識點和技能點。學生分組研討制定任務計劃，培養(yǎng)其職業(yè)能力和團隊協(xié)作能力。PPT、實操視頻知識儲備（35min）一、CAN通信幀介紹（6min，PPT第11-15頁）1.CAN通信幀類型；2.數(shù)據(jù)幀；3.遙控幀；4.錯誤幀；5.過載幀；6.幀間隔。二、CAN收發(fā)數(shù)據(jù)主要函數(shù)解析（14min，PPT第16頁）1.CAN發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)；2.CAN接收數(shù)據(jù)中斷回調函數(shù)。三、硬件選型分析（5min，PPT第17-18頁）1.認識溫度傳感模塊；2.溫度傳感模塊的工作原理分析。四、STM32如何通過NTC熱敏電阻獲取溫度值（5min，PPT第19頁）講解利用ADC外設、歐姆定律、溫度特性表獲取溫度值的原理與過程。五、根據(jù)任務要求制定CAN通信協(xié)議（5min，PPT第20頁）教師講解建議的CAN通信協(xié)議。聽講學生通過教師設計的“引導問題”、“練一練”，帶著問題學習任務實施所需的知識點，在必要時即時動手實踐，可有效地提高其學習的主動性。PPT任務實施（100min）一、設備準備（5min，PPT第22頁）學生根據(jù)【設備清單表】進行設備準備。二、講解建議的實施步驟（5min，PPT第23頁）教師講解建議的實施步驟。三、修改任務1的STM32CubeMX工程配置（20min，PPT第24-25頁）1.復制任務1的工程并更名；2.配置ADC外設。四、添加代碼包（10min，PPT第26頁）1.添加CAN通信代碼；2.添加熱敏電阻驅動代碼。五、編寫代碼（10min，PPT第27頁）1.將USART1輸出重定向至printf函數(shù)；2.編寫應用層代碼。六、編譯下載程序（5min，PPT第28頁）1.編譯下載中控臺程序；2.編譯下載監(jiān)測節(jié)點程序。七、搭建硬件環(huán)境（15min，PPT第29頁）根據(jù)硬件接線表進行硬件環(huán)境的搭建。八、結果驗證（15min，PPT第30頁）學生對程序運行結果進行調試與驗證。九、填寫【實施紀要表】（15min，PPT第23頁）填寫【實施紀要表】，記錄任務實施過程的注意點和心得體會。分組開展任務實施教材建議的實施步驟遵循工作過程導向的原則。學生參考此步驟實施，可對其職業(yè)能力進行培養(yǎng)。另外，通過對【實施紀要表】的填充，學生可養(yǎng)成嚴謹、認真的工作態(tài)度以及善于總結的工作方式。教材、PPT任務檢查與評價（10min）一、經(jīng)驗分享（7min，PPT第32頁）當天輪到的小組選派代表分析本組實施經(jīng)驗。二、自評和互評（3min，PPT第32頁）1.小組各成員參照評價標準完成自評；2.完成對其他小組的評價。各組自評、互評學生通過對自己的實施過程和經(jīng)驗的介紹，鍛煉自我展示能力。課堂任務單任務小結（5min）一、任務小結（5min，PPT第34頁）教師總結本任務所學的知識點與技能點。聽講借助思維導圖幫助學生梳理任務學習的主要知識點和技能操作步驟，有助于課后鞏固。思維導圖任務拓展（5min）一、布置任務拓展