单片机应用技能实训教案项目7.docx
《单片机应用技能实训教案项目7.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机应用技能实训教案项目7.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
单片机应用技能实训教案项目7
单片机应用技能实训教案—项目7
项目710秒倒计时控制电路制作
任务1LED数码管结构、显示方法及项目相关指令
一、案头
任务
LED数码管结构、显示方法及项目相关指令
授课时间
年月日
授课班级
教学形式
讲授
授课时数
2课时
教学用具
多媒体
教学资源
课件、10秒倒计时电路制作成品
课前准备
教学目标
1、了解LED数码管结构及工作原理。
2、掌握LED数码管静态、动态显示方法。
3、掌握项目相关指令的作用及使用方法。
教学重点
1、LED数码管静态、动态显示方法。
2、项目相关指令的作用及使用方法。
教学难点
1、LED数码管动态显示方法。
2、项目相关指令的灵活使用。
教学过程
1、通过生活中实际情境的介绍，引出项目任务。
2、LED数码管结构及工作原理。
3、LED数码管静态、动态显示方法。
4、项目相关指令的作用及使用方法。
教学后记
二、教学实施过程
实施环节
教学内容
导学方法
组织教学
1、检查学生出勤情况并做好记录。
2、调整学生的注意力，为上课作准备。
互动交流
复习提问
1、相关指令复习：
CJNEA,direct,rel；
JBbit，rel；
DJNZRn，rel；
2、二进制与十六进制的转换（举具体例子提问）？
提问导思
导入
“各方面工作准备就绪，倒计时准备，倒计时开始：
9、8、7、…2、1、0，点火。
”相信同学们不只一次的看到或听到上述场面。
本项目的任务就是制作10秒倒计时控制电路。
为完成项目制作，先进行相关基本知识的学习。
启发学习积极性
讲授新课
一、LED数码管结构及工作原理
1、LED数码管结构
通常使用的是七段LED显示器，这种显示器由8个发光二极管构成，有共阴极和共阳极两种,如图7.1。
2.LED数码管工作原理
共阴极LED数码管的8个发光二极管的阴极连在一起，接公共端COM。
使用时公共端接地，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮。
共阳极LED数码管的8个发光二极管的阳极连在一起，接公共端COM。
使用时公共端接+5V，当发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮。
从管脚a~g及dp输入不同的8位二进制数，可显示不同的数字或字符，通常把控制发光二极管的8位二进制数称为段码。
现举例如下：
对于共阳极数码管，若要显示0，其段码为C0H。
二、LED数码管的显示方法
1.静态显示
概念：
静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止。
这种显示方式的各位数码管相互独立，公共端恒定接地（共阴极）或接正电源（共阳极）。
每个数码管的8个字段分别与一个8位I/O口相连，I/O口只要有段码输出，相应字符即显示出来，并保持不变，直到I/O口输出新的段码。
优点：
较小的电流即可获得较高的亮度，且占用CPU时间少，编程简单，显示便于监测和控制。
缺点：
其占用的口线多，硬件电路复杂，成本高，只适合于显示位数较少的场合。
2.动态显示
概念：
动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。
通常，各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的I/O口控制；各位的位选线（公共阴极或阳极）由另外的I/O口线控制。
优点：
采用动态显示方式比较节省I/O口，硬件电路也较静态显示方式简单。
缺点：
其亮度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时，CPU要依次扫描，占用CPU较多的时间。
三、项目相关指令
（1）控制转移类指令
①SJMPrel；转移到下条指令的地址加上rel的地址处
该指令为无条相对转移指令，使用时，一般用标号代替rel，例如要转移到标号START处，可用指令SJMPSTART来完成。
该指令的转移范围是-128B至+127B，使用时要引起注意。
指令SJMP$的作用是原地踏步。
②CJNERn，#data，rel；比较不相等则转移，相等则顺序执行
该指令是比较不相等转移指令，执行时将Rn中数据与data比较，若不相等则转移到由rel生成的地址处，若相等则顺序执行，当Rn中数据大于或等于data时，CY=0，否则CY=1。
使用时一般用标号代替rel，例如若Rn中数据与28不相等则转移到NEXT处，可用指令CJNERn，#28，NEXT来完成。
注意该指令的转移范围是-128B~+127B。
（2）数据传送类指令
①MOVA，@Ri；A←（（Ri））
该指令的功能是将Ri（i=0、1）指向的地址单元的数据传送到累加器A中，例如以下指令：
MOVR0，#30H
MOV30H，#28H
MOVA，@Ri
指令执行后，（A）=28H。
（3）减1指令
①DECRn；Rn←（Rn）-1
该指令的作用是将Rn的内容减1。
例：
设（R1）=29H、（R2）=20H、（R3）=00H，执行如下指令：
DECR1
DECR2
DECR2
指令执行后，（R1）=28H、（R2）=1FH、（R3）=FFH。
可用多媒体展示图7-1或画在黑板上
参照图7-1介绍LED数码管结构及工作原理。
相关指令作为重点进行讲授，让学生达到理解和灵活运用指令编写程序的目的。
课堂小结
1、LED数码管结构及工作原理。
对于共阴极LED数码管，使用时公共端接地，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮。
对于共阳极LED数码管，使用时公共端接+5V，当发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮。
2、通过对比LED数码管静态显示和动态显示的优缺点，加深对LED数码管显示方法的理解。
3、项目相关指令的作用及应用。
进一步巩固数据传送指令、控制转移指令、减1指令的灵活使用。
课后作业
自我测评1题、2题、3题、4题、5题。
任务210秒倒计时控制电路的硬件、软件设计
一、案头
任务
10秒倒计时控制电路的硬件、软件设计
授课时间
年月日
授课班级
教学形式
讲授
授课时数
2课时
教学用具
多媒体
教学资源
课件、10秒倒计时控制电路制作成品
课前准备
教学目标
1、掌握单片机并行接口用于输出时与外部电路的连接方法。
2、了解数码管的工作原理，掌握10秒倒计时控制电路的整体构成。
3、掌握10秒倒计时程序的编程思路，绘制流程图。
4、进一步巩固程序流程图的作用，根据流程图编写程序。
教学重点
1、单片机并行接口用于输出时与外部电路的连接及整体电路构成。
2、应用程序的的编程思路。
教学难点
1、对电路构成的理解和应用。
2、灵活应用指令进行程序设计。
教学过程
1、I/O端口控制发光二极管接线方法、亮灭控制原理及元件参数选择（复习）。
2、I/O端口控制数码管接线方法、显示控制原理及元件参数选择。
3、在老师引导下，由同学或大家一起画出项目电路原理图。
4、10秒倒计时程序流程图绘制。
5、10秒倒计时程序设计。
教学后记
二、教学实施过程
实施环节
教学内容
导学方法
组织教学
1、检查学生出勤情况并做好记录。
2、调整学生的注意力，为上课作准备。
互动交流
复习提问
1、共阳极LED数码管的工作原理？
2、编写100m延时子程序？
提问导思
导入
经过前面的相关知识学习，我们已经可以设计制作用数码管显示10秒倒计时控制电路了，下面我们根据数码管特点及所学相关知识来设计10秒倒计时控制电路。
首先看发光二极管与单片机的连接方法。
启发学习积极性
讲授新课
一、10秒倒计时控制电路设计
1、发光二极管与单片机的连接（复习）
2、共阳极数码管与单片机的连接
单片机I/O端口使用低电平驱动方式，即将数码管各段通过限流电阻接于电源正极和单片机I/O端口引脚之间，如图所示。
当某段端口输出0时，该端所连接的字段导通并点亮，当某段端口输出1时，该端所连接的字段熄灭。
根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。
3、10秒倒计时控制电路原理图设计
根据上述接线原理，可设计出由P2口控制一位数码管来完成10秒倒计时电路原理图了，具体要求如下：
①P0口控制8个发光二极管（倒计时开始前，8个发光二极管全亮，开始倒计时后，8个发光二极管全灭，10秒时间到后，8个发光二极管以流水灯形式亮灭）；
②P1.0控制一个按键来控制10秒倒计时的开始；
③P2口控制一位数码管来完成10秒倒计时。
4、元件选择
本项目涉及到的元件选择主要有发光二极管、数码管和限流电阻三种元件。
发光管的选择主要考虑颜色、亮度和直径；限流电阻的选择依据是发光管的工作电压和工作电流。
请同学们来选择。
数码管的选择主要考虑每段的颜色、亮度，功耗；限流电阻的选择依据是数码管的工作电压和工作电流。
请同学们来选择。
二、应用程序设计
1、程序流程图的绘制
如图7-3
2、项目程序设计
根据流程图，依据相关指令10秒倒计时参考程序如下：
S1EQUP1.0；按键S1与P1.0等值
LEDEQUP0；LED与P0等值
SMGEQUP2；数码管SMG与P2等值
ORG0000H
AJMPSTART；转移到初始化程序START
ORG000BH；定时器T0中断入口
AJMPDSCL；转移到定时处理DSCL
START:
；
MOVA,#0FEH；流水灯初始化数据
MOVDPTR,#TAB；段码表首地址
MOVTMOD,#11H；定时器初始化
MOVTL0,#0B0H；置定时初值
MOVTH0,#3CH
SETBEA；开中断总允许
SETBET0；开定时器0中断
CLRF0；清倒计时结束标志
MAIN:
MOVR7,#10；倒计时初始值
MOVR2,#10；1秒定时次数（每次定时100ms）
MOVLED,#00H；使8个发光管点亮
MA1:
MOVP1,#0FFH；键查询准备
JBS1,MA1；S1没按下则转移到MA1
MOVLED,#0FFH；8个发光管熄灭
SETBTR0；开定时器T0，10秒倒计时开始
MA2:
JBF0,MA3；10秒时间到，则转移到MA3
SJMPMA2；10秒时间未到，转移到MA2继续等待
MA3:
CLRTR0；停止定时
CLRF0；清倒计时结束标志
MOVR6,#72；置流水灯次数
MA4:
MOVLED,A；使LED灯相应位点亮
LCALLYS；调用延时子程序YS
RLA；A中数据左移，为点亮下一个准备
DJNZR6,MA4；跑马灯次数不为0则转移到MA4
SJMPMAIN；转移到主程序MAIN
YS:
MOVR5,#100；延时子程序
YS1:
MOVR4,#200
DJNZR4,$
DJNZR5,YS1
RET
DSCL:
；定时处理服务子程序
PUSHACC；保存断点数据
MOVTL0,#0B0H；重装定时器初值
MOVTH0,#3CH
DJNZR2,DSFH；不到1秒则转移到定时返回
MOVR2,#10；重置定时次数
DECR7；10秒倒计时减1
MOVA,R7；倒计时数据送到A
DSCL1:
MOVCA,@A+DPTR；查显示数据段码
MOVSMG,A；送出段码显示
CJNER7,#00H,DSFH；倒计时时间未到，则转移到定时返回DSFH
SETBF0；置倒计时结束标志
DSFH:
POPACC；恢复断点数据
RETI；中断返回
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H；定义共阳段码表
DB99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,0FFH
END
学生在黑板上绘制。
老师和同学共同完成电路原理图设计
由同学选择，老师指导。
可用多媒体展示图7-3或画在黑板上
在老师引导下与同学一起完成应用程序设计。
课堂小结
1、发光二极管亮灭控制方法。
2、数码管显示控制方法。
3、10秒倒计时控制电路整体构成。
4、程序流程图绘制。
5、10秒倒计时应用程序设计。
课后作业
自我测评6题（编程）。
任务310秒倒计时控制电路的计算机仿真
一、案头
任务
10秒倒计时控制电路的计算机仿真
授课时间
年月日
授课班级
教学形式
老师演示、学生练习
授课时数
2课时
教学用具
教学资源
机房、多媒体、相关课件
课前准备
教学目标
1、10秒倒计时控制电路设计的计算机仿真验证。
2、进一步提高仿真软件proteus的使用熟练程度。
3、进上步提高汇编软件keil的使用熟练程度。
4、熟练相关指令的使用及10秒倒计时控制电路应用程序。
教学重点
1、进一步提高工具软件的使用熟练程度。
2、10秒倒计时控制电路设计的计算机仿真验证。
教学难点
1、进一步加深对仿真验证步骤的深入理解。
2、仿真电路运行出错时的修改调试。
教学过程
1、proteus仿真电路绘制步骤。
2、用keil进行程序汇编步骤。
3、课件演示10秒倒计时控制电路显示效果。
4、布置练习作业，学生进行练习并验证电路效果，老师进行指导。
教学后记
二、教学实施过程
实施环节
教学内容
导学方法
组织教学
1、检查学生出勤情况并做好记录。
2、调整学生的注意力，为上课作准备。
互动交流
复习提问
1、proteus基本操作有哪几步？
2、数码管与单片机的连接方法？
提问导思
导入
展示在上次课完成的10秒倒计时控制电路原理图。
接下来我们就要用计算机仿真验证电路设计的正确性和运行效果。
启发学习积极性
讲授新课
一、使用proteus绘制仿真电路图的步骤
1、将所需元器件加入到对象选择器窗口
AT89S51用AT89C51代替，LED数码管、电容、电解电容、晶振、按键、电阻的英文名字分别是7SEG、CAP、CAP-ELEC、CRYSTAL、BUTTON、RES。
2、放置电源及接地符号
3、元器件之间的连线
4、编辑对象的属性设置元件参数
5、将设计好的硬件电路文件保存。
二、使用keil进行程序汇编的步骤
1、源文件的建立
输入完源程序后，保存该文件，注意必须加上扩展名asm
2、建立工程文件
点击“Project--NewProject…”菜单，出现一个对话框，要求给将要建立的工程起一个名字，---。
3、工程的设置（针对我们的单片机制作项目进行简单设置）
在OutPut页面，选中“CreatHexfile用于生成可执行代码文件（可以用编程器写入单片机芯片的HEX格式文件，文件的扩展名为.HEX）”该项。
4、编译、连接
在设置好工程后，即可进行编译、连接。
点击Buildtarget按钮
，对当前工程进行连接，如果当前文件已修改，软件会先对该文件进行编译，然后再连接以产生目标代码。
编译过程中的信息将出现在输出窗口中的Build页中，如果源程序中有语法错误，会有错误报告出现。
三、布置作业学生练习，老师指导，
1、单片机控制10秒倒计时程序设计的仿真验证。
2、技能反复训练与思考题3题。
利用多媒体或机房相关软件进行操作演示。
课堂小结
1、proteus的基本操作步骤。
2、keil的操作步骤。
3、单片机控制10秒倒计时电路的仿真验证。
课后作业
技能反复训练与思考题4题。
自我测评6题。
任务410秒倒计时控制电路的制作与调试
一、案头
任务
单片机控制10秒倒计时电路的制作与调试
授课时间
年月日
授课班级
教学形式
学生动手操作、老师指导
授课时数
4课时
教学用具
万用表、电烙铁等
教学资源
实训设备、10秒倒计时控制电路制作成品
课前准备
单片机芯片及相关电子元件采购、准备。
教学目标
1、熟练使用万能板制作项目硬件的步骤。
2、掌握相关元件测试的方法。
3、掌握使用相关工具进行电路制作的操作方法。
4、掌握使用仪表进行电路测试方法，提高仪表使用的熟练程度。
5、掌握单片机控制10秒倒计时电路构成及硬件、软件调试。
教学重点
1、掌握使用万能板制作单片机项目的操作步骤。
2、掌握相关元件的测试方法。
3、掌握单片机控制10秒倒计时控制电路构成及硬件、软件调试。
教学难点
1、项目硬件的电路接线图绘制。
2、电路调试中的故障查找。
教学过程
1、强调实训室操作规程，注意操作安全。
2、单片机控制10秒倒计时控制电路各元件及使用工具简介。
3、学生进行元件测试及元件布局设计并绘制电路接线图。
4、分组进行硬件电路制作。
5、分组进行硬件电路调试。
6、根据硬件电路实际对应用程序进行修改并进行运行调试。
教学后记
二、教学实施过程
实施环节
教学内容
导学方法
组织教学
1、检查学生出勤情况并做好记录。
2、调整学生的注意力，为上课作准备。
互动交流
复习提问
1、发光二极管的测试方法？
2、LED数码管的测试方法？
提问导思
导入
强调操作纪律及操作安全注意事项。
简单介绍发光管、数码管测试方法，项目硬件制作的步骤，期望同学们能在2学时中见证我们的设计成果。
由学生分组展开实际操作。
建议每组2个，最好每组不超过3人。
启发学习积极性
项目制作
一、认识项目相关元件及元件测试
本项目制作在项目2基础上完成。
本项目的相关元件除项目2所用元件外，增加了数码管。
由学生识别各相关元件并用万用表对相关元件进行测试。
二、元件布局设计及电路接线图
1、布局设计
由学生依据电路原理图，并根据电路元件实际进行电路布局设计。
元件布局设计时应考虑方便接线，并兼顾美观大方。
2、绘制电路接线图
各小组根据所设计的布局图并依据电路原理图进行电路接线图绘制，接线图必须按元件的实际位置绘制，接线图绘制完成后，要妥善保存。
三、按元件高低层次依次进行插装与焊接
1、限流电阻的插装与焊接
2、发光二极管的插装与焊接
3、LED数码管的插装与焊接
四、电路连接
1、根据电路原理图进行各元件之间的连接。
2、完成各元件的连接后，将电源线引出或将USB座焊接在电路板上，使用电脑上的5V电源。
五、硬件电路调试
1、通电之前，先用万用表检查各电源线与地线之间是否有短路现象，测试40脚IC插座各引脚对地电阻值并记录，分析各电阻值是否合理。
2、不插单片机芯片，接通电源，检查所有插座或器件的电源端是否有符合要求的电压值，接地端电压是否为0V，测试40脚IC插座各脚对地电压并记录，分析电压值是否合理。
3、在不插上单片机芯片时，模拟单片机输出低电平（将对应引脚接地），检查相应的外部电路是否正常（比如LED数码管各段是否点亮）。
六、应用程序编写与调试运行
1、应用程序的编写
打开Keil软件，根据硬件电路实际，编写出实际应用的汇编语言程序并进行汇编。
2、运行调试
（1）将单片机芯片插入插座，将程序写入用数据线连接好，打开程序写入软件。
（2）将由Keil软件生成的.HEX目标文件载入程序写入软件，执行写入命令。
（3）将数据线从电路板上取下，接通电路板电源，进入运行状态。
（4）观察是否按预期方式运行，否则对硬件和软件进行检查与调试。
例如数码管不能正常显示，可取下单片机芯片后，接通电源，将数码管与单片机相连的引脚接地，看数码管各段时否点亮，若不亮，则是外部元件问题；若能点亮，则是单片机芯片或软件问题。
学生分组进行动手制作，老师巡回指导或示范操作。
在项目2制作成品基础上完成本项目。
将所测试数据列表记录并妥善保存。
项目制作小结
1、元件测试方法。
2、电路接线图绘制很重要。
3、元件插装与焊接及电路连接。
4、硬件电路调试。
5、程序编写与运行调试。
课后作业
1、将项目制作调试时测试数据列表并分析。
2、总结本项目制作中出现问题及解决方法。
升级会员 