- 學校 : 國立中央大學
- 開課單位 : 機械工程學系
- 課程名稱 : 微控制器/微控制器實驗
- 授課教授 : 江士標 教授
- 修課時間 : 2019年09月~2020年01月
- 最終成績 : 100
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完成 Lab 數： 12 個
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完成 Lab 人數 / 總修課人數： 20 / 117
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完成狀況
Lab 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 建議日期 09/23 09/26 10/03 10/04 10/15 10/24 11/13 11/21 12/11 12/20 12/27 01/03 實際日期 09/20 09/26 09/27 10/04 10/15 11/04 11/13 12/05 12/16 12/19 12/25 12/27 差異天數* -1 0 -3 0 0 +7 0 +10 +3 -1 -2 -4 * 差異天數已排除國定假日
例如 : 第 1 次 Lab 實際完成時間比建議早 1 天。
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Hello World!
學習使用 Atmel Studio 7.0 編譯程式、燒錄至開發板，並透過人機介面 (HMI) 觀察程式輸出結果。
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C程式執行流程控制語法使用
學習 C 語言的基礎流程控制語法，包括運算子 (operator)、條件判斷 (if-else, switch-case) 及迴圈 (for-loop, while-loop)。
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C語言函式建立及呼叫
學習 C 語言的函式建立與呼叫，包含傳值 (Call by Value) 與傳址 (Call by Reference) 的概念。
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C程式陣列及字串語法使用
學習 C 語言的陣列、字串及結構體 (Struct) 等資料結構之應用。
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單板電腦監控物理世界
學習如何透過微控制器 (MCU) 的 GPIO 接腳接收指撥開關訊號與驅動 LED，並於麵包板上完成基本電路連接。
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匯流排原理，住址解碼，緩衝器，三態
將 Lab 5 的電路升級，利用匯流排 (Bus) 的概念整合輸出／輸入訊號，並加入三態緩衝器 (3-state Buffer) 以簡化電路設計。
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編解碼，七節管顯示及鍵盤輸入掃瞄
將 Lab 6 的電路進一步改裝為 4x4 矩陣鍵盤與七段顯示器，並學習其掃描與解碼原理。
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電子計算機(輪詢式)
以 Lab 7 的硬體為基礎，透過輪詢 (Polling) 方式實作一台電子計算機。功能包含：透過 4x4 鍵盤輸入、四則運算、連續運算、負數處理、除以零的錯誤提示，以及按鍵防抖處理。
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電子計算機(中斷式)
學習微控制器 (MCU) 的中斷 (Interrupt) 機制，並將 Lab 8 的輪詢式鍵盤掃描改為中斷式，以提升程式效率。
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ASA 介面卡
將自製的鍵盤與顯示器替換為現成的模組，並學習使用 SPI 通訊協定與模組進行溝通。
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時鐘
學習使用微控制器 (MCU) 內建的計時器 (Timer)，並結合 Lab 10 的模組，實作一個具備時間設定與鬧鐘功能的電子時鐘。
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步進馬達
學習驅動六線四相步進馬達的原理，透過 MCU 控制自製的 H 橋電路來完成馬達換相，並實現轉速控制功能。
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期末專題-自走車
整合 Lab 12 的步進馬達控制技術，搭配紅外線感測器，最終完成一台能夠沿著黑線自主行駛的循跡自走車。
這張地圖展示了自走車的行駛路徑。自走車從右上方的紅色區域出發，沿著黑線逆時針繞行一圈後，最終會回到同一個區域。途中的小型紅色區塊是檢查點，當車輛發生錯誤時，可以退回到最近經過的檢查點重新開始。
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AVR-gcc
Atmel-Studio -
C4MLIB v3.7.0
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ASA_M128_V2(AVR ATMega128)
ASA官網
這門課是中央大學機械系大一控制組的必修，由多位助教共同指導。課程包含 12 項連貫的實驗，並要求學生完成全部實驗後才能進行期末專題。為確保學習進度，課程採分組進行，學生可依能力選擇「實作組」或「考試組」，後者讓同學能透過筆試確保學分，設計相當彈性。
這是一門相當扎實的課程，內容涵蓋了 C 語言程式設計、MCU 周邊韌體操作 (GPIO/SPI/Interrupt)、麵包板電路實作等。雖然過程中經歷了無數次的除錯，但完成後收穫極大。特別是當親手打造的計算機成功運作時，那份成就感無可比擬。能夠順利完成這整門課，讓我對嵌入式系統有了更深的理解與自信。
最後，附上花費好幾個晚上才完成的 Lab8 計算機電路圖：
