蓝桥杯大赛少儿创意编程Arduino组赛前集训课程包.pdf

发布时间：2022-06-16 发布人：admin 分类：说明书资料大小：3.18M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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蓝桥杯大赛青少年创意编程 Arduino组培训/集训课程包版本-180901

版本：180901 课程包简介本课程包（以下简称《Arduino组培训/集训课程包》）是专门为蓝桥杯大赛青少年创意编程Arduino组开发的，供培训/赛前集训使用。中小学及培训机构可以使用本课程包组织竞赛准备课程。本课程包分为三个难度部分：  难度一（六次课程），Arduino基本知识与技能，及实战练习；  难度二（六次课程），Arduino进阶知识与技能，及实战练习；  难度三（六次课程），Arduino综合应用及主题型训练。在蓝桥杯少儿组的竞赛中，那些个人能力出众、逻辑思维清晰、编程创意丰富的小朋友更容易脱颖而出。所以，集训的要点是综合能力及思维训练。此集训课程包与日常课程并不相同，它们互为补充，可平行授课。课时安排本系列课程安排30课时授课时间，可针对Arduino水平初级/中级/高级的学员授课。样例安排如下：  初级学员：难度一：18课时（详细讲解）；难度二：12课时（选择讲解）；难度三：0课时（不讲授）。  中级学员：难度一：6课时（快速复习）；难度二：18课时（详细讲解）；难度三：6课时（选择讲解）。  高级学员：难度一：0课时（不讲授）；难度二：12课时（选择讲解）；难度三：18课时（详细讲解）。建议售价 30课时集训课程建议售价5560元。参考资料附件一：蓝桥杯大赛青少年组介绍附件二：蓝桥杯大赛青少年组赛事通知（第九届）附件三：蓝桥杯大赛青少年创意编程Arduino组样题（第九届）版本升级本资料下一版本将于2019年3月1日发布。届时，请各位授课教师向大赛组委会索取最新版本。 / 介简程课训集训培组 o n u d r A i 程课训集 / 训培组 O N I U D R A 程编意创年少青赛大杯桥蓝

说明：本课程包配套的参赛套装版本：180901 课程要点因为Arduino开放硬件固有的开放性、多样性和灵活性，也带来了通用性不强、传感器和外设的碎片化等问题，所以本课程包指定蓝桥青少杯 Arduino组配套参赛套装（以下简称“参赛套装”）做为配套集训器材，这样可以尽量避免碎片化等繁复问题带来的授课干扰，让授课老师和学生可以将精力专注在逻辑思维的训练方面。本课程包中所涉及的传感器及其他外设均包含在参赛套装中，套装以尽量集成在同一块电路板上的原则为基础，以Arduino MEGA 2560为核心，将几十种传感器和外部设备尽量以通用的连接方式有机地集成。该套装配套了封装的驱动程序、详细的使用说明和大量的示例程序。使用该套装可有效降低Arduino入门门槛，降低各传感器和外设的使用难度和复杂度，可普遍应用在比赛、集训、日常教学、编程逻辑思维训练和创客作品的创作过程中。程课训集 / 训培组 O N I U D R A 程编意创年少青赛大杯桥蓝明说 — — 装套赛参套配参赛套装的传感器和其他外设的类型、选型及使用的连接方式等信息请见“配套参赛套装-配置表”。本课程包也可以为其它形式的Arduino硬件套装或学习包所用，但配套的各传感器或外设需要授课教师参照“配套参赛套装-配置表”中的相关信息提前选型、调试，并验证确实可用于本课程包的教学实例。本课程包因为篇幅和专注方面等原因，不为其他形式的Arduino硬件套装或学习包提供技术支持。

说明：Arduino集成板的硬件配置版本：180901 模块名称占用接口类型占用接口编号温湿度传感器（DHT11）旋转变阻器声音传感器无源蜂鸣器数字口模拟口模拟口 PWM 超声波传感器模拟口复用数字口光传感器模拟口人体红外传感器 PWM复用数字口课程要点 D42 A2 A3 PWM9 A0/A1 A4 PWM11 PWM3 18 D22-D26 RX1-19/INT4 D29 PWM13/PWM12 PWM10 D31-D38 PWM5/PWM6/PWM7 SDA SCL SDA SCL SDA SCL PWM 数字口数字口 I2C PWM 数字口 PWM I2C I2C I2C 红外发射红外接收按钮(6个) 触摸传感器实时时钟单色LED（蓝色） 8路LED（流水灯）全彩LED 四位数码管 LCD1602液晶显示屏高分彩色电容触摸屏(480X320,64K彩色，电容触摸) 摇杆 SD读卡器舵机（预留接口）步进电机 RFID 陀螺仪、加速度计（ADXL345） WIFI 蓝牙程课训集 / 训培组 O N I U D R A 程编意创年少青赛大杯桥蓝表置配 — — 装套赛参套配外部中断INT0 INT0（PWM2）模拟口模拟口数字口 SPI 数字口数字口 SPI I2C USART USART A5 A6 D39 PWM4/MOSI/SCLK/MISO D44 D45-D48 SS/SCLK/MOSI/MISO D28 SDA SCL RX2-17/TX2-16 TX3-14/RX3-15

版本：180901 授课方案《Arduino组培训/集训课程》按难度从低到高包括难度一、难度二、难度三共三个系列，基本涵盖了竞赛大纲范围内的所有Arduino基础编程知识和技能。《Arduino组培训/集训课程难度一》系列课程的目的是带领学生复习Arduino编程的基础知识和相关环境的基本使用，包括：电脑编程环境和Arduino主机基本操作、基本编程结构、常用传感器和外部设备的基础使用等，并就相关知识点和技能进行编程练习。参加本系列课程练习的学生应该已具备Arduino的使用和编程经验。如前所述，本课程包的课程内容基于参赛套装的器件型号、连接方式和使用方式进行描述，不具有完全的通用性。练习程序中则均不对硬件的搭建过程、连接方式和端口等作出具体的要求，未使用参赛套装的情况下，需要授课教师根据学生使用的具体器材将硬件搭建要求、连接方式等具体化。编程环境根据学生的具体情况，采用米思齐或者IDE均可，在复习相关模块或语句时可分为米思齐和IDE分别讲解相关的方法、语句等。因为米思齐环境对复杂逻辑的支持不如 IDE强大和灵活，所以建议随着学生年龄增长、课程难度增大后，引导学生使用IDE环境编程。对于不同能力基础的学生，授课进度应灵活掌握。例如，对于初级学生，难度一集训课程的授课时间应为每次课程3课时左右。课程中每个编程练习的样例程序需由授课老师针对具体的软硬件教学环境提前准备，课程包本身并不包含各练习的样例程序，后续会提供基于参赛套装环境下部分题目的样例程序。学生在集训课程中编写的练习程序，应集中保存在以集训课程编号为名称的文件夹中，以方便教师检查程序完成情况及便于学生集训课后的复习。例如：课程“926011”中的程序“001”，米思齐版本应保存在“926011”文件夹的“001m”程序中，IDE版本应保存在“926011”文件夹的“001”程序中。注意事项教师可以酌情调整授课进度与授课方式，课程以复习和练习为主，复习中查漏补缺，练习中灵活运用。组委会不建议以集训代替日常课程。没有日常课程的牢固基础，集训课程易流于形式。同时，过多的知识讲授也会模糊集训课程的真正目标。一度难程课训集组 o n u d r A 0 1 0 6 2 9 i 程课训集 / 训培组 O N I U D R A 程编意创年少青赛大杯桥蓝

复习：Arduino基本使用，基本编程结构使用，LED灯点亮程序实际操作练习：初级习题授课方案版本：180901 课程要点复习Arduino的米思齐电脑编程环境IDE编程环境的使用，复习Arduino硬件的基本使用，复习基本编程结构，并利用LED进行编程练习。教师带领学生复习 1.电脑端编程环境的使用并实际操作（如果学生带自己比赛时用的电脑更好）：对米思齐和IDE两种环境均要求掌握：进入及退出编程环境、配置Arduino板、新建程序、按照指定路径和名称保存程序、找到并打开已保存的程序、下载到Arduino并执行； 2.Arduino硬件基本功能使用及实际操作：连接电脑、将程序下载到Arduino板、中断程序运行（断电或者reset）。 3.程序主体结构：米思齐环境：初始化和程序主体（没有明显标识）；IDE环境：setup() 和loop()； 4.数字输出、模拟输出和延时模块：米思齐环境：数字输出和模拟输出模块；延时模块； IDE环境：数字端口和模拟端口设置及输出方法：pinMode()、digitalWrite()、 analogWrite()；延时方法：delay()； 5.LED：输出类设备。数字输出，高电平为点亮，低电平为熄灭；模拟输出（PWM方式），可控亮度；配套套装中是一个蓝色LED，端口为D10；综合练习  程序001：控制一个单色LED（颜色任意），使得LED点亮1秒钟，熄灭1秒钟，如此反复。  程序002：控制一个单色LED（颜色任意），使得LED逐渐点亮，如此反复。提示：不用循环模块，用模拟输出语句分10步，指定亮度逐渐增大且每步间间隔0.2秒钟的方式实现。教师做课程总结程课训集 / 训培组 O N I U D R A 程编意创年少青赛大杯桥蓝课一第一度难 1 1 0 6 2 9

复习：程序基本结构语句、变量和数字端口输入方法、按钮和流水灯的使用练习：初级习题授课方案版本：180901 课程要点复习程序基本结构语句，复习变量（整型）和数字端口输入方法，复习按钮的使用。教师带领学生复习 1.变量：复习变量的使用；如果使用米思齐环境，可以在循环复习环节把变量作为循环的步长变量一起复习。 2.循环：复习循环的使用。  程序001：控制一个单色LED（颜色任意），使得LED逐渐点亮，如此反复。提示：使用循环（0~255，步长为1，延时0.03秒）、PWM模拟输出实现。  程序002：控制一个单色LED（颜色任意），使得LED实现呼吸灯的效果，即逐渐点亮再逐渐变暗，如此反复。提示：使用两个循环，分别控制亮度逐渐变大和逐渐变小。 3.按钮：开关类输入设备。复习按钮的用法，按照配套套装的设置，按钮按下为高电平，按钮松开为低电平； 4.数字端口输入方法：主要用于开关类输入设备，读取数字端口输入：digitalRead()； 5.分支：复习分支结构的使用：if( ){ }else{ }。  程序003：控制一个单色LED（颜色任意）和1个按钮（或者轻触开关模块），在按钮按下时LED点亮，按钮松开时LED熄灭。 6.8路流水灯模块使用：一般的连接方式设定为：8个数字端口连接LED阳极，1个数字端口连接共阴极；  程序004：控制一个8路流水灯模块，编写程序依次对LED进行“点亮、延迟1秒、熄灭”，如此反复。  程序005：控制一个8路流水灯模块，编写程序依次对LED进行“点亮、延迟1秒”，在8 个LED全部点亮后，延迟1秒，全部LED熄灭，如此循环。综合练习  程序006：控制一个单色LED（颜色任意）和2个按钮或者轻触开关模块，按动一个按钮使得LED点亮，按动另一个按钮使得LED熄灭。  程序007：控制一个单色LED（颜色任意）和1个按钮或者轻触开关模块，开始时LED熄灭，按动一次按钮后，LED点亮，再次按动一次按钮后，LED熄灭，如此循环。提示：利用变量保存当前LED的点亮状态；在按钮按下后执行动作，等待按钮松开后才算是一次按动过程完成。  程序008：利用按钮使得8路流水灯逐渐点亮，按动一次点亮一个LED且不熄灭；直至8 个都点亮后，等待1秒钟，全部熄灭，如此反复。  程序009：利用按钮使得8路流水灯同时点亮和熄灭，按动一次点亮8个LED，等待1秒钟后熄灭8个LED；再循环一次。教师做课程总结程课训集 / 训培组 O N I U D R A 程编意创年少青赛大杯桥蓝课二第一度难 2 1 0 6 2 9

复习：模拟输出、映射、字符串类型变量；全彩LED、旋转变阻器、数码管使用练习：初级习题授课方案版本：180901 课程要点复习模拟输出、映射方法和字符串类型变量，复习全彩LED、旋转变阻器和数码管使用。教师带领学生复习 1.模拟输出方法：analogWrite()可用于数字端口（PWM模式）和模拟端口； 2.全彩LED使用：实际对应了红绿蓝三色LED，控制每个LED的亮度即控制了总量度和颜色值；  程序001：控制一个全色LED，编程使得全色LED模块按照次序显示红色、绿色、蓝色、红色+绿色、红色+蓝色、绿色+蓝色、红色+绿色+蓝色，每种颜色或颜色组合1秒钟，如此循环。 3.映射方法：复习米思齐环境的映射模块和IDE环境下的映射命令map()，常用于不同取值范围间的数值对应转换； 4.模拟输入方法：analogRead()可用于读取模拟端口输入； 5.旋转变阻器使用：使用模拟输入可以读取旋转变阻器的数值；  程序002：用旋转变阻器控制LED的亮度，要求旋转变阻器的全量程均对LED等的亮度有改变作用。提示：利用映射方法。  程序003：用旋转变阻器控制流水灯的点亮和熄灭，随着旋转变阻器顺时针转动，流水灯逐个全部点亮，旋转变阻器顺时针转动时流水灯逐个熄灭。 6.字符串变量使用：字符串变量char[]的定义和使用，也包括类型转换时常用的命令： itoa、sprint； 7.数码管使用：主要掌握4位数码管的使用方法。米思齐环境控制数码管比较简单，在IDE 环境下也应简化控制方法，直接利用已经封装好的驱动库实现字符串直接显示的方法就好，而数码管管位点亮的底层方法只适用于讲解原理；  程序004：在4位数码管上切换显示“0123”，保持2秒钟后显示“4567”，保持2秒钟后显示“89ab”，保持2秒钟后显示“cdef”，保持2秒钟，如此循环；  程序005：利用按钮在4位数码管上依次切换显示“0123”、“4567”、“89ab”、 “cdef”；  程序006：利用4位数码管显示100秒倒数功能；提示：利用sprintf命令将整型变量转化为char[]型并在数字之后添加4个空格，再用数码管的displayString命令输出（以 tm1650为例）；综合练习  程序007：利用全彩LED实现黄色呼吸灯效果；提示：红色+绿色为黄色；  程序007：利用按钮启动4位数码管的100秒倒数功能，在倒数到0以后，再次循环；  程序008：将旋转变阻器的测量数值实时显示在4位数码管上；教师做课程总结程课训集 / 训培组 O N I U D R A 程编意创年少青赛大杯桥蓝课三第一度难 3 1 0 6 2 9

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