项目4单片机应用技能实训c语言教(学)案

1、单片机应用技能实训（C语言）教案一项目4项目4 防盗报警器电路制作任务1 MCS-51单片机中断系统学习任务MCS-51单片机中断系统学习授课时间年 月日授课班级教学形式讲授、讨论授课时数2课时教学用具教学资源项目制作成品、课件课前准备教学目标1、理解中断的概念。2、了解中断系统的结构。3、掌握中断请求标志的作用4、掌握中断允许寄存器、中断优先级寄存器的作用和使用方法。5、理解中断响应的条件、中断响应遵循的规则、中断响应过程。教学重点1、中断请求标志的作用及置位复位方法。2、中断允许寄存器、中断优先级寄存器的使用方法。教学难点1、对中断请求标志位置位 /复位的理解。2、中断响应过程。教学过程1

2、、通过对报警器电路的工作特点分析，弓1出项目任务。2、中断的基本概念。3、中断系统的结构。4、中断系统各组成部分作用及使用方法。5、中断响应的条件、中断响应遵循的规则、中断响应过程。教学后记、教学实施过程实施环节 组织教学复习提问教学内容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。1、在项目3中，单片机是如何获取正反转命令的？2、以同学们的了解，防盗报警器由几部分构成？本项目的终极目标是制作一个单片机控制的断线式防盗报警器。导学方法 互动交流提问导思导入讲授新课在单片机控制系统中， 对于有可能发生，但又不能确定其是否 发生、何时发生的事件处理， 通常采用中断方式处理。

3、比如盗窃 事件就是此类事件。 所以本项目采用中断方式， 项目设计制作之 前先来学习中断系统。一、中断的基本概念将正在执行的程序暂停，转而去执行另一程序的过程称为中 断。中断系统是单片机的重要组成部分， 它使单片机具有实时中断 处理能力，进行实时控制，故障自动处理等。下面介绍中断系统 的几个基本概念。1、中断源启发学习 积极性列举生活 中的中断 事例，说明 中断的含 义。中断源是指能够发出中断请求信号的来源。2、中断的开放与关闭所谓中断开放（也称开中断），就是允许 CPU接受中断源提 出的中断请求。所谓中断的关闭（也称关中断），就是不允许CPU 接受中断源提出的中断请求。3、中断优先级控制对于有

4、多个中断源的单片机系统，对中断源进行响应的先后次序必须事先设定，即中断优先级控制。4、中断处理过程中断处理过程可归纳为中断请求、中断响应、中断处理及中断返回四部分。二、MCS-51单片机的中断系统MCS-51单片机中断系统的结构框图如图 4-2所示，由5个 中断源，4个用于中断控制的专用寄存器 TCON、SCON、IE 和IP及优先级硬件查询电路构成。图4-2中断系统用多媒体展示图4-2。中断源说明标志外部中断0 （ INT0 ）从P3.2引脚输入的中断请求IE0定时器/计数器T0定时器/计数器T0溢岀发岀的中断请 求TF0外部中断1（ INT1 ）从P3.3引脚输入的中断请求IE1定时器/计

5、数器T1定时器/计数器T1溢岀发岀的中断请 求TF1串行口串行口发送、接收时产生的中断请求TI、RI表4-1 MCS-51单片机的中断源与中断请求标志MCS-51的5个中断源的中断请求标志位位于定时器控制寄 存器TCON和串行口控制寄存顺 SCON中，TCON及SCON 中各位的名称如表 5-2所示。重点说明中 断请求标志 的作用及置 位复位方法 意义。1、中断源和中断请求标志MCS-51 单片机的5个中断源及中断请求标志见表4-1，其中两个是外部中断源，另外 3个属于内部中断源。对TCON和SCON中与中断有关的位说明如下：TF1 （TF0）：定时/计数器T1（T0）的溢出中断请求标志位，

6、当T1/T0 计数产生溢出时， 由硬件将 TF1（TF0 ）置1，向CPU 请求中断。当CPU响应其中断后，由硬件将TF1 （TF0 ）自动清0。IE1 （ IE0）:外部中断1 （外部中断0）的中断请求标志位。 IE1 （ IE0）=1，表示外部中断1 （外部中断0 ）请求中断，当 CPU响应其中断后，由硬件将IE1（ IE0）自动清0 ; IE1（ IE0） =0，表示外部中断没有请求中断。IT1 （ IT0）:外部中断1 （ 0 ）的中断触发方式控制位。若将 IT1（ IT0 ）置0，则外部中断1（ 0）为电平触发方式。 若将IT1（IT0 ）置1，则外部中断1（0 ）为边沿触发方式。T

7、I :串行口发送中断请求标志位。当串行口发送完一帧数据后，由硬件将TI置1，向CPU请求中断。CPU响应中断后，必须 用软件将TI清0。RI :串行口接收中断请求标志位。当串行口接收完一帖数据 后，由硬件将 RI置1，向CPU请求中断。CPU响应中断后， 必须用软件将RI清0。2、中断的开放和关闭MCS-51单片机中断的开放与关闭是由中断允许寄存器IE的相应位来进行控制的。IE中各位的名称如表 4-3所示。IE位D7D6D5D4D3D2D1D0位名称EAESET1EX1ET0EX0表4-3 IE中各位的名称详细说明 中断开放IE中各位的定义如下：EA :中断允许总控制位。EA=1时，开放所有的

8、中断请求，但是否允许各中断源的中断请求，还要取决于各中断源的中断允许控制位的状态。ES :串行口中断允许位。ET1 （ETO）:定时器T1 （ TO ）中断允许位。EX1 （ EX0）:外部中断1（ 0）中断允许位。中断允许位为0时关闭相应中断，为 1时开放相应中断。单 片机系统复位后，IE中各中断允许位均被清 0,即关闭所有中 断。如需要开放相应中断源，则应使用软件进行置位。例如开放外部中断0和定时器1，可使用如下指令：EA=1;II开放总允许EX0=1;II开放外部中断0中断ET1=1;II开放定时器1中断或者IE=0x85;II将相应位置1，开放相应中断3、中断源的优先级控制51单片机的

9、中断源可设置为两个中断优先级：高优先级中断 和低优先级中断，从而可实现两级中断嵌套。中断优先级控制寄存器 IP中各位的名称如表 5-4所示。与关闭的 意义及使 用方法。IP位D7D6D5D4D3D2D1D0位名称PSPT1PX1PT0PX0IP中各位的定义如下：PT0 （ PT1）：定时器0（ 1 ）的中断优先级控制位。PX1 （ PX0）:外部中断1（ 0 ）的中断优先级控制位。 PS :串行口的中断优先级控制位。中断控制位为1时，相应中断为高优先级，为 0时相应中断 为低优先级。可以通过指令将相应位置 1或清0。单片机复位后， IP全部清0。4、响应中断的条件单片机响应中断时，必须满足以下

10、几个条件：（1 ）有中断源发出中断请求。（2）中断允许总控制位及申请中断的中断源的中断允许位均 为1。（3 ）没有同级别或更咼级别的中断正在响应。（4 ）必须在当前的指令执行完后，才能响应中断。若正在执 行RETI或访问IE、IP的指令，则必须再另外执行一条指令后 才可以响应中断。5、中断响应遵循的规则课堂小结课后作业中断响应遵循如下规则：先高后低，停低转高，高不理低、自然顺序。自然优先级按从低到高的顺序是：串行口t定时器T1 t外部中断1 t定时器TO t外部中断06、中断响应过程CPU响应中断时，由硬件自动执行如下操作：(1 )保护断点，即把程序计数器PC的内容压入堆栈保存。(2 )清内部

11、硬件可清除的中断请求标志位(IE0、IE1、TFO、TF1 )。(3 )将被响应的中断源的中断服务程序入口地址送入PC ,中断源入口地址C语言中断编号外部中断o ( INTO )0003H0定时器/计数器TOOOOBH1外部中断1 ( INT1 )0013H2定时器/计数器T1OO1BH3串行口0023H4从而转移到相应的中断服务程序执行。表4-5 MCS-51 单片机各中断源中断入口地址各中断源中断服务程序入口地址如表4-5所示。从CPU检测到中断请求信号到转入中断服务程序入口地址所需的时间称为 中断响应时间。中断响应时间一般为38个机器周期。7、中断系统应用注意事项在应用中断系统时应在设计

12、硬件和软件时考虑解决如下问题:(1)明确任务，确定采用哪些中断源及中断触发方式。(2 )中断优先级分配。(3 )中断服务程序要完成的任务。(4)程序初始化设置即开放相关中断源。1、中断的基本概念。2、MCS-51单片机中断系统结构。3、51单片机的中断源与中断请求标志。4、中断专用寄存器IE、IP的使用。5、中断响应的条件及响应规则。6、中断响应过程及中断入口地址。7、中断系统的应用注意事项。自我测评1题、2题、3题、6题。说明中断入 口地址的作 用。任务2中断系统应用一防盗报警器电路硬件、软件设计任务中断系统应用一防盗报警器电路硬件、软件设计授课时间年 月日授课班级教学形式讲授、讨论授课时数

13、2课时教学用具教学资源课件、单片机应用制作成品课前准备教学目标1、掌握中断系统应用 C语言程序编写方法。2、掌握防盗报警器电路的整体构成。3、理解应用程序的编程思路。教学重点1、防盗报警器电路的整体构成。2、应用程序的的编程思路。教学难点1、堆栈操作指令的理解。2、对中断服务程序与主程序的关系的理解。教学过程1、复习使用中断系统时需要考虑的问题。2、介绍项目任务要求。3、根据项目任务要求引导设计硬件电路。4、C语言中断服务子程序的编写方法。5、应用程序流程图绘制。6、应用程序设计。教学后记图4-5原理图3、元件选择(1 )复习晶振电路元件及复位电路元件的选择。(2) 复习发光二极管电路元件选择

14、。(3) 断线报警触发电路元件的选择。由同学选 择，老师指 导。、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、如何开关中断？2、使用中断时需要考虑的问题 ？提问导思导入本项目的任务要求是：1、用一个控制开关启动进入防盗状态， 开关闭合经50S延时后，进入防盗状态。当断线报警电路发出 报警请求信号后，若 50S内没有正确的密码输入，单片机即输 出报警信号。一旦报警，单片机不能复位，只能用断电复位；2、 防盗状态的退出由 4个控制开关的状态来控制，用4个控制开关状态作为密码数据输入，主人进入后，在50S内将控制

15、开关置于正确状态(输入正确密码)，则防盗报警器电路退出防盗状 态。启发学习 积极性讲授新课一、防盗报警器电路设计1、防盗报警器电路构成方案设计根据项目要求，本项目硬件由键开关电路、单片机最小应用系统、灯光报警电路和断线报警触发电路构成。2、电路设计根据电路构成方案， 对各组成部分进行设计。 键开关采用拨码 开关；灯光电路用发光二极管代替；断线报警触发电路可以三极管及相关元件构成。硬件电路原理图如图4-5所示。老师和同学 共同讨论在 黑板上绘制 电路原理 图。其中：三极管：9013断线模拟开关：自锁按键基极电阻：2K集电极电阻：10K二、应用程序编写1、应用程序流程图绘制本项目采用 8个发光二极

16、管全部反复亮灭闪烁来报警，S1S4输入的正确密码设为 0011 （闭合为0,断开为1 ）。主 程序及中断服务程序流程图如图下所示。图4-6流2、程序设计根据流程图编写程序。延时函数、灯光报警函数由学们进行编 写，中断服务子程序编写说明如下：（1 ）中断服务函数（子程序）定义格式void 中断服务函数名（void） interrupt中断编号（2 ）本项目的中断服务函数编写如下：void in t1（） in terrupt 2 /外部中断1的中断编号为 2delay2（20）;/ 延时 50Sif（P1!=0xf3）/输入密码错误则报警dgbj（）;老师进行编 写及说明。else/输入密码正确

17、EX仁 0;P0=0x00;F0=1;/置密码正确标志根据流程图编写的主程序如下：void mai n()1P0=0x00;/点亮彩灯PX仁 1;/置中断高优先级IT 1=0;/置中断电平触发方式EA=1;/开总中断位while(1)/主程序大循环 do/等待S4闭合P1=0xff;在老师引while(S4=1);导下与同F0=0;/清密码标志学起完delay1(20);/延时50S成应用程if(F0=0&S4=0) S4闭合则进入防盗状态序设计。1P0=0xff;/熄灭彩灯EX仁 1;/开中断时间允许时，可由同学对应用程序进行3、讨论应用程序可否进行修改优化设计。4、扩展中断源的方法。课堂小

18、结1、使用中断时需要考虑的问题。2、防盗报警器电路设计。3、C语言中断服务程序的编写。4、应用程序设计。课后作业自我测评5题、7题、8题。任务3防盗报警器电路的计算机仿真任务防盗报警器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、防盗报警器电路设计的计算机仿真验证。2、提高工具软件的使用熟练程度。3、熟练相关指令的使用及电路应用程序设计。教学重点1、防盗报警电路设计的计算机仿真验证。2、相关指令的使用及程序编写与修改。教学难点1、仿真电路运行出错时的修改调试。教学过程1、proteus仿真电路绘制步骤复

19、习。2、用keil进行程序汇编步骤复习。3、课件演示电动机正反转控制电路运行效果。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、教学实施过程实施环节组织教学复习提问导入讲授新课教学内容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。1、有盗匪进入时，防盗报警触发电路输出什么信号?2、防盗报警吕电路的工作过程如何？冈財同学们对防盗报警器电路的工作过程作了叙述，下面就根据上次课进行的电路设计及程序编写，用计算机仿真验证本次项目设计的正确性和运行效果。一、使用proteus绘制仿真电路图的步骤参照上次课设计的防盗报警器电路原理图4-5进行仿真电路绘制。导学

20、方法 互动交流提问导思启发学习 积极性利用多媒体 或机房相关 软件进行操 作演示。讲 解个步骤的 含义。1、将所需元器件加入到对象选择器窗口AT89S51用AT89C51 代替，红色发光二极管、黄色发光二 极管、绿色发光二极管的英文符号分别是“ LED-RED“LED-YELLOW ” “LED-GREEN ”；电阻、电容、电解电容、按键、晶振的英文符号分别是“RES ” “CAP ” “CAP-ELEC“ BUTTON ”“ CRYSTAL ”；三极管、开关的英文符号分别是“2N222A ”“ SWITCH ”。2、放置元器件至图形编辑窗口。3、移动（删除）对象和调整对象朝向。4、放置电源及

21、接地符号。5、元器件之间的连线。6、编辑对象的属性设置元件参数。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.c。2、建立工程文件点击Project-New Project”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，勾选Creat Hex file选项，用于生成扩展名为.hex的可执行代码文件。4、编译、连接在设置好工程后，即可进行编译、连接。点击Build target按钮，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

22、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、防盗报警器电路仿真验证。2、试一试，用其他开关作为启动报警开关。可否将启动报警 的方式进行改进？3、修改应用程序验证运行效果。课堂小结1、proteus 的基本操作步骤。2、keil的操作步骤。3、防盗报警器电路的仿真验证。课后作业技能反复训练与思考题 1题、2题。任务4防盗报警器电路的制作与调试任务单片机控制广告灯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2课时教学用具万用表、电烙铁等教学资源实训设备、电路制作成品课前准备防盗报警器电路相关电子元件采

23、购、准备。教学目标1、项目相关兀件的测试方法。2、熟练电路接线图绘制方法。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、掌握防盗报警器电路构成及硬件、软件调试。教学重点1、掌握相关兀件测试方法。2、掌握防盗报警器电路构成及硬件、软件调试。教学难点1、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、防盗报警器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、教学实施过程实

24、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、除了单片机最小应用系统所用兀件外，本项目都增加了那些 元件？-发光管、三极管、电阻、拨码开关、自锁开关。提问导思导入强调操作纪律及安全事项。经过前面几个项目的制作，冋学们 已经有了制作经验，本项目比项目 3要简单许多，同学们在 4 学时内完成项目制作调试， 期待同学们成功展示作品的时刻。 由 学生分组展开实际操作。建议每组2人，最好每组不超过 3人。启发学习 积极性项目制作一、认识项目相关兀件及兀件测试1、复习发光二极管、电阻等元件测试方法并进行操作练习。2、复习三极管测试方法并进行测试。3、讨论拨码开关的测试方法并进行测试。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 4-5以及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、40脚IC插座插装与焊接。2、晶振、电容、电阻插装与焊接。3、拨码开关、发光二极管、电解电容、数据线插座插装与焊 接。4、自锁按键、