单片机教学设计：情境式学习突破

博学技精9重德修身多德行天下9技走人生。

教学设计

所属中心单片机仿真实训中心

教研部_______________电子_______________

姓名杨建龙刚余守红梁伯俊边成云张利王正伟

课程单片机技术与应用

学习情境

学习情境三单片机外部中断控制数码管显示

名称

课程

单片机技术与应用教学对象10秋电子就业1班

名称

讲课

课时

时间

一、教学内容分析

本学习情境是以学习情境一和学习情境二为基础，体现两个目的：一是巩固和提高学习

情境i和学习情境二所学知识（单片机的J基础知识、单片机的指令系统）；二是学习单片机

日勺精髓部分即外部中断、定期器/计数器方面的知识（单片机日勺中断原理、单片机口勺中断寄

存器TCONIEIPTMOD等、单片机中断服务程序的编写）。

二、教学对象分析

三、学习目日勺

知识目的J：

1）掌握数码管显示数字的工作原理；

2）掌握数码管静态显示和动态显示原理

3）掌握单片机的内剖数据存储器构造；

4）掌握单片机特殊功能寄存器TCONIEIPTMODTH1TL1THOTLO等；

5）掌握计算机中断的概念；

6）掌握MCS-5I单片机中断系统的构造；

7）掌握中断源，中断特殊功能寄存器，中断响应过程；

8）掌握定期/计数器系统的电路构造、特殊功能寄存器及功能和使用措施；

9）掌握外部中断、定期器/计数器中断程序的构造；

10）掌握定期器/计数器定期初值、计数初值的计算；

技能目的:

1）纯熟使用KEIL软件的J使用；

2）纯熟使用PROTEUS仿真软件的使用：

3）掌握AVRUSB单片机程序日勺下载措施

4）深入巩固元器件的识别、元器件的焊接、元器件艮1组装与调试；

能力目的：

1）培养学生接受、加工、存储、运用信息的能力；

2）培养学生分析问题、处理问题的能力、应用知识的1能力；

3）培养学生沟通、协调、协作及一定FI勺社会能力；

4）培养学生自我展示、自我推销日勺能力：

四、学习重点及其突破措施

重点：

元器件的装配过程；

Keil软件的使用;

突破措施：

元器件口勺装配，采用先由教师讲解怎样做，然后学生再做的过程。

Keil软件的使用，先有教师讲解，学生观看视频演示，然后学生多动手，多操作。

五、学习难点及其化解措施

难点：

指令的学习

程序的I编写

突破措施：

指令H勺学习，采用查阅参照书籍、教师指导、自主学习、小组讨论等措施

程序及I编写，采用多实例、多任务。

六、教学方略选择与设计

1、任务驱动法：学生围绕任务展开学生。通过任务实现II勺功能，进行自主探索和互助

学习，完毕既定口勺项目目的。

2、项目教学法：一种项目就是一种产品。首先，组装产品并完毕产品所要实现的功能,

另一方面，将项目分解几种任务，使学生掌握单片机指令的功能，单片机程序的编写，以及

KEIL软件的使用和PROTEUS仿真软件的使用，最终学生通过自己的所学，对木项目进行

扩展来实现其他功能。例如：本项目实现的功能是按键控制8只发个二极管流水灯和闪烁,

学生通过学生，本项目也可扩展控制发光二极管模拟交通灯。

3、小组合作学习法：学生以小组为单位，进行合作学习和讨论，充足激发个体潜能，

融合集体智慧，从而提高学习效率。同步，这种措施有助于培养学生口勺合作精神、组织协调

能力和沟通能力。

4、引导文教学法：教师可通过演示项目所能实现其他的功能，引导学生独立思索和自

主学习，完毕其功能。从而使学生通过自学掌握新知识、新技术，促使学生把所学的知识应

用于实践。这种措施不仅培养了学生的自学能力，并且也培养了学生分析问题、处理问题的

能力，这是一种能力的提高。

5、演示法：教师可通过演示技能操作环节、使学生能更好的理解操作环节，操作注意

事项，对学生纯熟操作技能提供一种有力保障。

七、教学环境及资源设备

教学场地：单片机仿真试验室、装配试验室；

教学设备：计算机12台〔装有KEIL软件、protcus仿真软件）;

教学媒体：实物投影仪1台，多媒体设备，黑板，粉笔；

学习材料：学生参照书，学生工作页：

教室布置图：

资料区展示台物料室：寄存与甩子技术基础专业学习

多线体讲台

有关的常用耗材，学生凭任务物资需求

实□实

□表领取耗材。

怆□验“资料区：寄存系统维护保养手册等纸质

资料。

操□操

□研讨区：为小组工作研讨、做计划H勺工作

作□作“场所。

台□缶展示台:摆放与任务规定有关H勺资料。

工具室：学生凭任务工具清单领取。

九、教学过程

教学环节

教学内容学生活动教师活动设计意图及资源准符

实践分派

设计患图：学习方明确

明确项目任务学生通过教仙演示明确项目任务敢仲通过多媒体课件演性、目的性.

项目目的.项目描述与演示

（20分钟）并记录.示.资源准备：多媒体课件、

多媒体敦学设备.

设计意图；是后埃的法础

知识,双固电子技术、电工基

里目分析学生学习，并记录项目环埼,为后

无教师通过多媒体讲授.础知识.

（20分钟）镁做准备.

淡流准台，多媒体课件.

多整体教学设备。

设计总图：提供学生学习

装配产品（180分钟）

项目实行的枳极性。

动手进行装配产品、调试产品段师循环指导、教师讲授.

（270分钟）资徵准备：有关装配产品

调试产品（90分钟）

和调试产品的设备.

教伸对项目评估表对学生设计◎图：对学生所学进

理门评侪学生填写项目评估表进厅自评.评估.行知识反馈.总结.

娘写项目讨估表、试验汇报单

（30分钟）学生侦写试验汇报单.教师指导学生填写试脸汇资骸准福：顶目评怙衣.

报用.试验汇报单.

任务目的（任务一）攻目FWJ、顶口描述与演小学生通过教帅演不明确WIH任务数师通过多农体课件演设计芭图：学习有明确

（10分钟）并记录.示。性、口向性.

资源准符：多燃体课件、

多媒体放学设备，

设il意图।是后续的基础

知识,巩固电子技术、电工刘

任务分析学生学习.并记录项H环节,为后

中断有关知识教师通过多旌体讲授.础知识.

（10分钟）线做准符.

资源准侪：多媒体课件、

多媒体故学设符，

设计意图：学生先做并观

状件仿真（程序一程序二程序三程序四）和硬件实行（下学生动手做.并侦写规则现象“测现象.然后学习为何这样.

任务实行我程序）并观测现象，数体指导并敕你讲授知对现象进行追踪..

（90分钟）识.资源准备：多媒体课件、

学一学,任务程序教拜讲解.多媒体敦学设备、单片机技术

与应用试聆设备。

设计西图：学生所学并加

以应用,到达知识学以致用小J

任务扩展目M

学生对所学如识进行应用.学生将所学的知识加以包用.教师指导学习.

（40分钟）资源准备：多媒体课件、

多媒体教学设备、单片机技术

与应用试脸设备.

任务评侪学生填写项目评估表进厅自评，地教师填写项目评估表进行设计总图：对学生所学进

博写项目评估出,试验汇报单，

<10分钟）写试验汇报单评估.教师指导学生填写行知识反饿.总结.

试脸汇报隼.资深席得：或口评估表.

试验汇投

设计愈困：学习有明确

任务目的（任务二）学生通过教伸演示明确项目任务教师通过多旌体课件演性.目的性.

项目目的、项目描述与演示

（10分忡）并记录.示。资源准符：多媒体保件、

多集体教学设缶。

设计意图：是后续的基础

知识,反固电子技术、电工荔

任务分析学生学习.并记录项口环节,为后

任务分析：中断有关知识牧师通过多媒体讲授，础知识.

<10分忡）接做准备.

资源准备：多媒体课件、

多媒体教学设备.

设计意图：学生先做并观

状件仿典（程序一程序二程序三程序四〉和硬件实行（下学生动手做.并填写规则现象.测现型.然后学习为何这样.

任务实行我程序）并观测现象，教如指导并教，巾讲授知对现望迂行追踪..

（90分钟）识.资源准备：多媒体课件、

学•学.任务程序教师讲解.多媒体教学设备、单片机技术

与应用试验设笛.

设计意图：学生所学并加

任务扩展以应用,到达知识学以致用的

学生对所学知识进行应用.学生将所学啊知识加以应用，鞍仲指导学习。

（40分钟）目灰

资源掂番：笠媒体课件、

多媒体教学设备.单片机技术

与应用试验设备。

设计意图：对学生所学进

教伸填写项目评估表进行

仆务评估学生均写项目评估表进行自评,培行知识反馈,胞结.

圾写项目评估我・试验汇报堆.评估,教师指导学生填写

（10分钟）目试验汇报单资源泡番：项H评估表，

以瀚汇报单.

试验汇技般.

附：工作页

学习情境三单片机外部中断控制数字数码管显示

一、项目目的

知识目H勺

1）掌握数码管显示数字的工作原理；

2）掌握数码管静态显示和动态显示原理

3）掌握单片机的内部数据存储器构造；

4）掌握单片机特殊功能寄存器TCONIEIPTMODTH1TL1THOTLO等;

5）掌握计算机中断的概念；

6）掌握MCS-51单片机中断系统的构造；

7）掌握中断源，中断特殊功能寄存器，中断响应过程：

8）掌握外部中断系统的电路构造、特殊功能寄存器及功能和使用措施；

9）掌握外部中断程序的构造：

能力目的

1）纯熟使用KEIL软件的使用：

2）纯熟使用PROTEUS仿真软件时使用；

3）深入巩固元器件的识另J、元器件的焊接、元器件R勺组装与调试；

技能目日勺

I）培养学生接受、加工、存储、运用信息的能力；

2）培养学生分析问题、史理问题的能力、应用知识口勺能力；

3）培养学生沟通、协调、协作及一定的社会能力；

4）培养学生自我展示、自我推销的能力；

二、项目描述与演示

•项目描述

应用AT89c51芯片和6位七段LED数码管，运用单片机内部的定期器功能，采用定期

中断控制的方式进行程序设计，规定实现口勺详细功能如下：

（1）6位七段LED数码管进行时、分、秒的J显示。小时显示采用24小时制，分钟为六十

进制，秒为六十进制，时、分、秒的I显示格式为“”。

⑵由1个按键控制电子启动/停止工作，第1次按下RUN/STOP键，电子钟开始定期工作,

并按规定完毕⑴中规定的显示时间；再按1次RUN/STOP键，电子钟停止工作，数码显示内

部为固定数据“P为01”

•项目演示

软件演示：软件仿真'学习情境三'学习情境三.DSN

硬件演示：..'项目演示'学习情境三演示.swf

产品演不（略）

三、项目分析

学习情境三单片机外部中断数字数码管显示原理图

分析一：无

四、项目实行

第一步：根据材料清单项选择择元件

序号名称型号、规格单位数量备注

1U1AT89S51(89C51)片1DIP封装

2OSC12MHz只1晶振

3Cl、C230pF只2陶渔电容

4C322uF25V只1电解电容

5R12kQ只1碳膜电阻

6R2200R只1碳膜电阻

7R3〜R10270Q只1碳膜电阴

8RS104只8排阻

数码管高亮度、红色、

9LEDBS-18R-2只6共阴

10SW、SW1TC-0102只2按钮

11U274LS245片1总线驱动

12U3ULN2803片1反相驱动器

13HYIIXD/5V只1有源蜂鸣器

学习情境三单片机外部控制数码管显示元器件材料清单表

第二步：装配元器件

1、检测元器件的好坏

2、对元器件进行整形

3、焊接元器件

第三步：调试电路

1、keil软件的I使用

根据学习情境一时措施，在D盘建立一种文献夹“学习情境三”~在文献夹里建立一

种项目工程为“学习情境三”一输入下列程序，并将程序生成.HEX文献。

LEDBUFEQU7AH；定义显示缓冲区首地址

ORG()(X)()H

AJMPMAIN

ORG000BH

LJMPPITO

ORG01OOH

MAIN:MOVSP,#30H;确立堆栈区

SETBOOH

MOV73H,#05；蜂鸣器输出5s时间控制

MOV21H,#00H；秒计数器清零

MOV22H,#00H；分钟计数器值清零

MOV23H,#OOH；小时计数器值清零

MOVTMOD.#01H:定期器0,工作方式1

MOVTLO,#0B0H；装计数器初值低字节

MOVTHO.#3CH；装计数器初值高

字节

CLRTRO

MOV20H,#20；定期器定期次数，即循环次数

;状态1程序段

STAU1:CLRTRO；定期器关闭

MOV7FH,#10H；显示“P“数据

MOV7EH,#11H；显示丫数据

MOV7DH,#00H；显示“0”数据

MOV7CH,#00H

MOV7BH,#00H

MOV7AH.#0IH；显示“1”数据

LCALLDISPLAY；调用显示子程序

LCALLKEY；调用键盘处理子程序

JNBACC.O,S1AU2；按键按下进入状态2程序

AJMPSTAU1；状态1循环控制

;状态2程序段

STAU2:SETBTRO:开定期器

setbetO

SETBEA

；开中断

LOOP:NOP

LCALLOUTHY

LCALLBINTOBCD；调用二进制

转BCD码子程序

LCALLDISPLAY

;调用显示子程序

LCALLKEY

；调用键盘处理子程序

JNBACC.O,STAU1；按键按下转入状态1程序段

LJMPLOOP

;状态2循环控制

;定期中断子程序

P110:PUSHPSW；中断服务程序，现场保护

PUSHACC

MOVTLO,#OBOH；计数

器重新加载

MOVTHO.#3CH

DJNZ20H,RET0；循环次数减1满20次即为1s

MOV20H,#20；重新赋值，开始新计时操作

JNBOOH,OUT_OFF

DJNZ73H,OUT_OFF

CLROOH

OUT_OFF:INC2IH；秒加1

MOVA,21H

CJNEA,#60,RETO；判断与否满60s

MOV

INC22H；满60s分

钟加1

MOVA,22H

CJNEA,#60,RETO；判断与否满60niin

MOV22H.#00H

SETBOOH；蜂鸣器输出控制

MOV73H,#5；蜂鸣器输出5s

INC23H;满60min小时加1

MOVA,23H

CJNEA,#24,RETO；满24小

时处理

MOV23H.#OOH

RETO:POPACC

POPPSW；现场恢复

RETI;中断返回

；蜂鸣器输出子程序，送P2.6

OUT_HY:JNBOOH,OUT_END

MOVA.#40H

ORLP2.A

OUT_END:RET

；键盘处理子程序

KEY:;MOVP1,#OFFH;P1DI/O功能控制

MOVA,P1；读引脚状态

CJNEA,#0FFH,CHECK；有键按下继续延时检测

LJMPKEYEND；无键盘按下跳转返回

CHECK:LCALLDISPLAY;运用显示程序实

现按键检测延时

;MOVP1.#OFFH

MOVA,P1

KEYEND:RET;键盘处理子程序调用返回

二进制转BCD码子程序送BCD码数据缓冲区

BINTOBCD:MOVA,23H;取小时二进制数

MOVB,#10

DIVAB;除10转BCD码并分离十位和个位

MOV7FH,A;时数据十位送显示缓冲区

MOV7EH.B;时数据个位送显示缓冲区

MOVA,22H;取分钟二进制

数

MOVB,#10

DIVAB

MOV7DH,A

MOV7CH,B

MOVA,21H；取秒二进制数

MOVB,#10

DIVAB

MOV7BH,A

MOV7AH.B

RET

;LED显示子程序DISPLAY同项目5,略

DISPLAY:PUSHACC；保护现场

SETBRSO；变化目前工作寄存器组

MOVR0,#LEDBUF；显示缓冲区首地址送R0

MOVR7,#6；设置循环次数，显示6位数

MOVDPTR,#TABLE；字形表首地址

送DPTR

MOVR2,#()1H；位控码初值，从LED1开始显示

LOOPDISP:MOVP2,R2;输出位控码

MOVA,@R0；从显示缓冲区取待显示口勺数

MOVCA,@A+DPTR；S

表取待显示数的I字形码

MOVP0,A;字形码送P0输出

INCR0;R0中的内容加1,指向下一种显示缓冲区

MOVA,R2;重取位控码

RLA;位控码左移，指向下一种LED

MOVR2,A;位控制码放R2暂存

DJNZR7,LOOPD1SP；直到6位全显示完

POPPSW；恢复现场

POPACC

RET；子程序返回

TABLE:DB3FH.06H.5BH.4FH.66H.6DH.7DH:0,123.4.5.6

DB07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H;7,8,9,A,B,C

DB5EH,79H,71H.73H,40H.00H;D,E,F,P「,灭

END

2、下载keil软件生成的.hex文献到单片机（如上图H勺红色圈内）

按照学习情境一AVRUSB下载措施将生成的.HEX文献下载到单片机并观测其效果。

3、单片机运行及调试一观测现象

操作环节观测现象

第1次按下

RUN/STOP键

第2次按下

RUN/STOP键

按下SW键

五、项目评估

项目自评师评得分

评价内容配分评价原则

评价

硬件电路原理、构造、选择选择明确，

电子技术基础知识20分

电路会分析

按照原理图及电路板尺寸对的整

元件整形、插装5分

焊接形、布件

工艺

焊接工艺5分符合焊接工艺原则

任务一单片机外部中断控制数码管显示

一、任务目的

知识目的

1）掌握数码管显示数字的工作原理；

2）掌握数码管静态显示和动态显示原理

3）掌握单片机的内部数据存储器构造；

4）掌握单片机特殊功能寄存器TCONIEIPTMODTH1TL1THOTLO等:

5）掌握计算机中断的概念；

6）掌握MCS-51单片机中断系统的构造；

7）掌握中断源，中断特殊功能寄存器，中断响应过程；

8）掌握外部中断系统的电路构造、特殊功能寄存器及功能和使用措施；

9）掌握外部中断程序的构造;。

能力目的

I）培养学生接受、加工、存储、运用信息的能力；

2）培养学生分析问题、史理问题的能力、应用知识的能力；

3）培养学生沟通、协调、协作及一定的社会能力；

4）培养学生自我展示、自我推销日勺能力；

技能目口勺

1）纯熟使用KEIL软件的使用；

2）纯熟proteus软件仿真hex时下我措施；

3）纯熟AVRUSB硬件实行的下载措施；

二、任务描述与演示

•项目描述

本例单片机P2口连接1只数码管，通过单片机编写单片机程序，外部中断控制数码管

显示。

当无外部中断产生时（P3.I按键未按下时），P2口内数字数码管的段码依次点亮；

当外部中断产生时（P3.I按键按下时），P2口的数字数码管口勺显示数字8并闪烁8次。

•项目演示

软件演示：..'软件仿真'学习情境三'任务一'任务一.DSN

C1

Hl

±22mU1

X13»XTAL1PO.O/ADO

C2P0.1XAD1

P0.2/AD2R210

XTAL2P0.3XAD3

-IFP0.4/AD4

22pf

P0.5/AD5

R1

AC3P2.0/A9

P2.1/A9

P22/A10

PSENP23/A11

10uF

ALEP24/A12

EAP25/A13

P2.6/A14

±P27/A15

P3QRXD卜耳

.按下阳

圭P3.1/TXD-4i-

±11

±P3.5O1_

P3於阻

P3.7笊D一^

ATAQCM

单片机外部中断控制数码管显示原埋图

四、任务实行

做一做

1、打开keil软件，按照keil软件的使用措施，分别输入下列程序并生成.hex文献。

程序观测现象

ORGOOOOH

SJMPSTAR

ORG0003H

SJMPINTOS

STAR:MOVIE#81H

MOVTCON,#I

参照程MOVA,#0FEH

序MOVP3,#0FFH

STI:M