到達目標
１．マイクロコンピュータを利用した簡単な機器の仕組みを説明できる。
２．マイクロコンピュータとセンサを組み合わせた基本回路の利用ができる。
３．アイデアを簡単なマイコン装置を用いて実現できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安（不可) |
| 評価項目1 | マイクロコンピュータを利用した簡単な機器の仕組みを説明できる。 | 機器の仕組みの要素を明示できる。 | マイクロコンピュータを利用した簡単な機器の仕組みを説明できない。（不可) |
| 評価項目2 | マイクロコンピュータとセンサを組み合わせた基本回路の利用ができる。 | マイクロコンピュータとセンサを組み合わせた基本回路の説明ができる。 | マイクロコンピュータとセンサを組み合わせた基本回路の利用ができない。 |
| 評価項目3 | アイデアを簡単なマイコン装置を用いて実現できる。 | アイデアを簡単なマイコン装置を用いた構成で説明できる。 | アイデアを簡単なマイコン装置を用いて実現できない。 |
学科の到達目標項目との関係
JABEE B-1
説明
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JABEE B-2
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教育方法等
概要:
コンピュータの知識をもとに、各種の応用機器について理解を深め、マイクロコンピュータ（マイコン）を各種機器や計測装置に応用し基本的なシステム構成ができるようにする。マイコン装置による計測や制御に使用するセンサ活用の基礎能力を修得する。
授業の進め方・方法:
ワンチップマイコン、電気電子計測、計算機アーキテクチャⅡ、アナログ電子回路、ディジタル電子回路、プログラミングなどの知識を総合して、簡単なマイコンシステムの提案ができるようにする。まず基本装置を用いて回路構成、インターフェース機能の学習を経てテストプログラムの動作を理解する。次に各種センサーについて学習し種々のマイコン装置への応用能力を養成する。その後電子回路CADを活用したマイコン装置設計例に発展させる。半導体の英文規格資料も使用し、英語による特別講義の実施と併せ、技術者としてのコミュニケーション能力養成についても配慮する。
注意点:
関連参考書：組み込みシステムのハードウェア設計入門講座 坂巻佳壽美 電波新聞社、センサと計測で学ぶPICマイコン講座 秦明宏 CQ出版社など
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
マイコンとその組み込みシステム開発手順 |
マイコンの基本構成及び組み込みシステムの開発手順を説明できる。
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| 2週 |
マイコンの構成要素 |
マイコン内部の主要要素について説明できる。
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| 3週 |
マイコンを用いたシステムの具体例 |
システム例を挙げマイコンを用いる理由を示して説明できる。
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| 4週 |
マイコンを用いた基本装置の回路と製作 |
マイコンに関連する基本入出力回路を説明し簡易な組み立てができる。
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| 5週 |
マイコンを用いたテストプログラム |
デバッガーを用いテストプログラムでマイコンの動作確認ができる。
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| 6週 |
マイコンのプログラミング |
テストプログラムの動作を説明できる。
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| 7週 |
A/D変換、D/A変換及び各種インターフェース |
アナログとデジタルの入出力について説明できる。
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| 8週 |
中間まとめ |
中間試験により理解を確認する。
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| 4thQ |
| 9週 |
各種センサ回路(1) |
CdS, 距離センサを活用できる。
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| 10週 |
各種センサ回路(2) |
音響センサの入力処理ができる。
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| 11週 |
マイコン応用に関連する特別英語講義 |
マイコンに関連した研究や装置に関する英語講義を聴講しその概要を理解できる。
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| 12週 |
電子回路CADとプリント基板設計(1) |
電子回路設計ＣＡＤを用いて基本回路図が作成できる。
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| 13週 |
電子回路CADとプリント基板設計(2) |
電子回路設計ＣＡＤの基本回路図からプリント基板用のパターン図が作成できる。
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| 14週 |
マイコンを用いたシステムの提案 |
マイコン基板とセンサ等を組み合わせてマイコン装置を提案できる。
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| 15週 |
提案の評価とまとめ |
提案する装置のブロック図、プログラムのフローチャートを提示できる。
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 | 論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。 | 2 | 後4 |
| 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。 | 3 | 後2 |
| コンピュータにおける初歩的な演算の仕組みを理解できる。 | 2 | 後2 |
| データの型とデータ構造が理解できる | 1 | 後4 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 1 | 後9 |
| 電子回路 | 演算増幅器の特性を説明できる。 | 2 | 後9 |
| 反転増幅器や非反転増幅器等の回路を説明できる。 | 2 | 後10 |
| 計測 | A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。 | 2 | 後7 |
| 電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 2 | 後9 |
| オシロスコープを用いた波形観測（振幅、周期、周波数）の方法を説明できる。 | 2 | 後10 |
| 情報 | 基本的なアルゴリズムを理解し、図式表現できる。 | 2 | 後15 |
| プログラミング言語を用いて基本的なプログラミングができる。 | 3 | 後5 |
| 整数、小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 2 | 後7 |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 3 | 後7 |
| MIL記号またはJIS記号を使って図示された組み合わせ論理回路を論理式で表現できる。 | 1 | 後12 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 専門的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |