单片机系统应用实例 流水灯电路制作 流水灯硬件单元电路设计 教学教案.doc

南京铁道职业技术学院教 案教师姓名黄克亚授课形式理实一体教案序号授课班级08电气技术301班授课日期 年 月 日 第 周授课时数2课时班年 月 日 第 周2课时班 年 月 日 第 周课时授课章节名称项目三 流水灯电路制作任务一：流水灯硬件单元电路设计教 学 目 的了解单片机外围硬件接线掌握流水灯硬件电路单元电路的设计教 学 重 点I/O端口的工作原理教 学 难 点I/O端口的工作原理更 新、补 充、删 节 内 容使 用 教 具Ptoteus软件课 外 作 业课 后 体 会教 学 设 计新课导入 (8分钟)1、 AT89C51单片机的基本组成结构。2、 AT89C51单片机的外围基本单元电路新课教学设计（80分钟）教学方法：理实一体教学手段：实践教学教学内容思路及板书设计一、发光二级管原理发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。 当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。 发光二极管在制作时，使用的材料有所不同，那么就可以发出不同颜色的光。 发光二极管的发光颜色有：红色光、黄色光、绿色光、红外光等。二、时钟电路89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器。电容器和通常取30 pF左右，可稳定频率并对振荡频率有微调作用。晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输入到片内的时钟发生器上，如下图所示。三、复位电路复位是单片机的初始化操作。可分为上电自动复位和手动复位。下图为上电自动复位电路图。新课小结（2分钟）流水灯电路的硬件设计包含I/O输出、时钟电路、复位电路的基本单元电路。南京铁道职业技术学院教 案教师姓名黄克亚授课形式理实一体教案序号授课班级08电气技术301班授课日期 年 月 日 第 周授课时数2课时班年 月 日 第 周2课时班 年 月 日 第 周课时授课章节名称项目三 流水灯电路制作任务二：流水灯硬件电路设计教 学 目 的掌握流水灯硬件电路的设计教 学 重 点单片机最小系统的组成流水灯硬件电路的设计教 学 难 点单片机最小系统的组成更 新、补 充、删 节 内 容使 用 教 具Ptoteus软件课 外 作 业课 后 体 会教 学 设 计新课导入 (5分钟)流水灯电路的硬件设计包含I/O输出、时钟电路、复位电路的基本单元电路新课教学设计（80分钟）教学方法：理实一体教学手段：实践教学教学内容思路及板书设计一、讨论制定项目控制方案 1、接受项目任务，分析项目， 制定项目控制方案。画出电路原理图。2、认识单片机，查看外形，读引脚。3、认识发光二极管，理解发光二极管应用的原理。二、设计系统硬件电路。三、硬件连线新课小结（5分钟）流水灯硬件电路的设计南京铁道职业技术学院教 案教师姓名黄克亚授课形式理实一体教案序号授课班级08电气技术301班授课日期 年 月 日 第 周授课时数2课时班年 月 日 第 周2课时班 年 月 日 第 周课时授课章节名称项目三 流水灯电路制作任务三：流水灯软件设计一教 学 目 的掌握延时、循环程序的应用教 学 重 点延时、循环程序教 学 难 点延时、循环程序更 新、补 充、删 节 内 容使 用 教 具Ptoteus软件，WAVE软件课 外 作 业课 后 体 会教 学 设 计新课导入 (5分钟)流水灯的流水实际上是循环与延时共同的效果新课教学设计（80分钟）教学方法：理实一体教学手段：实践教学教学内容思路及板书设计从原理图中可以看出，如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。循环程序：1LJMP(长转指令) LJMP指令执行后，程序无条件地转向16位目标地址(addr16)处执行，不影响标志位。由于指令中提供16位目标地址，所以执行这条指令可以使程序从当前地址转移到64 KB程序存储器地址空间的任意地址，故得名为长转移。该指令的缺点是执行时间长，字节多。2AJMP(绝对转移指令) AJMP的机器码是由11位直接地址addr11和指令操作码000013SJMP(相对短转指令) 指令的操作数rel用8位带符号数补码表示，占指令的一个字节。因为8位补码的取值范围为-128+127，所以该指令的转移范围是：相对PC当前值向前转128字节，向后转127字节。即 转移目的地址= SJMP指令所在地址+2+rel 如在2100H单元有SJMP指令，若rel = 5AH(正数)，则转移目的地址为215CH(向后转)；若rel = F0H(负数)，则转移目的地址为20F2H(向前转)。4JMP A+DPTR(相对长转移指令) 它是以数据指针DPTR的内容为基址，以累加器A的内容为相对偏移量，在64 KB范围内无条件转移。延时程序：DELAY:MOV R6,#00H /延时程序DLP1:MOV R7,#00HDLP2:DJNZ R7,DLP2DJNZ R6,DLP1新课小结（2分钟）流水灯软件设计的核心是循环程序和延时程序。南京铁道职业技术学院教 案教师姓名黄克亚授课形式理实一体教案序号授课班级08电气技术301班授课日期 年 月 日 第 周授课时数2课时班年 月 日 第 周2课时班 年 月 日 第 周课时授课章节名称项目三 流水灯电路制作任务四：流水灯软件设计二教 学 目 的掌握流水灯软件的编写教 学 重 点流水灯控制程序教 学 难 点流水灯控制程序更 新、补 充、删 节 内 容使 用 教 具Ptoteus软件，WAVE软件课 外 作 业课 后 体 会教 学 设 计新课导入 (5分钟)循环程序延时程序新课教学设计（80分钟）教学方法：理实一体教学手段：实践教学教学内容思路及板书设计任务一：编写一个控制程序：使灯从上到下依次点亮，并不断循环。程序：ORG 0000HMOV P1,#0FEH /置状态1LCALL DELAY /延时LOOP:MOV A,P1 RL A /循环左移 MOV P1,A LCALL DELAY SJMP LOOP /状态循环DELAY:MOV R6,#00H /延时程序DLP1:MOV R7,#00HDLP2:DJNZ R7,DLP2DJNZ R6,DLP1RETEND任务二：编写一个控制程序：使灯从上到下依次点亮，然后从下 到上依次