หน่วยที่2

แผนการจัดการเรยี นรู้ท่ี 2 สอนคร้งั ที่ 2 เรื่อง โครงสรา้ งและส่วนประกอบและไมโครคอนโทรลเลอร์

แผนการจัดการเรียนรู้ท่ี 2 เวลาเรียนรวม ๗๒ ชัว่ โมง ชอ่ื วิชา ไมโครโปรเซสเซอรแ์ ละไมโครคอลโทรลเลอร์ สอนครง้ั ที่ 2 ชื่อหนว่ ย โครงสร้างและส่วนประกอบและไมโครคอนโทรลเลอร์ ช่อื เรื่อง โครงสร้างและส่วนประกอบและไมโครคอนโทรลเลอร์ จำนวน 4 ช่ัวโมง หัวขอ้ เรือ่ ง ประวัติความเป็นมาของไมโครคอนโทรลเลอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ (องั กฤษ: Microcontroller มกั ย่อวา่ µC, uC หรือ MCU) คือ อุปกรณค์ วบคมุ ขนาดเล็ก ซงึ่ บรรจุ ความสามารถทคี่ ล้ายคลงึ กบั ระบบคอมพิวเตอร์ โดยในไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รวมเอา ซพี ยี ู, หน่วยความจ า และพอรต์ ซึ่งเปน็ สว่ นประกอบหลักส าคัญของระบบคอมพิวเตอรเ์ ขา้ ไว้ด้วยกัน โดยท า การบรรจเุ ข้าไว้ในตวั ถังเดยี วกัน โครงสร้างและส่วนประกอบไมโครคอนโทรลเลอร์ โครงสร้างโดยทัว่ ไป ของไมโครคอนโทรลเลอรน์ น้ั สามารถแบ่งออกมาไดเ้ ป็น 5 สว่ นใหญ่ ๆ ดังตอ่ ไปนี้ 1. หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู (CPU : Central Processing Unit) 2. หน่วยความจำ (Memory) สามารถแบ่งออกเปน็ 2 ส่วน คือ หนว่ ยความจำที่มีไว้สำหรบั เกบ็ โปรแกรมหลัก (Program Memory) เปรยี บเสมอื นฮารด์ ดสิ ก์ของเครือ่ งคอมพิวเตอรต์ ั้งโต๊ะ คอื ขอ้ มูลใด ๆ ทีถ่ ูกเก็บไว้ในน้จี ะไมส่ ญู หายไปแมไ้ ม่มี ไฟเล้ยี ง อกี ส่วนหน่งึ คอื หนว่ ยความจำข้อมูล (Data Memory) ใชเ้ ปน็ เหมอื นกบั กระดาษทดในการคำนวณของซีพียู และ เปน็ ทพ่ี กั ข้อมลู ช่ัวคราวขณะทำงาน แต่หากไม่มีไฟเลี้ยง ข้อมูลก็จะหายไปคล้ายกับหน่วยความจำแรม (RAM) ในเครอื่ ง คอมพิวเตอร์ทวั่ ๆ ไป แตส่ ำหรบั ไมโครคอนโทรลเลอรส์ มัยใหม่ หน่วยความจำข้อมลู จะมที ัง้ ทเี่ ป็นหน่วยความจำแรม ซึ่ง ข้อมูลจะหายไปเม่ือไมม่ ีไฟเล้ียง และเป็นอีอพี รอม (EEPROM : Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) ซ่งึ สามารถเก็บข้อมูลได้แม้ไม่มไี ฟเล้ยี งก็ตาม 3. ส่วนตดิ ตอ่ กับอปุ กรณ์ภายนอก หรือพอรต์ (Port) มี 2 ลกั ษณะคือ พอรต์ อนิ พุต (Input Port) และพอรต์ สง่ สญั ญาณหรอื พอรต์ เอาต์พตุ (Output Port) ส่วนนี้จะใช้ในการเชื่อมตอ่ กับอปุ กรณภ์ ายนอก ถือว่าเปน็ ส่วนทีส่ ำคัญมาก ใช้ร่วมกัน ระหวา่ งพอร์ตอินพุต เพอ่ื รบั สัญญาณ อาจจะด้วยการกดสวิตช์ เพื่อนำไปประมวลผลและส่งไปพอรต์ เอาตพ์ ตุ เพอื่ แสดงผล เช่น การติดสว่างของหลอดไฟ เปน็ ต้น 4. ชอ่ งทางเดินของสญั ญาณ หรือบัส (BUS) คือเส้นทางการแลกเปลีย่ นสัญญาณขอ้ มลู ระหว่าง ซพี ยี ู หนว่ ยความจำและพอร์ต เปน็ ลักษณะของสายสญั ญาณ จำนวนมากอย่ภู ายในตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยแบ่งเป็นบสั ขอ้ มลู (Data Bus) , บัส แอดเดรส (Address Bus) และบัสควบคุม (Control Bus) 5. วงจรกำเนิดสัญญาณนาฬิกา เป็นองคป์ ระกอบท่ีสำคัญมากอีกส่วนหน่งึ เน่อื งจากการทำงานท่ีเกดิ ข้ึนในตัว ไมโครคอนโทรลเลอร์ จะขน้ึ อยู่กับการกำหนดจงั หวะ หากสัญญาณนาฬิกามีความถีส่ งู จงั หวะการทำงานก็จะสามารถทำได้ ถขี่ นึ้ ส่งผลใหไ้ มโครคอนโทรลเลอร์ตวั นั้น มคี วามเร็วในการประมวลผลสูงตามไปด้วย ประเภทของไมโครคอนโทรลเลอร์ ไมโคร คอนโทรลเลอร์ มดี ้วยกนั หลายประเภทแบง่ ตามสถาปตั ยกรรม (การผลติ และกระบวนการทำงานระบบการประมวลผล) ท่มี ีใช้ในปจั จบุ ันยกตัวอยา่ งดังน้ี 1.ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกลู PIC (บรษิ ัทผผู้ ลิต Microchip ไมโครชิป) 2.ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกลู MCS51 (บรษิ ัทผผู้ ลติ Atmel,Phillips) 3.ไมโครคอนโทรลเลอรต์ ระกลู AVR (บรษิ ทั ผู้ผลิต Atmel)

4.ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกลู ARM7,ARM9 (บริษัทผู้ผลิต Atmel,Phillips,Analog Device,Sumsung,STMicroelectronics) 5.ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกลู Basic Stamp (บริษัทผู้ผลติ Parallax) 6.ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกลู PSOC (บริษทั ผผู้ ลิต CYPRESS) 7.ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล MSP (บรษิ ทั ผู้ผลิต Texas Intruments) 8.ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล 68HC (บริษัทผู้ผลติ MOTOROLA) 9.ไมโครคอนโทรลเลอรต์ ระกลู H8 (บรษิ ัทผูผ้ ลติ Renesas) 10.ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกลู RABBIT (บริษทั ผู้ผลิต RABBIT SEMICONDUCTOR) 11.ไมโครคอนโทรลเลอรต์ ระกลู Z80 (บรษิ ทั ผู้ผลิต Zilog) การเลอื กใช้งานบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ สามารถเลือกใชง้ านไดต้ ามความถนัดและเหมาะสม - ระบบมขี นาดใหญ่ เช่น ระบบไมโครคอมพิวเตอรค์ วรเลือกใช้ ไมโครโพรเซสเซอร์ในการทำงาน - ระบบทมี่ ีขนาดเลก็ เช่น งานควบคมุ ทั่วๆไปทีไ่ มต่ ้องการความ ซบั ซ้อนมากนักควรเลือกใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ระบบ สมองกลฝงั ตัวทใี่ ชไ้ มโครคอนโทรลเลอร์เปน็ ส่วนประมวลผล หลัก มีข้อดีหลายอย่างไดแ้ ก่ • มขี นาดเล็ก • มรี าคาถูกกว่าการใชไ้ มโครโพรเซสเซอร์ • ฮาร์ดแวรท์ พี่ ฒั นาข้ึนมีความซบั ซ้อนนอ้ ย ช่วยลดขอ้ ผิดพลาดใน การตอ่ วงจร • มีการพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอรม์ าอย่างต่อเนื่อง ทำให้ช่วยลด ระยะเวลาในการพัฒนาระบบ สาระสำคญั สมรรถนะหลกั (สมรรถนะประจำหน่วย) แสดงความรู้เกยี่ วกบั โครงสร้างและสว่ นประกอบและไมโครคอนโทรลเลอร์ สมรรถนะย่อย (สมรรถนะการเรียนร้)ู สมรรถนะทวั่ ไป (ทฤษฏี) ๑ แสดงความรู้เกย่ี วกับประวัตคิ วามเป็นมาของไมโครคอนโทรลเลอร์ ๒ แสดงความรูเ้ กี่ยวกับโครงสร้างและส่วนประกอบไมโครคอนโทรลเลอร์ สมรรถนะทพ่ี ึงประสงค์ (ทฤษฏ)ี เมื่อผู้เรยี นได้ศึกษาเนื้อหาในบทนีแ้ ล้ว ผเู้ รยี นสามารถ ๑ บอกประวตั ิความเปน็ มาของไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ถูกต้อง ๒ อธบิ ายโครงสรา้ งและส่วนประกอบไมโครคอนโทรลเลอร์ไดถ้ กู ตอ้ ง สมรรถนะทัว่ ไป (ปฏิบตั )ิ ๑ แสดงทกั ษะในการแยกประเภทของไมโครคอนโทรลเลอร์ 2 แสดงทกั ษะในการการเลอื กใช้งานบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ สมรรถนะที่พึงประสงค์ (ปฏิบัต)ิ เมือ่ ผ้เู รยี นได้ศกึ ษาเน้ือหาในบทน้แี ล้ว ผู้เรยี นสามารถ ๑ แยกประเภทของไมโครคอนโทรลเลอร์ไดถ้ ูกตอ้ ง ๒ เลือกใชง้ านบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ถูกตอ้ ง

แผนการจดั การเรียนรู้ที่ 2 เวลาเรยี นรวม ๗๒ ช่ัวโมง ชื่อวชิ า ไมโครโปรเซสเซอรแ์ ละไมโครคอลโทรลเลอร์ สอนคร้ังท่ี 2 ชอ่ื หนว่ ย โครงสร้างและสว่ นประกอบและไมโครคอนโทรลเลอร์ ช่อื เรื่อง โครงสรา้ งและสว่ นประกอบและไมโครคอนโทรลเลอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง กิจกรรมการเรยี นการสอน การนำเขา้ สบู่ ทเรียน ๑. ครเู รียกชื่อ สำรวจการแตง่ กายของนักศึกษา การเตรยี มเครื่องมืออปุ กรณ์พร้อมท้ังบันทกึ ลงในแบบประเมนิ คุณธรรม จรยิ ธรรม ๒. ครแู จง้ จดุ ประสงค์ประจำหนว่ ยการเรยี นรแู้ ละความสำคัญของเนื้อหาซ่ึงจะเป็นพื้นฐานในการเรยี นรู้เรื่องอน่ื ตอ่ ไป ๓. ผู้เรยี นทำแบบทดสอบก่อนเรยี น ๔. ครผู ู้สอนใหน้ ักเรยี น บอกถึงโครงสร้างและส่วนประกอบและไมโครคอนโทรลเลอร์ การเรียนรู้ ๕. ครใู ชส่ ือ่ พาวเวอร์พอยตใ์ นการนำเสนอความรู้เกีย่ วกับประวัตคิ วามเป็นมาของไมโครคอนโทรลเลอร์ โครงสรา้ งและ ส่วนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร์ ๖. ครูผู้สอนใหน้ ักเรียนศกึ ษาจากใบความรู้ เรือ่ ง โครงสรา้ งและสว่ นประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร์ ๗. ครใู หน้ กั เรียนช่วยกนั สรปุ หวั ขอ้ ต่างๆ จากใบความรแู้ ละตอบคำถามจากแบบฝึกหัดเรือ่ งโครงสรา้ งและส่วนประกอบของ ไมโครคอนโทรลเลอร์ การสรปุ ๘. ครสู รปุ ทบทวน โดยใช้คำถามกระตุ้นนักเรียนให้นักเรียนใช้เหตผุ ลจากความรู้ทีเ่ รียนในเร่ืองโครงสรา้ งและส่วนประกอบ ของไมโครคอนโทรลเลอร์ การวดั ผลและประเมินผล ๙. ครแู จกใบทดสอบหลงั เรยี นเรอ่ื งโครงสร้างและส่วนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร์ให้นกั เรยี นปฏบิ ัตติ ามแบบคำสง่ั ของ แบบทดสอบ ๑๐. ครตู รวจและเก็บคะแนนประจำแบบทดสอบเรื่อง โครงสรา้ งและส่วนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร์ ๑๑. ครใู ห้นักเรยี นทบทวนความรเู้ พ่ือแก้ไขส่วนทผี่ ดิ ในการเรียนเรอ่ื งโครงสรา้ งและส่วนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร์ ๑๒. ครูเนน้ ย้ำให้นกั เรยี นตระหนักถงึ หลักปรัชญาเศรษฐกจิ พอเพยี งในสว่ นของ ความสนใจใฝร่ ู้ ความมวี ินัย ตรงต่อเวลา และ อยู่อยา่ งพอเพยี ง ในเรื่องโครงสรา้ งและส่วนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร์

แผนการจดั การเรียนรู้ที่ 2 เวลาเรยี นรวม ๗๒ ชว่ั โมง ช่ือวชิ า ไมโครโปรเซสเซอรแ์ ละไมโครคอลโทรลเลอร์ สอนครั้งที่ 2 ชื่อหน่วย โครงสร้างและสว่ นประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร์ ช่ือเร่อื ง โครงสร้างและส่วนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร์ จำนวน 4 ช่วั โมง สือ่ การสอน ๑.เอกสารประกอบการสอน ๒.เอกสารประกอบการเรยี น ๓.สอ่ื นำเสนอ PowerPoint 4.คลาสเรยี นออนไลน์ google classroom งานที่มอบหมาย/กิจกรรม ให้นกั เรยี นทำแบบฝกึ เสรมิ ทักษะตามใบงานท้ายหน่วยการเรียนที่ 2 การวัดและประเมินผล วิธีการ เครอ่ื งมือ เกณฑ์ วัดผล/ประเมินผล - ผ่านเกณฑ์ร้อยละ ๖๐ - ทำแบบฝึกเสรมิ ทกั ษะทา้ ย - แบบฝึกเสริมทักษะท้าย ๑. สมรรถนะทพ่ี งึ ประสงค์ - ผ่านเกณฑ์ร้อยละ ๘๐ หนว่ ย หน่วย ๒. คณุ ลักษณะอันพึง ประสงค์ (Attitude) - ประเมนิ คณุ ลกั ษณะอันพึง - แบบประเมินคณุ ลกั ษณะ ประสงค์ อันพึงประสงค์