项目6单片机应用技能实训(C语言)教案

1、单片机应用技能实训（C语言）教案一项目6项目6数字时钟电路制作任务1项目相关知识学习一、案头任务项目相关知识学习授课时间年 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、了解并行通信与串行通信。2、理解串行口结构，工作方式。3、掌握串行口工作方式。的应用。4、了解LED数码管结构及显示方式。教学重点1、串行口控制寄存器的作用与用法。2、串行工作方式 0的应用。教学难点1、对串行口发送启动和接收启动的理解。教学过程1、通过对生活中数字时钟的讨论，引出项目任务。2、LED数码管结构及显示方式。3、并行通信与串行通信。4、MCS-51单片机串行的

2、结构。5、用于串行口的专用寄存器介绍。6、串行工作方式 0的应用。教学后记、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、MCS-51定时器有哪几种工作方式,2、如何用定时器来完成数字时钟的定时？本项目的终极目标是制作一个单片机控制的LED数码管静态显示数字时钟电路。提问导思导入在项目5中学习了单片机的定时器，本项一用定时器定时， 用数码管显示时间，至少要用 4个数码管，每个数码管占用8位，4个LED数码管占用4个I/O端口。所以，在本项目中要扩 展用于显示电路的输出端口。下面，我们在进行项目制作之前， 学习

3、LED数码管结构原理以及 MCS-51单片机的串行口。启发学习 积极性讲授新课一、LED数码管结构及工作原理1、LED数码管结构用多媒体展示图6-3。通常使用的是七段 LED显示器，这种显示器由8个发光二极管 构成，有共阴极和共阳极两种，如图6-3所示。图6-3数码管结构2. LED数码管工作原理共阴极LED数码管的8个发光二极管的阴极连在一起，接公共端COM使用时公共端接地，当发光二极管的阳极为高电平时， 发光二极管点亮。共阳数码管则与之相反。从管脚ag及dp输入不同的8位二进制数，可显示不同的 数字或字符，把控制数码管显示不同字符的8位二进制数称为段码。例如：对于共阳极数码管，若要显示0,

4、其段码为C0H二、LED数码管的显示方法数码管的显示方式有静态显示和动态显示两种。1、静态显示静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止。这种显示方式的各位数码管相互独立，公共端恒定接地(共阴极)或接正电源(共阳极)。每个数码管的8个字段分别与一个8位I/O 口相连。2、动态显示动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。通常，各位数码管的相应段选线并联在 一起，由一个8位的I/O 口控制；各位数码管的位选线 (公共阴 极或阳极)由另外的I/O 口线控制。三、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将组成数据字节的各

5、位同时发送或接收，不宜用于远距离通信。串行通信是组成数据的字节中的各位按顺序逐一传送的方式， 最少只需3根传输线即可，如图8-2所示。串行通信适用于远距 离通信，但通信的传送速度较低。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行口缓冲寄存器SBUF、串行口控制寄存器 SCON和电源控制寄存器 PCON构成，通过引脚 TXD (P3.1)、RXD (P3.0)来完成串行数据的发送和接收与外 界进行串行通信。(1)串行口缓冲寄存器 SBUF提问学生其 他数字的段 码。介绍连接方 法并说明静 态显示的优 缺点。介绍连接方 法并说明动 态显示的优 缺点。重点说明 S

6、CON的使 用。对方式0的 发送与接收 详细说明。 用多媒体展 示课件图6-5简单介绍集 成电路芯片74LS164 工 作特点。对应用程序 进行介绍， 延时程序由 学生进行编 写。SBUF是按字节寻址的专用寄存器，它用来存放将要发送或接 收到的数据。在物理上有两个独立的 SBUF寄存器，一个用于发 送，一个用来接收。(2)串行口控制寄存器 SCONSCON是一个可以位寻址专用寄存器，它用于串行口的方式选择、发送、接收控制及保存串行口的状态信息等。SCON中各位的名称如表6-2所示。SCON 位D7D6D5D4D3D2D1D0位名称SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISCON中各位的定义

7、如下：SM0、SM1 :串行口工作方式选择位。4种不同取值对应 4种工作方式如表6-3所不。SM2 :在方式2、3中用作多机通信控制位。REN :允许接收控制位。 REN=0时禁止接收，REN=1时允许 接收。TB8 :发送数据的第九位。RB8:接收数据的第九位。TI :发送中断请求标志位。RI：接收中断请求标志位。(3)电源控制寄存器 PCONPCON对串行口的影响是通过其 SMOD位改变串行口的波特 率。SMOD 位位于 PCON的最高位，即 PCON.7 ,当SMOD=1 时串行口的波特率是 SMOD=0时的两倍(方式 0除外)。PCON 在单片机复位时， SMOD=0。二、MCS-51

8、单片机串行口工作方式 0的应用1、串行口方式0的发送与接收串行口工作方式 0是8位同步移位寄存器方式。串行数据由 RXD (P3.0)引脚输入或输出，同步移位脉冲由TXD (P3.1)引脚输出。方式 0主要用于I/O端口的扩展。(1)力式0的发送方式0的发送操作是在 TI=0的情况下，执行以 SBUF为目的 字节的数据传送指令开始的。例如：SBUF=a;8位数据发送完成后，由硬件将TI置1 ,向CPU请求中断。若中断不开放，TI可作为发送完成的查询标志位。TI=1后，必须用软件将其清0,以便再次发送数据。(2)方式0的接收方式0的接收操作是在 RI=0的条件下，由REN置1指令来 启动接收。收

9、到8位数据后，由硬件将 RI置1,向CPU请求中 断。若中断不开放，RI可作为接收完成的查询标志位。RI=1后， 必须用软件将其清 0,以便再次接收数据。2、方式0应用举例例1 :使用串入并出芯片 74LS164与单片机相连，使用串行口方式0扩展8位并行输出，接线示意图如图6-5所示。8位并行输出接8个发光二极管，要求控制8个发光二极管反复亮灭。程序设计如下(采用查询方式)：图6-5方式0扩展并行输出#include <reg51.h>#define uchar unsigned char void delay_ms(uchar xms); / 定义延时函数 /*以下是主函数 */

10、void main() uchar a=0xff;SCON=0;/置串行口方式 0,相关标志位、控制位清0。while(1) SBUF=a;启动串行发送while(!TI);等待串行发送完成TI=0;/TI清0,准备再次发送数据a=a; delay_ms (200); 课堂小结1、LED数码管结构原理及显示方式。2、并行通信、串行通信的概念。3、MCS-51单片机串行口结构及 SCON各位作用。4、串行口方式0应用举例。课后作业自我测评1题、2题、3题、4题。任务2数字时钟电路硬件、软件设计 一、案头任务数字时钟电路硬件、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：2课时教学

11、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、掌握串行口工作方式 0的应用。2、掌握数字时钟电路的整体构成。3、掌握C语言数值计算的方法。4、理解应用程序的编程思路。教学重点11、串行口工作方式0的应用。2、应用程序的编程思路及相关指令使用。教学难点1、应用程序的编写思路及相关程序。教学过程1、复习提问串行口方式 0的主要应用。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语言数值计算方法。4、应用程序流程图绘制。5、应用程序设计。教学后记、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

12、提问1、串行口控制寄存器 SCON各位的作用？2、如何用方式。扩展并行输出？提问导思导入在学习了串行口结构及方式0应用后，我们应用串行口方式 0扩展4个并行输出口来输出显示时间，项目要求如下：(1)用4个LED数码管采用静态显示， 分别显示时和分，用 一个发光一极管表小秒。(2)用两个按键，一个用来调小时， 一 个用来调分钟。启发学习 积极性讲授新课一、数字时钟电路设计1、数字时钟电路构成方案设计根据项目要求，本项目硬件由按键电路(调时) 、单片机最小 应用系统、扩展输出电路和数码管显示电路构成。 关键是扩展输 出电路构成。扩展输出用芯片 74HC595来完成。2、电路设计根据电路构成方案设计

13、，对各组成部分进行设计。 关键是扩展输出及显示电路的设计。硬件电路原理图如图6-7所示。图6-7数字时钟电路原理2、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。(3)数码管的选择。二、应用程序编写1、C语言数值计算的方法。(1)算术运算算术运算常用的有：+、-、*、/、五种。7”是除法运算， 即两个整数相除，商仍为整数，舍去小数部分(余数)。“”为取模运算(取余运算)，参与运算的两个整数，结果为两个数相老师和同学 共同讨论电 路构成方 案。老师讲解 74HC593 与 单片机的连 接及扩展级 连方法。老师和同学 共同在黑板 上绘制电路 原理图。对自述运

14、算 可多举几个 例子。在老师引导 下由同学老 师共同完成除之后的余数。例如：unsigned int 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)复合运算C语言中的复合运算符使得语句的书写更加简洁，符号左则的变量既是源操作数又是目的操作数。例如：unsigned char a=0x01,b=0x02,c=0x03,d=0x04;a/=b;a=a/b=0b+=0x01;/b=b+1=0x03c|=0x80; /c=c|0x80=0x83d<<=1;/d=d<<1=0x082、应用程序流程图绘制根据项目要求，分别绘制主程序

15、和中断服务程序流程图如图6-8所示。图6-8程序流程图3、程序设计根据流程图编写程序，参考程序如下：#include <reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar hour=12,min=0,sec=0; 定义小时、分钟、和秒变量uchar cont_1s;定义1S定时次数变量sbit S1=P1A0;定义 S1 键sbit S2=P1A1；定义 S2 键sbit xskzw=P2Al；定义显示控制位sbit led=P2A0；uchar disp_buf4;定义显示缓冲单元uchar code

16、 tab12=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0xff;定义段码表/*以下是初始化函数 */void start()TMOD=0x11;定时器工作方式TL0=(65536-20000)%256;/置定时器初值，一次定时20msTH0=(65536-20000)/256;SCON=0x00;/串行口初始化cont 1s=50;/置1S定时次数流程图绘 制。在老师引导 下与同学一 起完成应用 程序设计。延时子函 数、调小时 子函数、调 分钟子函数 由学生独立 完成。EA=1；开放中断ET0=1；开定时器中断TR0=1；启

17、动定时器T0 /*以下是时间显示函数 */void sjxs() uchar i,tmp;定义中间变量xskzw=0;控制位清0,准备串行发送显示段吗for(i=0;i<4;i+)循环发送 4 位 tmp=disp_bufi;显示数据送 tmpSBUF=tabtmp;查显示段吗送 SBUF进行串行发送while(TI=0);等待发送完TI=0；为下次发送做好准备 xskzw=1;控制位置1,将显布段吗送出显示当前时间 /*下以是数据处理函数 */void sjcl(ucha门n1,in2) uchar fen,shi; shi=in1; fen=in2; disp_buf0=fen%10

18、;分钟个位disp_buf1=fen/10;分钟十位disp_buf2=shi%10;小时个位disp_buf3=shi/10;小时十位 /*以下是定时器TO中断函数，用于产生时、分、秒信号 */ void sz() interrupt 1 TL0=(65536-20000)%256; 重装定时器初值 TH0=(65536-20000)/256; cont_1s-;/1S定时中断次数减 1if(cont_1s=0)到 1s 定时了吗？ cont_1s=50;/重置 cont_1sled=1;秒闪烁灭sec+;秒加 1if(sec=60)到 60 秒否？sec=0;到60秒则秒清0min+;分钟

19、加1if(min=60)到 60 分否？min=0;到60分钟则分清 0hour+;小时加1if(hour=24)到 24 小时否？hour=0;至U 24小时则小时清0sjcl(hour,min);调用数据处理函数sjxs();调用时间显示函数else if(cont_1s=25) 到 0.5S 延时了吗？led=0;秒闪烁亮/*以下是主函数 */void main()start();调用初始化函数while(1)大循环if(S1=0)delay_ms(10); 若S1按卜则调用10ms延时函数去抖动if(S1=0)txs();/S1仍然按卜则倜用倜小时函数if(S2=0)/塔S2按卜则调用

20、10ms延时函数去抖动delay_ms(10);if(S2=0)/S2仍然按卜则调用调分钟函数tfz()；4、是否需要去抖动处理？课堂小结1、数字时钟电路设计。2、C语言数值计算的方法。3、应用程序设计，关键是程序流程图设计。课后作业自我测评5题、6题。任务3数字时钟电路的计算机仿真、丁、木头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、相关课件课前准备教学目标1、数字时钟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C语言相关指令的使用及电路应用程序设计。教学重点1、数字时钟电路设计的计算机仿真验证。

21、2、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习。2、用keil进行程序汇编步骤复习。3、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、本项目设计的数字时钟电路都有哪些功能？提问导思导入刚才同学们对数字时钟电路的功能作了叙述，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。启发学习 积极性讲授新课一、使用proteus绘制仿真电路图的步骤参

22、照图6-7绘制仿真电路图。1、将所需元器件加入到对象选择器窗口AT89S51用AT89C51代替，红色发光二极管的英文符号是“LED-RED ”；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”； 绿色数码管的英义符号是“ 7SEG-COM-CAT-GRN ”。2、放置元器件至图形编辑窗口利用多媒体 或机房相关 软件进行操 作演示。讲 解个步骤的 含义。3、移动（删除）对象和调整对象朝向4、放置电源及接地符号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

23、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c2、建立工程文件点击 Project-New Project 采单，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。4、编译、连接在设置好工程后，即可进行编译、连接。点击按钮幽，对当前工程中的文件进行编 译然后再连接，生成目标代码。编译过程中的信息将出现在输出窗口中的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、数字时钟电路仿真验证。2、在仿

24、真软件中对定时器初值进行不向参数设置，观察有什 么变化。3、在仿真软件采用 74LS164代替74HC595进行仿真，观察仿 真运行效果，想一想为什么出现相应效果。4、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、单片机电动机正反转控制电路的仿真验证。课后作业技能反复训练与思考题 3题、7题。任务4数字时钟电路的制作与调试一、案头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数字时钟电路PCB板、相关电子元件采购、准备。教学

25、目标1、掌握项目相关兀件的测试方法。2、掌握使用相关工具进行电路制作的操作方法。3、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。4、掌握数字时钟电路构成及硬件、软件调试。教学重点1、掌握相关兀件测试方法。2、掌握数字时钟电路构成及硬件、软件调试。教学难点1、电路倜试中的故障查找。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。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、能否用调时键进行时间减 1?2、如何对数码管进行简单测试？提问导思导入强调操作纪律及操作安全注意事项。经过前面几个项目的制作，同学们已经后了制作经验， 但本项目比较复杂， 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