《寻隐者不遇》多媒体课件开发计划书[X1]
一、教学设计[X2]
1、基本信息：[X3]
课题：《寻隐者不遇》[X4]
教材：人教版小学语文第二册第二单元
课时：2课时
2、需求分析
1>创设意境，帮助学生理解意境
理解意境，学会鉴赏，是古诗词教学的一项重点。鉴赏属于高级的思维活动，而小学生的思维主要还是以具体形象思维为主，这是古诗词教学中存在的主要予盾。传统的课堂教学中，主要依靠教师的语言描述或绘画来解决这一予盾。采用多媒体表达，图文声像并茂，能更好地创设意境，帮助学生理解意境，这是开发本课件的主要目的；
2>突出重难点，优化教学过程
生字学习，采用多媒体表达能够化小为大，突出重难点；有感情朗读，提供朗读范例，呈现断句技巧，优化教学过程。
3、内容设计
《寻隐者不遇》是小学语文教学大纲（全国）中规定的必学课目，也是推荐背诵的古诗词。本课的教学内容主要有以下几部分：
作者简介：对作者生平、主要作品进行简要介绍
课文朗读：主要教会学生断句，有感情的朗读课文
生字学习：学会6个生字的听说读写
诗意简析：创设意境，帮助学生理解古诗
4、学习者分析
小学一年级学生，思维方面，以具体形象思维为主；情感方面，自我意识有了很快的发展，但意志薄弱，学习动机倾向于兴趣型。因此，创设意境，激发兴趣，突破难点是设计开发本课件的立足点；
经过前一阶段学习，一方面学生已初步掌握了汉语拼音，并习惯了生字词学习的固定模式（认知策略），因此在生字词教学过程中按常规模式进行即可，但应保证内容的完整性；另一方面，一年级学生在入学前，可能已学会背诵一定量的古诗，具有了一定的朗诵经验，因此在朗读方面应主要突出意境的理解和有感情地朗读。
5、目标设计
教学目标：
通过本课学习，学生应：
（1）掌握6个生字“松、童、言、师、采、深”:能正确朗读6个字,发音准确；能以正确的笔画顺序书写六个字；理解6个字的字义并能组词；
（2）认识“寻、隐、者、遇、药”5个字：能正确读写5个字
（3）正确、流利地朗读课文，并能背诵课文。
（4）初步理解古诗意境，在此基础上能有感情地朗读课文
教学重点、难点：
（1）学会6个生字；
（2）朗读、背诵课文；
（3）理解意境
6、策略设计
传递—接受程序、课堂讲授法
二、课件结构设计
1、内容结构：
作者简介：作者生平、主要作品、头像
课文朗读：标准朗读范例，朗读应带有感情，同时突出断句
生字学习：教授 6个生字的听说读写，至少应包括朗读、拼音、书写顺序、部首、结构、字义、组词等内容
诗意简析：通过图像或动画创设意境，帮助学生理解古诗
练习：练习刚学过的6个生字的读写，提供朗读范例
2、控制结构：
以教师课堂讲授为主，采用传递—接受程序，故课件定位于课堂演示，主要由教师控制，四个模块间采用平行结构
三、课件脚本设计
<一> 系统逻辑模型
<二> 模块设计
1、开始：动画片头，突出显示本课内容，风格要求古典典雅
2、作者简介：显示作者头像，以文字形式显示作者生平、主要作品、风格并配音
3、课文朗读：标准朗读范例，朗读应带有感情，同时显示诗句，突出断句并要求同步
4、生字学习：包括6个生字的朗读、拼音、书写顺序、部首、结构、字义、组词等内容
5、练习：刚学过的6个生字的读写、组词并提供朗读范例
6、结束：动画，显示制作单位、版权信息等
<三> 界面设计
分辩率：800*600，全屏显示
色彩：古典型
<四> 资源分析
教学资料来源：人教版小学语文第二册、大纲、教学参考书、Internet
图片素材来源：Internet搜索、创作、扫描
音频素材来源：Internet搜索、创作
动画素材来源：Internet搜索、创作
<五>开发平台分析
1、硬件要求：奔腾III以上，内存256M以上，增强色（32色）以上，声卡（无法保证时可使用集成声卡），音响或耳机、网卡（连入Internet）
2、软件要求：
操作系统：Windows 98/NT/2000/XP
开发工具：多媒体集成工具：Authorware 6.5；
流式动画工具Flash MX；
图片处理工具：Photoshop 7.0；
声音处理工具：Soundforge 5.0
<六>运行平台分析
1、硬件要求：奔腾III以上，内存128M以上，增强色（16色）以上，声卡，音响或耳机、
2、软件要求：
操作系统：Windows 98/NT/2000/XP
其他要求：音频解码、flash播放器
四、进度安排
制订：XXX
审核：XXX
20##年11月20日
[X1]宋体、三号、加粗居中
[X2]宋体、四号、加粗、左对齐
[X3]宋体、五号、加粗左对齐
[X4]宋体、五号、不加粗、左对齐
第二篇：设计计划书范例2
上海市嵌入式系统创新设计应用竞赛设计计划书
2、设计计划书
一、题目
基于ARM的微机器人控制系统
研制基于ARM的微机器人控制系统
二、背景介绍
毫米级微型机器人是最近一两年发展起来的一种新型机器人。毫米级微机器人的定位精度对微机器人的实际应用具有重要意义。
在微机器人的机械结构和动力方面，本人所在的研究院对微型移动机器人进行了多年的研究，已拥有较成熟的技术，已经制作出直径为1mm的微马达（MEMS工艺如图1），并初步设计出可前后移动和转向的机器人机械部件。我们以此为基础设计了嵌入式微机器人控制系统。 硬件控制器是微控制系统的控制核心，该电路以32位ARM核处理器为核心组成数模混合系统，一片CPLD分别实现了微马达控制器。系统还包括电机驱动电路以及USB接口电路等。
基于嵌入式实时操作系统设计了系统软件，其包括微马达的控制、微动平台的控制以及通信协议和微机器人路径规划算法等。
三、设计目标
设计系统主要由主机Host、微机器人移动平台、微机器人本体和系统控制电路板等部分组成，简图见图１。
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主控操作人员通过计算机（主机Host）向本设计的主要设计制作部分“控制系统” 系统控制电路板发出“机器人控制命令”和“机器人位姿命令”；由USB接口，以ARM7为核心的控制系统根据相应命令参数计算得出机器人应该运动的方向和运动的距离；“控制系统”发出机器人能够接收的驱动信号，机器人则在微机器人移动平台准确做出相应的动作。
四、系统原理及框图
本设计拟采用PHILIPS的LPC2000系列ARM核心的单片机进行微机器人的行为控制。本系统充分发挥ARM单片机的控制能力和高性能低功耗的特点，向换相控制器发送命令字，由换相控制器进行脉冲的分配，再由电动机驱动电路驱动机器人的微电机。本系统充分利用ARM单片机的通信能力（可选用带USB接口的单片机），与上位机（PC）进行串行通信，接收PC机的指令。通过PC可以设定机器人的速度、位置等状态信息，也可以用键盘或与PC连接的摇杆控制微机器人。
其中换相控制器可利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）通过Verilog HDL硬件描述语言设计，处理器仅需要更改换相控制器中一些寄存器的数值即可完成对微马达的复杂操作，从而大大减轻了了单片机的负担。电动机驱动电路可由功率晶体管搭建，也可采用专用的电动机驱动芯片。
系统中的机器人是一个厘米级大小的微型轮式机器人，其核心部件微驱动器采用电磁微马达。本人所在的研究院对电磁微马达进行了多年的研究，已拥有较成熟的技术，已经制作出直径为1mm的微马达（MEMS工艺，如图1），并初步设计出可前后移动 的机器人。本小组可在其基础上进行改进，利用微型减速齿轮，设
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图2 直径1mm的
电磁型微马达
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计制作小于1厘米的微机器人。
微型机器人可用上一共有3台3mm微马达。其中负责直线运动的两台微马达并联在一起，运动完全同步，可以增大为机器人的力矩；另外一台微马达负责微机器人的转向。
若使微机器人的运动具有较高的精度，需要采取一些特殊的方法。传统的电流细分技术通过改变电机的各个绕组中通过电流的大小，从而可以改变电机绕组所产生的复合磁场的大小和方向，通过控制复合磁场的旋转速度和方向，达到控制电机步进精度的目的。但是传统技术要求可以对每个绕组的电流进行相应控制，而微马达中的微型电动机由于绕组采用Y形连接，流过每个绕组的电流是相互联系的，改变一个绕组电流的大小，必然会影响其它绕组电流。
所以我们选择采用平均转矩矢量PWM合成的方法。想法是步进电机的失步现象，假设以一个远远大于电机启动频率的频率在两个相邻控制状态A和B之间切换，那么转子既不停在控制状态A对应的位置A也不停在控制状态B对应的位置B，而是停在两个控制状态之间的某一位置。这个位置应该和两个控制状态的通电时间有关。通过改变这两个控制状态的通电时间，就可以控制电机停在位置A和位置B之间的任何一个位置，从而实现电机步距角的细分。
Verilog HDL硬件描述语言结合可编程逻辑器件（如市场上常见的Xilinx公司的XC9500XL系列CPLD器件）能够实现一个功能完善的微马达控制器，其结构框图见图3。其中，电机A状态字寄存器和电机A控制字寄存器负责控制直线运动的两台微马达，电机B状态字寄存器和电机B控制字寄存器负责控制转向运动的微马达。地址译码器、电机A控制字缓冲寄存器、电机A状态字缓冲寄存器、电机B控制字缓冲寄存器以及电机B状态字缓冲寄存器构成与处理器16位并行总线的接口电路。通过外部信号nWE（写使能）、nCS（片选）、Data（16位数据总线）和Addr（2位地址总线）和处理器相连。由于总线写操作的速度高于控制器的时钟频率，所以接口电路采用异步逻辑。当片选信号nCS为低电平，写使能信号由低到高时，根据译码器的译址，总线上的数据会加载到电机A控制字缓冲寄存器、电机A状态字缓冲寄存器、电机B控制字缓冲寄存器或者电机B状态字缓冲寄存器。
通信接口采用USB接口，即插即用，便于ARM单片机和PC机之间的连接。在PC上运行美观的的用户界面程序，轻点鼠标就可以控制微机器人的运行，调节微机器人的参数、状态。也可以选择用摇杆方便地控制机器人。本方案的系统框图如图2所示。
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图3 系统框图
电机驱动器A
电机驱动器B
图4 马达控制器结构框图
五、软件流程
本课题控制系统的总软件主要包括启动代码程序模块、微机器人运动参数数据以及用户控制程序三部分，其中启动代码可以初始化硬件系统，并将编译好的用户控制程序从PC机通过
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超级终端下载到Flash。为了便于调试微机器人的运动状态，可以使用户控制程序具备修改微机器人运动参数的功能。
用户控制程序是基于嵌入式实时操作系统的，因为处理器LPC2000是ARM7的内核，所以我们打算直接使用?C/OS-II在ARM7上的版本。一个可以使用的?C/OS-II内核必须能够提供时钟节拍服务，系统时钟节拍服务程序由于涉及到中断控制以及定时器寄存器的操作和具体的处理器相关，这些程序需要自己编写。用户控制程序部分包括微机器人通信协议解析、微机器人路径算法程序、微机器人直线运动控制、微机器人转向控制、运动参数读写5个任务等。
?C/OS-II是一个占先式实时多任务内核。各个程序是并行执行的，所以需要设定一定的优先级给每个程序模块，以保证微型机器人程序运行的稳定性，对于占用CPU的时间相对较少，实时性强的控制程序，分配给较高的优先级。同时各个程序之间也需要完成一定量的通信工作，从而使程序之间能有条不紊的运行。各个程序的通信关系如图４所示。
有时候需要任务间或中断服务与任务间的通信。这种信息传递称为任务间的通信。任务间信息的传递有两个途径：通过全程变量，显然用全程变量的方式并不可行，因为任务不知道什么时候全程变量被中断服务子程序修改了；另外一个方法是使用信号量方式发信号，或者使用邮箱或消息队列。
PC平台的终端程序根据预定的路径方案和外设的实时控制信号 实时地向机器人发送控制命令，为了能减少传送控制命令的时延并避免命令缓冲区溢出和误传漏传等问题，需要设置PC平台和控制系统的通信规则：
１）通信的握手规则，如何定义通信的请求和确认；
２）计算机每次向控制系统发送尽量少的字节信息，可以控制在４个左右；
图5 控制软件框图
为了满足条件２），可以预先设定几种运动控制命令字，例如用ASIIC码“F”代表快速前进，用“Q”代表快速后退，用“S”代表慢速前进，用“R”代表快速顺时针旋转，用“L”代表慢速逆时针旋转等。同时也预先设定写命令的几种类型，比如用特定的ASIIC码来代表“快速前进”、“快速后退”、“慢速前进”、“慢速后退”、“快速顺时针旋转”、“快速逆时针旋转”、“慢速顺时针旋转”“慢速逆时针旋转”（同上）。运动参数读命令字则可以根据三个无刷直流电机的换相时间、制动时间、相位索引等状态进行定义。
运动参数设置命令将会设置这些命令参数，运动参数设置命令包括运动参数写命令，运动参数读命令等等，可以在内存中设置参数读写缓冲区以解决读程序和写程序之间的同步问题。在设置好内存参数读写缓冲区的索引值后，便可以通过参数读写命令对这些缓冲区操作完成参数读写的任务。这样，就解决读程序和写程序之间缓冲区通信同步的问题。此外硬件传输信号、译码的过程和电机机械运动会使微机器人的实时运动状态稍稍延迟于当前的控制信号对应的运动状态，不过由于缓冲区的控制命令字序列是正确的，微机器人仍然会按照预定轨迹
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运动（不考虑滑动摩擦的影响）。最后调试时，如果发现微机器人确实存在滑动摩擦的话，就应该可以设置一定的命令传输延迟。如果系统能获得电机的反馈信号或者机器人的实时位置信号，那么设置足够的等待值是必须的（或者使握手信号等待微机器人，直到其到达预定的位置，握手信号才被发出），缺点是这样的微机器人会运动得较为缓慢。
在人工操作状态下，PC平台将会获得手柄（或鼠标）反馈控制指令参数（前进/后退、左转/右转、感应强度）这三个控制指令参数，控制模式有实时遥控方式和使微机器人按照一定的几何路径运动到指定坐标的方式。前者需要通过手动操纵手柄不断发送方向和速度信息给控制系统（通过指令字），后者则只需根据预先设定的位置信息，程序一次计算出命令字序列，然后按照PC平台和控制系统的通信规则将命令字序列逐个发送给微机器人的控制系统，再经该控制系统译码后产生驱动电机的PWM控制信号，从而驱动微机器人的步进马达和转向马达使其到达预定的目标位置。为了使微机器人的实际运行轨迹与计算机一次发送给控制系统的预定运动轨迹相一致，可以通过不断试验选择合适的电动机控制参数（通过PC终端GDI界面程序修改）和利用平均转矩矢量PWM合成技术。
PC平台通过USB连线将以上指令参数传送给控制系统。考虑到比赛提供的微处理器具备有USB功能，而且USB操作简便，易于到比赛现场调试设置等优点，所以这里选择了USB通信接口来实现计算机系统与控制器之间的通信。
六、应用前景
随着电子器件的不断缩小，组装仪器时要求的精密度也在不断增加。现在，科学家正在研制微型机器人，能在桌面大小的地方组装像硬盘驱动器之类的精密小巧的产品。军队也对这种微型机器人表现出了浓厚的兴趣。他们设想制造出大到鞋盒子，小到硬币大小的机器人，它们会爬行，跳跃，到达敌军后方，为不远处的部队或千里之外的总部收集情报。这些机器人是廉价的，可以大量部署，它们可以替代人进入难以进入或危险的地区，进行侦察、排雷和探测生化武器的工作。
微型机器人由于具有特殊的用途而倍受关注。一个重要应用是军事侦察，可装备到士兵班，进行敌情侦察及监视。还可用于战争危险估计、目标搜索、通信中继，监测化学、核或生物武器，侦察建筑物内部情况。可适用于城市、丛林等多种战争环境。因为其便于携带，操作简单，安全性好的优点，可以在部队中大量装备。在非军事领域，配置有相应传感器的微型机器人可以用来搜寻灾难幸存者、有毒气体或化学物质源，消灭农作物害虫等。
另外，微型机器人在医疗和生物工程中也有十分重要的作用。如无损伤医用微型机器人主要应用于人体内腔的疾病医疗，可以大大减轻或消除目前临床上广泛使用的各类内窥镜、内注射器、内送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适及痛苦。在生物和医学工程中常用的微操作过程主要有两大类：微注射操作和微切割操作，这两种操作在现代生物和医学研究中均起到了非常重要的作用。而微型机器人将能很好地进行这两种操作，从而推动生物医学工程的发展。
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