项目6单片机应用技能实训(C语言)教案

单片机应用技能培训(C语言)教学计划第6项第6项数字时钟电路制作任务1项目相关知识学习一.办公桌工作项目相关知识学习教学时间一年中的月日教学课教学形式教学、讨论授课时间2小时教具教学资源项目制作成品、课件课前准备教学目标1.理解并行通信和串行通信。2.了解串口结构和工作模式。3.掌握串口工作模式0的应用。4、了解发光二极管数码管的结构和显示方式。教学重点1.串口控制寄存器的功能和用途。2.串行端口操作模式0的应用。教学困难1.理解串口发送开始和接收开始。教学过程1.通过对生活中数字时钟的讨论，引出了项目任务。2.发光二极管数码管结构和显示模式。3.并行通信和串行通信。4.MCS-51单片机串口结构。5.串行端口专用寄存器介绍。6.串行端口操作模式0的应用。教学后记二，教学实施过程实现链接教学内容引导方法组织教学1、检查学生的出勤情况并做好记录。2.调整学生的注意力为上课做准备。互动交流复习问题1.MCS-51定时器的工作模式是什么？2.如何使用计时器来完成数字时钟的计时？本项目的最终目标是制作一个单片机控制的发光二极管数码管静态显示数字时钟电路。问题指南进口在第5项中，我学习了单片机的定时器。在此项中，计时器用于计时，时间由数码管显示。至少使用4个数码管，每个数码管占用8位，4个发光二极管数码管占用4个输入/输出端口。因此，显示电路的输出端口应在本项目中扩展。接下来，在做项目之前，我们将学习LED数码管的结构原理和MCS-51单片机的串口。激发学习热情教新的一课一、发光二极管数码管结构及工作原理1.发光二极管数码管结构通常，使用七段式发光二极管显示器。该显示器由八个发光二极管组成，有两种类型的公共阴极和公共阳极，如图6-3所示。图6-3数码管结构2.发光二极管数码管工作原理公共阴极发光二极管数码管的8个发光二极管的阴极连接在一起，并连接到公共端COM。使用时，公共端子接地，当发光二极管的阳极处于高电平时，发光二极管点亮。杨公数码管正相反。从引脚A到G和dp输入不同的8位二进制数，以显示不同的数字或字符。控制数码管显示不同字符的8位二进制数称为段码。例如，对于普通阳极数字管，如果显示0，其段代码为C0H。二、发光二极管数码管显示方法数码管的显示方式包括静态显示和动态显示。1.静态显示静态显示是指当数码管显示某个字符时，相应的发光二极管不断地打开或关闭。在这种显示模式下，每个数码管彼此独立，公共端子持续接地(公共阴极)或连接到正电源(公共阳极)。每个数码管的8个字段分别与一个8位输入输出端口相连。2.动态显示动态显示是逐个打开每个数字电子管。这种一点一点打开显示器的方式称为位扫描。通常，数字管的相应部分并联连接，并由一个8位输入/输出端口控制。每个数字管的位线选择(公共阴极或阳极)由另一个输入/输出端口线控制。3.MCS-51单片机串行接口1.并行通信和串行通信并行通信是指同时发送或接收构成数据字节的比特，这不适合长距离通信。串行通信是一种按顺序逐个传输构成数据的字节中的每一位的方式。如图8-2所示，至少需要三条传输线。串行通信适用于长距离通信，但通信速度相对较低。图6-4串行通信2.MCS-51单片机串行接口MCS-51单片机的串行接口由串口bSBUF是一个由字节寻址的特殊寄存器，用于存储要发送或接收的数据。物理上，有两个独立的SBUF寄存器，一个用于发送，一个用于接收。(2)SCON串行端口控制寄存器SCON是一个特殊的寄存器，可以位寻址。它用于串行端口模式选择、传输、接收控制和存储串行端口状态信息。SCON每个成员的名字如表6-2所示。SCON钻头D7D6D5D4D3D2D1D0位名SM0SM1SM2dos命令：更改文件名TB8RB8全音阶的第七音国际康复会SCON每个成员的定义如下：SM1 SM0:串行端口操作模式选择位。四个不同的值对应四种工作模式，如表6-3所示。SM2:在模式2和模式3中用作多机通信控制位。允许接收控制位。REN=0时禁止接收，REN=1时允许接收。TB8:传输数据的第9位。RB8:接收数据的第9位。发送中断请求标志位。接收中断请求标志位。(3)PCON功率控制寄存器PCON对串行端口的影响是通过其SMOD位改变串行端口的波特率。SMOD位位于PCON的最高位，即PCON.7当SMOD=1时，串行端口的波特率是SMOD=0时的两倍(模式0除外)。当PCON复位单片机时，SMOD=0。2.MCS-51单片机串口操作模式0的应用1.串行端口模式0的发送和接收串行端口操作模式0是8位同步移位寄存器模式。串行数据从RXD(P3.0)引脚输入或输出，同步移位脉冲从TXD(P3.1)引脚输出。模式0主要用于输入/输出端口扩展。(1)模式0的传输当TI=0时，模式0的传输操作通过执行以SBUF为目的字节的数据传输指令开始。例如：SBUF=a；8位数据传输完成后，硬件将TI设置为1，并向中央处理器请求中断。如果中断未打开，TI可用作传输完成的查询标志位。TI=1后，必须由软件清除才能再次发送数据。(2)接收模式0模式0的接收操作是在RI=0的条件下，通过REN设置1指令开始接收。接收到8位数据后，硬件将R1设置为1，并向中央处理器请求中断。如果中断未打开，RI可用作完成接收的查询标志位。RI=1后，必须通过软件清除才能再次接收数据。2.模式0的应用示例例1:串行输入输出芯片74LS164用于与单片机连接，串口模式0用于扩展8位并行输出。布线图如图6-5所示。8位并行输出连接8个发光二极管，需要控制8个发光二极管反复开关。程序设计如下(通过查询):图6-5模式0扩展并行输出#包括#定义uchar无符号字符void delay _ ms(uchar xms)；/定义延迟函数/* * * * * * * *以下是主要功能* * * * * * * * * * * * */void main()uchar a=0xff。SCON=0；/设置串口模式0，清除相关标志位和控制位。而(1)SBUF=a。/开始串行传输同时(！TI)；/等待串行传输完成TI=0；/TI已清除，准备再次发送数据a= a延迟_毫秒(200)；使用多媒体显示图6-3。询问学生其他数字的段代码。介绍连接方法，说明静态显示的优缺点。介绍连接方法，说明动态显示的优缺点。突出SCON的作用。发送和接收模式0的详细说明。用多媒体显示课件图6-5简要介绍了集成电路芯片74LS164的工作特性。介绍了应用程序，延迟程序由学生编写。班级总结1.发光二极管数码管的结构原理和显示方式。2.并行通信和串行通信的概念。3.MCS-51单片机串口结构和SCON角色。4.串行端口模式0应用示例。课后作业自我评估1，2，3，4。任务2数字时钟电路的硬件和软件设计一.办公桌工作数字时钟电路的硬件和软件设计教学时间一年中的月日教学课教学形式教学、讨论授课时间2小时教具教学资源课件和单片机在成品制作中的应用课前准备教学目标1.掌握串口工作模式0的应用。2.掌握数字时钟电路的整体构成。3、掌握C语言数值计算2、应用编程思路及相关说明。教学困难1、应用编程思路和相关程序。教学过程1.查看串行端口模式0的主要应用。2.介绍项目任务要求。3、根据项目任务指南的要求设计硬件电路。4、C语言数值计算方法。4、应用流程图绘制。5.应用程序设计。教学后记二，教学实施过程实现链接教学内容引导方法组织教学1、检查学生的出勤情况并做好记录。2.调整学生的注意力为上课做准备。互动交流复习问题1.串行端口控制寄存器SCON中的每个位的作用是什么？2.如何使用模式0扩展并行输出？问题指南进口在学习了串口的结构和模式0的应用后，我们使用串口模式0扩展4个并行输出端口来输出显示时间。项目要求如下：(1)四个发光二极管数码管用于静态显示，分别显示小时和分钟，一个发光二极管用于秒钟。(2)使用两个键，一个用于调整小时，一个用于调整分钟。激发学习热情教新的一课一、数字时钟电路的设计1.数字时钟电路的设计根据项目要求，项目硬件由按键电路(定时调整)、单片机最小应用系统、扩展输出电路和数码管显示电路组成。关键是扩展输出电路结构。扩展输出由芯片74HC595完成。2.电路设计根据电路组成方案的设计，对各个部件进行设计。关键是扩展输出和显示电路的设计。硬件电路原理图如图6-7所示。图6-7数字时钟电路的原理2.组件选择(1)检查晶体振荡器电路元件和复位电路元件的选择。(2)审查发光二极管电路元件的选择。(3)数码管的选择。二。应用程序设计1、C语言数值计算方法。(1)算术运算有五种常见的算术运算：-，*，/，%等。“/”是除法运算，即两个整数被除，商仍然是整数，小数部分(余数)被省略。“%”是模运算(余数运算)。运算中涉及的两个整数的结果是两个数相除后的余数。例如：无符号整数a，b，c，d；a=12。b=8。c=a/b。/结果是c=1。d=a % b；/结果是d=4。(2)复合操作C语言中的复合运算符使语句的编写更加简洁。左边符号的变量既是源操作数又是目标操作数。例如：无符号字符a=0x01，b=0x02，c=0x03，d=0x04a/=b。/a=a/b=0b=0x01/b=b 1=0x03c|=0x80。/c=c|0x80=0x83d=1；/d=d1=0x082、应用流程图绘制根据项目要求，分别绘制主程序和中断服务程序的流程图，如图6-8所示。图6-8程序流程图3.设计根据流程图，编写程序。参考程序如下：#包括#定义uchar无符号字符#定义uint无符号整数uchar hour=12，min=0，sec=0；/定义小时、分钟和秒变量uchar cont _ 1s/定义1S时序数变量sbit s1=p10；/定义S1密钥sbit s2=p11；/定义S2密钥sbit xskzw=p21；/定义显示控制位sbit led=p20；4；/定义显示缓冲单元uchar代码选项卡12=0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0x80，0x90，0x88，0xff。/定义段代码表/* * * * * * * * * *以下是初始化函数* * * * * * * * * * */void start()TMOD=0x 11；/定时器操作模式TL0=(65536-20000)% 6；/一次将计时器的初始值设置为20毫秒TH0=(65536-20000)/256；SCON=0x 00；/串行端口初始化cont _ 1s=50/设置1S计时时间EA=1；/开放中断ET0=1；/打开定时器中断TR0=1；/