概要:
マイクロコンピュータの構成と基本動作，数値の表現を学習する。また，データの移動，数値演算，論理演算，入出力などの命令の動作および処理手順についてアセンブリ言語を用いて学習する。C言語と汎用マイコンボードを用いた実習を通じて，様々なシステムへのマイコンの応用に必要な基本機能（GPIO,割込み，タイマ）を学習する。更にセンサ計測，通信へのマイコンの応用についても実習を通して学習する。
授業の進め方・方法:
定期試験の成績とレポートをおよそ3:2 の割合で評価する。ただし，合格にはすべての課題終了を条件とする。
注意点:
本科目は，プログラム基礎，ディジタル技術基礎，組み込みシステムと関連する。
一般的なコンピュータの仕組みに関する知識を学習し，計測・制御するすべを習得する授業のため，他の情報処理に関する科目に通ずる授業であり重要である。前半はアセンブリ言語によるプログラミングを通してマイコンのハードウェアとソフトウェアの関係について理解し，C言語によるプログラミングを用いたマイコンの基本的な使用方法について学習する。後半はマイコンによる計測，制御，通信を行うプログラムについて学習をする。本科目では前年度に学習したC言語の理解が必要となるので，プログラミング基礎の知識を復習しておくこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス
マイクロコンピュータの概要
AVRマイクロプロセッサの構成 |
マイクロコンピュータの基本構成を理解できる。
ALU，アドレスデコーダなどの動作が説明できる。
AVRの構成を理解できる。
AVRの持つ機能を説明できる。
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| 2週 |
計算機上での数の表現
アセンブラによるプログラミング基礎 |
計算機上で用いられる数値表現を理解できる。
補数表現などの数値表現を計算できる。
アセンブラによる基礎的なプログラムを理解できる。
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| 3週 |
シミュレータによるプログラム動作の確認 |
シミュレータの使い方，結果の確認方法について理解できる。
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| 4週 |
カメレオンボードの使い方
C言語によるプログラミング開発環境の理解 |
カメレオンボードにソフトウェア情報を書き込める。
カメレオンボードで動作可能なC言語プログラムの開発環境を利用できる。
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| 5週 |
GPIO |
GPIOによるディジタル信号の入出力の記述ができる。
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| 6週 |
割込み |
プログラムに割込み処理を記述できる。
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| 7週 |
タイマ |
プログラムにタイマ処理を記述できる。
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| 8週 |
ADC |
プログラムにADC処理を記述できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
センサ回路 |
様々なセンサの特徴と計測回路を理解できる。
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| 10週 |
センサ計測プログラム実習1 |
センサによる計測プログラムを記述できる。
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| 11週 |
センサ計測プログラム実習2 |
センサによる計測プログラムを記述できる。
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| 12週 |
シリアル通信 |
シリアル通信のプログラムを記述でき，他の通信デバイスとの情報交換ができる。
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| 13週 |
総合実習I
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センサ計測，モーター制御，シリアル通信を組み合わせたシステムのプログラムを記述できる。
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| 14週 |
総合実習II |
センサ計測，モーター制御，シリアル通信を組み合わせたシステムのプログラムを記述できる。
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| 15週 |
総合実習III |
センサ計測，モーター制御，シリアル通信を組み合わせたシステムのプログラムを記述できる。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
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| 2週 |
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| 3週 |
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| 4週 |
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| 5週 |
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| 6週 |
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| 7週 |
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| 8週 |
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| 4thQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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| 16週 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を活用できる。 | 4 | 前1 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | プログラミング | 代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。 | 3 | 前4 |
| プロシージャ(または、関数、サブルーチンなど)の概念を理解し、これらを含むプログラムを記述できる。 | 3 | 前4 |
| 変数の概念を説明できる。 | 4 | 前4 |
| データ型の概念を説明できる。 | 4 | 前4 |
| 制御構造の概念を理解し、条件分岐を記述できる。 | 4 | 前13,前14,前15 |
| 制御構造の概念を理解し、反復処理を記述できる。 | 4 | 前13,前14,前15 |
| 与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。 | 3 | 前10,前11 |
| 要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを設計することができる。 | 4 | 前10,前11,前13,前14,前15 |
| 要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを実装することができる。 | 4 | 前14,前15 |
| ソフトウェア | コンピュータ内部でデータを表現する方法(データ構造)にはバリエーションがあることを説明できる。 | 4 | 前3 |
| 計算機工学 | 整数・小数をコンピュータのメモリ上でディジタル表現する方法を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 4 | 前2 |
| 整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 前2 |
| 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 前2 |
| コンピュータを構成する基本的な要素の役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。 | 4 | 前1,前3,前12 |
| ハードウェア記述言語など標準的な手法を用いてハードウェアの設計、検証を行うことができる。 | 4 | 前4 |
| 要求仕様に従って、標準的なプログラマブルデバイスやマイコンを用いたシステムを構成することができる。 | 4 | 前13,前14,前15 |
| コンピュータシステム | ネットワークコンピューティングや組込みシステムなど、実用に供せられているコンピュータシステムの利用形態について説明できる。 | 3 | 前13,前14,前15 |
| システムプログラム | コンパイラの役割と仕組みについて説明できる。 | 4 | 前2 |
| 情報通信ネットワーク | 情報通信ネットワークを利用したアプリケーションの作成方法を説明できる。 | 4 | 前13,前14,前15 |
| 情報数学・情報理論 | コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを説明できる。 | 4 | 前2 |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 情報系分野【実験・実習能力】 | 情報系【実験・実習】 | 標準的な開発ツールを用いてプログラミングするための開発環境構築ができる。 | 4 | 前4 |
| 要求仕様に従って標準的な手法によりプログラムを設計し、適切な実行結果を得ることができる。 | 4 | 前5,前6,前7,前8,前10,前11,前12,前13,前14,前15 |