基于教学做一体的单片机课堂教学设计.doc

基于“教学做”一体的单片机课堂教学设计本课程按照“项目导引单”完成。课程进行顺序：1、 布置任务，提出要求：在本堂课中，设计和制作“霓虹灯控制系统系统；教师使用”项目导引单”;时间分配：5分钟2、 教师展示：由教师展示单片机应用系统“霓虹灯控制系统系统”样本；时间分配：10分钟3、 为了设计本项目，请同学们阅读“项目信息单”，结合“项目信息单”上的问题阅读；时间分配：30分钟4、 教师要实时干预、检测学生学习情况；5、 教师指导学生制定项目实施计划，列出“项目计划单”；6、 制作开始：硬件制作、软件调试；使用“项目情境实施单”；时间分配：90分钟7、 检测：使用专用检测芯片按要求、分步骤检测，不通过，别前进。时间分配：20分钟8、 评估：学生分组评价，教师点评，使用“项目评价单”。时间分配：15分钟 项 目 导 引 单 学习情境2霓虹灯控制系统设计与实现教学目标能力目标： 通过单片机实现实际电路的设计能力，包括硬件设计能力和软件设计能力，从而建立起系统的概念。熟悉并掌握单片机的并行口=位寻址区等资源，为进一步掌握单片机系统打下良好的基础。项目目标： 训练学生的整体布局能力。 训练学生的焊接制作水平，提高学生自信心。 通过情境提高学生分工协作能力。 通过项目制作训练学生思考问题、解决问题的能力。实训内容制作霓虹灯控制系统单片机系统重点、难点重点：单片机引脚功能，单片机晶体振荡电路、复位电路难点：程序设计能力，建立系统整机概念。教学方法“教、学、做”一体的引导文法、项目教学法课堂教学组织成果展示：展示单片机应用系统（霓虹灯电路）分析与讨论：请同学们看项目信息单解决以下问题：单片机靠什么来工作？ 结合第一个教学情境，单片机系统如何设计的？ 怎样实现PROTUESF仿真？使霓虹灯电路制作成功的步骤如何？知识展开：单片机硬件结构，单片机最小应用系统实训展开：请同学们看项目情境实施单具体实施： 活动1：准备器件，学生按照项目信息单上的单片机最下系统电路原理图，列出实训项目的元器件列表； 活动2: 在PROTUES上仿真霓虹灯系统，并在单片机项目开发板上搭接最小系统；并用检测程序检测电路是否通过；若不通过，断电检测，并列出检测表备查； 活动3：编写程序、调试程序并固化程序。启动WV或KEIL. 活动4：检验并扩展。增加上拉电路，使彩灯变得更亮。项目分析与总结：请同学们看项目评价单评价作品： 单片机工作起来需要哪些电路？ 单片机的工作过程。课外任务1、 编写项目报告：写出项目硬件制作中存在的问题和解决方法、制作过程中学到的小窍门、小技巧；软件调试过程中遇到的困难及解决办法。2、 资料检索：预习下一个学习情境；教师备忘录 制表：电子工程系 项 目 信 息 单 学生_情境2霓虹灯控制系统设计与实现项目训练目的通过使本项目中的单片机应用系统动起来，对单片机在电气控制系统中的作用及单片机芯片的使用有一个直观的认识，进而掌握组成单片机应用系统的基本方法。项目信息内容单片机的引脚 作为一个单片机系统，其内部是一个集接收信号、信息处理、发送信号、定时、计数等多功能于一体的超大规模集成电路。图1为其引脚图。 8051有40个引脚，有4个I/O并行口P0P3口，4根控制引脚，2根时钟引脚，一个电源Vcc、一个地线。发光二极管有共阴极和共阳极两种解法： 如何让单片机工作起来的硬件基础是什么？图2 是霓虹灯单片机应用系统实际电路图。下面介绍本项目中用到的几个引脚及其使用方法： 图2 最小系统电路图（1） 电源电路：8051的40脚接5V电源+极，20脚接电源-极。（2） 晶体振荡电路：单片机内部由大量时序电路构成。没有时钟脉冲，单片机各部分将无法工作。只需将晶振和电容按图2接到单片机的18、19引脚即可完成振荡电路恶构建。晶振频率决定了单片机工作的快慢。（3） 复位电路：用于将单片机内部各电路的状态恢复到初始值。按图2将电阻和电容接到单片机的9脚（RST）,在通电瞬间，加给单片机9脚一个高电平，使单片机系统复位。（4） 脚：本电路中该脚接高电平，使单片机上电运行8051内部程序。（5） P1口：这里接发光二极管，作指示灯。硬件电路连接好后，怎样才能让单片机动起来？ 硬件电路焊接成功后，如何让彩灯闪起来？通过指令是连接发光二极管的引脚P1口各引脚的电平发生变化就可以。 指令1： MOV P1,#11111111B MOV P1,#00000000B 单片机执行上述两条指令，就会使单片机的P1口上高低电平发生变化，就会是接在P1口引脚上的发光二极管闪烁，当然，两条指令中间要加入延时程序。小知识制作之前，应先用PROTUES软件仿真。PROTUES应和Keil、WAVE、Dais等软件配合使用。Keil C51内建了一个仿真CPU来模拟执行程序，该仿真CPU功能强大，可以在没有硬件和仿真器的情况下进行程序的调试。不过，软件模拟与真实的硬件执行程序还是有区别的，其中最明显的就是时序，具体表现在程序执行的速度和用户使用的计算机有关，计算机性能越好，运行速度越快。程序的调试和固化编出汇编语言源程序后，需要上机调试。这步很重要。调试软件可用WAVE软件或KEIL软件。当程序调试通过以后，会形成.hex文件或.bin文件，把这样的文件用专用工具（编程器）写入到单片机芯片中，就可以用带有程序的单片机芯片控制你制作的彩灯电路了。制作焊接小提示焊接电路板前，一定要看清楚万用板的结构。焊接时，单片机插座要放置在万用板的一侧，避免连接仿真器插头时遮挡其它器件；单片机开发系统是单片机应用系统设计的必需工具，包括计算机、单片机在线仿真器、工具软件、编程器等。 p 在线仿真功能p 调试功能 1） 运行控制功能 2） 目标系统状态的读出修改功能p 辅助设计功能 1) 程序设计语言 2) 程序编译p 程序固化功能小问答能运用所学知识分析出复位电路中外接电阻R和电容C的作用吗？若要给系统增加手动复位，应如何设计电路？答：根据换路定律，电感上的电流不能跃变，电容两端的电压不能跃变。电路通电前，电容端电压为0，在通电瞬间，由于电容两端电压不能跃变，故仍然为0，这样，就会使电源电压5V加到单片机的复位端9脚，控制RC时间常数，可使单片机复位引脚保持一定时间的高电平，使整个系统复位。手动复位电路设计请同学们课后完成。适时添加信息 制表：电子工程系 项 目 情 境 实 施 单 学生_项目名称学习情境：霓虹灯控制系统设计与实现训练对象电子信息工程技术专业学时4课程名称单片机系统设计项目目的了解单片机基本组成及引脚功能；掌握组成单片机最小应用系统的基本方法。一、 项目设备与器件1. 设备：稳压电源、万用表、单片机项目开发系统、PC机、编程器、仿真器2. 项目元器件清单：（请小组同学们根据硬件电路原理图列出。参考列表如下） 表1 元件表元件名称参数数量元件名称参数数量IC插座单片机晶振瓷片电容发光二极管DIP40AT89S5212MHz30PF8111232按键电阻电阻电解电容万用电路板1K51010F30mm40mm11111二、 项目内容 制作彩灯圣诞树单片机应用系统三、 试一试1、 准备器件：按元件表准备器件，到老师那里领取元器件；2、 测试器件：电阻的测量，电容的测试，发光二极管的测量，按键的测量；3、 在单片机项目开发系统上按原理图连接电路，并检测电路；列出检测表备查；4、 用PC机编程调试，用编程器固化并检测；5、 用万用电路板焊接、制作。四、硬件电路原理图五、操作评分 1、操作是否符合规范（40分） 2、结果是否正确（30分） 3、过程分析是否准确（30分）心得与体会 制表：电子工程系 项 目 计 划 单 小组学生 _子情境2霓虹灯控制系统设计与实现项目实施计划项目计划实施修改实际完成情况教师意见 制表：电子工程系 项 目 评