公開日：2008年10月11日 マイコン・サイエンス講座
講座内容

マイコンを教材としたコンピュータサイエンスとは？

コンピュータは何１０万台の並列処理という大規模な計算システムから0.5mm角のマイクロチップまで様々に形を変えて私達の暮らしに入り込んでいる。それらはインターネットなどのネットワークを通して、電線、光ファイバ、赤外線、電磁波などの手段で通信し、情報ネットワークを構築している。しかしコンピューサイエンス、情報科学教育の現状は、コンピュータの原理の理解までおよばず、各種のプログラミング言語の習得に終始している場合が多く、コンピュータサイエンスという学問体系として教育がなされていない。　したがってコンピュータサイエンスの教育はその根源的な原理にもとづいて行うことが必要である。一方、マイコンプログラミングといえば実務的な実習や電子工作、あるいは学生実験の数コマの中で体験的に取り上げられることが多い。
　そこで本教育プログラムは、マイクロコンピュータを用いたプログラミング実習を通して、論理学の基本、プログラミング、コンピュータアーキテクチャを一本の柱として学ぶことを目的とする。

授業内容

・コンピュータの基本構造：CPUの機能
・数学の基礎：2進数と16進数
・論理学の基礎：論理回路による計算
・デジタル制御：PWM制御によるLEDの点灯
・クロック制御：タイマー割り込みによる7セグLEDによるカウントアップ
・インターフェイス：センサーからの入力によるA/D変換
・通信技術：シリアル通信･赤外線通信

本教育プログラムは東北学院大学工学部　電子工学科において行われている授業です。プログラム開発に関して、東北学院工学部電子工学科・教養学部情報科学科にご協力いただいています。

講義ノート

第５回　インターフェイス：センサからの入力によるA/D変換 2008.12.30

文責：林 叔克   カテゴリ：2008年｜講座内容

Figure：自然界とコンピュータ 自然界は、時間や物理量が連続的な値をとる世界です。ところがコンピュータは、時間や物理量を離散的にしか扱うことができません。そこで、連続的な量を離散的に扱う変換が必要になります。アナログからデジタルへの変... [詳細]

第４回　I/Oプログラミング 2008.12.26

文責：林 叔克   カテゴリ：2008年｜講座内容

今までは、マイコンからの出力をプログラミングしてきました。AVR マイコンからの配線図を図16.1 に示します。電圧の出力はPORTB から行われ、[5V] あるいは1[0V] が出力されます。LED 発光時の消費電流は表示灯用途では数m... [詳細]

第３回　デジタル制御2：音階を使って、音楽をつくる 2008.12.25

文責：林 叔克   カテゴリ：2008年｜講座内容

音階と周波数 音は空気の振動です。この振動は空気を伝達し、鼓膜まで到達します。空気の振動の周波数が、大きければ大きいほど、高い音に聞こえます。音楽は、ドレミファ・・の音階がベースになっていますが、これは人間が任意に選んだ音の周波数です。ドか... [詳細]

第２回　デジタル制御1：PWM制御によるLEDの点灯 2008.12.22

文責：林 叔克   カテゴリ：2008年｜講座内容

マイコンの機能 マイコンは日常生活においてテレビのリモコン、冷蔵庫など身の回りの電子機器に広く使われている。マイコンの働きは一言でいえば、論理的記号によるソフトウェアの世界と電流と電圧によるハードウェアの世界をつなぐことといえます。 1. ... [詳細]

第１回　アルゴリズムの構築とマイコンによる実行 2008.10.11

文責：林 叔克   カテゴリ：2008年｜講座内容

コンピュータとは？ 生き物とロボットの共通点を見出すことによって、大きな構造が見えてきます。 まずは生き物の説明から始めよう。 　生き物は視覚、聴覚などによって環境を知覚します。得られた情報を脳で判断し、知覚した情報に適した行動をとります。... [詳細]

実施日誌