项目五《设备自动控制》教案

山东交通职业学院《设备自动控制》教案专业：材料成型与控制技术教师：李新卫2010-2011-2教学课题项目五制作点阵显示电路任务一认识点阵显示模块学时4教学目的及要求1.熟悉LED点阵显示模块的结构；2.掌握LED点阵模块的检测方法。教学重点LED点阵显示模块的结构和检测方法解决措施利用实物的讲解，使学生更深入更形象的了解和掌握点阵显示模块。教学难点LED点阵模块的检测方法解决措施利用仿真实例，使学生更深入更形象的了解和掌握单片机。教具及参考资料《单片机技术应用项目教程》课型单一型板书设计教学内容教学方法及手段时间分配[导入新课]：LED点阵显示模块是一种能显示字符、图形和汉字的显示器件，具有价廉节电、使用寿命长、易于控制等特点；它广泛应用于各种公共场合，如车站、机场公告、商业广告、体育场馆、港口机场、客运站、高速公路、新闻发布、证券交易等方面。一个LED点阵显示模块一般是由M×N个LED发光二极管组成的矩阵，有的点阵中的每个发光二极管是由双色发光二极管组成的，即双色LED点阵模块，由多个LED点阵显示模块可组成点阵数更高的点阵，如四个8×8LED点阵显示模块可构成16×16点阵。[讲授内容]：步骤一：认识LED点阵显示模块一、点阵显示模块的结构及引脚一块8×8LED单色点阵显示模块是由64只发光二极管按一定规律安装成方阵，将其内部各二极管引脚按一定规律连接成8条行线和8条列线，作为点阵模块的16条引脚，最后封装起来构成的。其正面如图3-1（a）。双色点阵模块的内部是由双色发光二极管组成，列线数不变，行线数增加1倍，共有24根引脚。其正面如图3-1（b）。二、8×8LED点阵模块的分类及其电路结构要想让点阵显示器显示字符、文字等内容，就必须要弄清楚点阵显示块的电路结构，只有了解了这些之后，你才能知道用什么方法来控制它。点阵显示器的电路连接图有共阴极和共阳极两种。图3-2为共阴极接法，每一行由8个LED组成，它们的阴极都连接在一起，每一列也是由8个LED组成，它们的阳极都连接在一起，行接负、列接正，则其对应的LED就会发亮；图3-3为共阳极接法，每一行由8个LED组成，它们的阳极都连接在一起，每一列也是由8个LED组成，它们的阴极都连接在一起，行接正、列接负，则其对应的LED就会发亮。图3-2为共阴极8×8点阵内部结构图图3-3共阳极8×8点阵内部结构图请注意：我们是站在行线的角度上来看是共阴极或是共阳极的。议一议：通常显示汉字需要16×16点阵，若将4块8×8点阵模块拼装成16×16点阵显示块，应如何拼装，如何连线？步骤二：LED点阵显示模块的识别和检测1.欧姆表检测法应将万用表转换到欧姆挡的×10K挡，因为一般万用表欧姆挡的×10K挡使用的是9V电池或者15V电池供电，大于发光二极管的导通电压，能够使发光二极管导通而发出微弱的光；欧姆挡的其它挡使用的是1.5V电池供电，达不到发光管的开启电压（即正向导通电压），测量效果不明显。随机地找两个引脚测试（其原理与测量二极管基本相同），看着前面的LED有没有点亮的，没有则改其它引脚再试，有则将引脚位置、点亮的LED的行、列位置和极性记录下来；如果全没有，则调换表笔，再测一遍。如图3-6所示。最后我们将得到一份完整的LED点阵列数据表，根据该数据表就可以确定每根列线和行线所对应的引脚。2.电路测量法电路测量法，如图3-7所示。该方法点亮发光二极管的亮度高，更加方便直观。一种8×8LED点阵模块的引脚图如图3-8所示。其中字母C表示行引脚，字母R开头的表示列引脚。如第9脚为C8，是第8行引脚；第10脚位R4，是第4列引脚。[课堂小结]：实际应用中，LED点阵模块有多种型号，引脚排列不尽相同，需要时可查阅相关资料。本堂课主要讲授了日常生活和生产中LED点阵模块的结构和检测方法。学生要学会如何检测LED点阵显示模块。演示法讨论法讲授法实际操作讲授法分析法10分钟35分钟35分钟10分钟巩固练习及作业布置掌握LED点阵显示模块的检测方法。教学后记加深对指令的理解教学课题任务二制作点阵显示电路学时4教学目的及要求掌握LED点阵显示电路的显示方法及编程；掌握点阵显示电路的制作；理解并运用相关指令。教学重点LED点阵显示电路的显示方法及编程解决措施利用实物的讲解，使学生更深入更形象的了解和掌握单片机。教学难点点阵显示电路的制作解决措施利用仿真实例，使学生更深入更形象的了解和掌握单片机。教具及参考资料《单片机技术应用项目教程》课型单一型板书设计教学内容教学方法及手段时间分配[导入新课]：我们可以把显示器的每一个点理解为一个像素，而把每一个字的字形理解为一幅图形,事实上这个8×8点阵显示屏不仅可以显示符，也可以显示在64像素范围内的任何图形。关键问题是如何控制发光显示。[讲授内容]：步骤一：点阵显示电路的显示方式及编程1．汉字符号的编码方式要想显示字符，首先我们需要确定所显示字符的行码，即对应某一列的8根行线的电平值。其确定方法如图3-9所示。比如要显示字符“2”，步骤为：首先在纸上画出8×8共64个圆圈，然后将需要显示的笔画处的圆圈涂黑，最后再逐列确定其所对应的十六进制数。比如第二列的亮灭为（由高位到低位，低电平亮，高电平灭）：灭亮亮灭灭灭亮亮，其对应的二进制数为10011100B，对应的十六进制数为9CH。你如果觉得使用这种方法获得字符编码太麻烦的话，这里告诉你一个方法，我们可以从网上下载一个字模生成软件，只要输入要显示的字符，点击“生成字模”就可以输出各行码并自动创建一个行码表。如图3-10所示。2．字符的显示方式点阵的显示方式采用一种叫做动态扫描的方式进行显示。设从左到右的扫描顺序，列线接单片机P2口，行线接单片机P0口，其过程可用如图3-11所示的流程图来表示。从程序的流程图可以看出，其实是一列一列显示的，每显示一列都加入了一定的延时，如果延时时间较长，我们看到的就是从左到右轮流显示的，如果我们把延时时间缩短到足够短时，由于人的眼睛的视觉暂留现象，人的主观感觉就是每列都在亮。二、相关指令1.DB伪指令指令格式：[标号：]DB字节数据表定义字节数据伪指令，常用来定义数据表格。如：CHAR:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92HDB82H,0F8H,80H,90H;表示从标号CHAR开始的地方;将数据从左到右依次存放在指;定地址单元。2.MOVC查表指令指令格式：MOVCA,@A+DPTR指令功能：把A+DPTR所指程序存储单元的内容送累加器A中，常用于查找存放在程序存储器中表格的代码数据。应该注意，在使用本条指令前，需要把代码表格的16位地址（常使用符号地址）以立即数形式赋给DPTR，而把要查找代码表格的单元号数赋到累加器A中。例如：DISP:MOVDPTR,#TAB;将表的首地址送入DPTRMOVA,#00H;把表中要查找的数据号;码送入A中MOVCA,@A+DPTR;把表中的第0数据0FFH送入AMOVP1,A;A再送到P1口MOVA,#01H;准备查表中的第二个数据MOVCA,@A+DPTR;把表中的第1数据9CH送入AMOVP1,A;送到P1口RETTAB:DB0FFH,9CH,7AH,76H,6EH,6EH,9EH,0FFH;字符"2"的行码表（0-7共8个）议一议：通常把“MOVCA，@A+DPTR”指令叫查表指令。那么它的功能是什么，如何使用该条指令？它应该和哪一条伪指令使用相对应。步骤二：制作点阵显示电路任务要求：单片机的I/O接一个8×8LED点阵显示模块，其中P0口接行线，P2口接列线，编程实现在8×8LED点阵上显示循环左右移动的柱形、静止字符和滚动字符。一、硬件电路制作1.电路原理图根据系统实现的功能，硬件电路主要包括复位、晶振及点阵显示电路。如图3-12所示。LED点阵显示电路：为使电路和程序简单，采用一片8×8LED点阵显示模块。由于本项目是一个8×8LED点阵显示电路，电路接口较少，也比较简单，所以我们考虑将单片机的

P2口通过74LS244连接到点阵模块区域中的“DC1～DC8”端口上；将P0口直接连接到点阵模块区域中的“DR1～DR8”端口上。二、编写程序1.循环移动的柱形其效果如图3-14所示。如何能在8×8LED点阵上显示一个竖立的柱形，并让其先从左到右平滑移动两次，然后再从右到左平滑移动两次，而且如此循环下去呢？我们看看如图3-14所示的8×8LED点阵的结构图就明白了。从图中可以看出，8×8点阵共由64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的DC端置1电平，而某一DR端置0电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述：一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现。一根横柱：对应的行置0，而列则采用扫描的方法来实现。参考程序：START:NOPMOVR3,#2;设定循环次数LOOP2:MOVR4,#8MOVR2,#0;查表指针初值LOOP1:MOVP2,#0FFH;将P2口全部送“1”MOVDPTR,#TAB;指向表首地址MOVA,R2MOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;将查表的结果送入P0口INCR2;查表指针加一，准备查下;一个数据LCALLDELAY;调用延时程序，延时DJNZR4,LOOP1;判断是否全保护显示完DJNZR3,LOOP2;循环MOVR3,#2LOOP4:MOVR4,#8MOVR2,#7;查表指针初值LOOP3:MOVP2,#0FFH;将P2口全部送“1”MOVDPTR,#TAB;指向表地址MOVA,R2MOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;将查表的结果送入P0口DECR2;准备查下一个数据LCALLDELAY;延时DJNZR4,LOOP3DJNZR3,LOOP4LJMPSTARTDELAY:MOVR5,#10;延时程序D2:MOVR6,#20D1:MOVR7,#250DJNZR7,$DJNZR6,D1DJNZR5,D2RETTAB:DB0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FHEND[课堂小结]：1.８×８点阵显示模块结构的是由64只发光管组成的模块，其引出