【21-24课时】1.4 按键控制交通灯

北京新大陆时代教育科技有限公司《传感器与传感网技术应用》课程教案《《传感器与传感网技术应用》授课教案授课教案《传感器与传感网技术应用》课程教案学年度第学期项目名称项目一智能交通灯系统授课教师授课时间课题名称任务四串口控制交通灯授课班级授课人数课时4教学目标知识目标1.理解串行通信的原理，掌握MAX232芯片、RS-232接口和建立CC2530和PC间串行通信的方法；2.理解串行通信配置的相关SFR的描述、通信的配置步骤、数据收发的原理；能力目标1.能够完成上位机与CC2530间的串口通信建立和配置方法；3.能够完成串口通信中数据收发程序的创建与调试测试，实现上位机下达的指令、控制交通灯模式进行切换的项目设计；素质目标1.培养开阔灵活的思维能力、积极主动的探索精神；2.培养善于沟通、自我表达、互相协作的团队意识；3.使同学们具备严谨细致的工作态度；教学重点1.串行通信的原理和串行通信配置的相关SFR的描述；2.串行通信的初始化、数据收发模块的设计；3.主程序设计与实现；教学难点1.串行通信的初始化、数据收发模块的设计；2.项目的创建与调试；教法学法问题讨论法、讲授法、任务驱动法等。教学手段资源PPT、图片。学情分析使用教材《传感器与传感网技术应用》教学环节（时间分配）教学内容与教师活动学生活动设计意图教学手段任务解读（10min）任务四串口控制交通灯1.解读各项职业能力目标，引导同学们认知学习重点，并同时对其中术语进行简要说明：2.解读任务描述与要求：任务情景解读和任务要求归纳，组织讨论项目创建和调试的方法和困难等问题；3.进行任务分析，规划任务实施计划；细致听讲，同步梳理形成对任务实施规划的理解；快速分组网络调查与交流，建立对任务解读部分重点词汇的实步了解；使学生清晰认知本任务的学习目标，形成清晰的学习思路；PPT2-5新课部分知识储备1.CC2530与外设间的串行通信（30min）(1)并行通信与串行通信图文结合，说明两种通信的原理；解析过程，组织讨论归纳、对比两种方式的特点，性能和应用；听讲认知通信原理，参与讨论，完成特点、性能和功应用的归纳；掌握串、并行的基础知识；PPT8-9①同步SPI模式串行通信说明SPI模式串行通信；结合图示解读SPI通信的机制、原理与特性、应用趋势；解读SPI的帧格式、数据接收处理过程；注意对其中的术语进行解释说明；听讲，理解SPI的原理描述，主动进行特性、应用的归纳分析；理解SPI串行通信的原理、过程、特点和应用；PPT10-11②异步UART模式详细讲解异步UART模式的帧格式、帧传输的过程；讲解异步UART模式的特点：异步串行、双方时钟独立、容错性和效率与应用；注意对其中的术语进行解释说明；听讲，理解异步UART模式的原理描述，主动进行特性、应用的归纳分析；理解异步UART模式的原理、过程、特点和应用；PPT12-13(2)CC2530串行通信接口说明RT、CT、TX、TX串行通信引脚的含义和作用；说明表1-4-1所示UART串口两个位置和设置思路、并引导学生识记；听讲，理解UART串口引脚的含义、作用，识记UART串口两个位置和设置思路；掌握串口引脚选取的要求和方法；PPT142.CC2530与上位机的连接与信号转换（20min）(1)RS-232标准接口引导学生识认RS-232接口、了解其电平、信号设置和从PC端引出的连接；听讲，认识RS-232标准接口、了解串口通信双方电平的差异、由MAX232建立的电平转换和连接；掌握PC和CC2530间建立串行通信连接的方法；PPT16-18(2)MAX232及上位机与CC2530间的信号转换归纳CC2530的USART串口和PC端RS232端口的电平的差异；引导学生认知MAX232的功能；分析应用MAX232实现单片机与PC机串行通信连接图建立的通信通道和电平转换的实现；3.CC2530串口相关寄存器及串行通信配置（50min）(1)CC2530串口相关寄存器A.相关寄存器功能简单波特率控制寄存器UxBAUD、控制和状态寄存器UxCSR、UART控制寄存器UxUCR、通用控制寄存器UxGCR、接收/发送数据缓冲寄存器UxDBUF。B.各寄存器描述详细说明各寄存器中功能多样，注意引导学生建立各寄存器存储参数间的关系，引导学生有效记忆；C.指导学生初步建立各SFR在串行通信控制中的应用；听讲，结合教师的指导建立各SFR存储信息的体系，并进行记忆；理解各SFR的功能，建立串行通信控制的基本思路；PPT19-23(2)串行通信控制①通信波特率计算及设置解读串行通信波特率设置方法；讲解波特率计算公式，并设定一组BAUD_E、BAUD_M组织练习应用；解读表1-4-432MHz系统时钟常用的波特率设置，指导学生关注几个常用波特率对应的SFR取值，引导学生掌握查阅资料、进行设计。听讲，完成波特率特定值设置相关SFR取值的设置；掌握串行通信中波特率设置的方法；PPT24-26②UART0的初始化分步解读初始化程序，使学生明确每个SFR值的设置原因；指导学生识记串行通信初始化的步骤，并对典型程序进行识记；听讲，理解SFR赋值的原因，掌握串行通信初始化的过程，进行典型程序的识记；掌握串行通信的初始化方法；PPT27-28③UART0端口完成数据发送分析解读串行通信方式发送1字节程序，指导学生理解通信原理；分析解读串行通信方式发送字符串程序，指导学生理解通信过程；听讲，理解程序，理解通信原理，识读程序；掌握串行通信的数据发送程序设计的方法；PPT29-31④数据接收中断服务函数分析说明串行通信中数据接收时中断处理的过程；分析解读串行通信方式数据接收中断服务程序，指导学生理解通信过程；听讲，理解程序，理解通信原理，识读程序；掌握串行通信的数据接收程序设计的方法；PPT32-33(2)定时/计数器的应用方法A.说明定时器的工作过程，引导同学们归纳整理配置步骤，查阅确定相关SFR；B.①定时器初始化设置配置过程说明，使学生准确掌握过程中的各步骤的工作和相应的SFR及处理方法；按指导进行步骤整理和SFR查阅，写出配置方案；结合标准配置流程分析，补漏后误记完整的定时器初始化配置；熟练掌握定时器的配置过程；PPT29C.②定时器1定时功能最大计数值设定分析讲解计算公式，通过例题进行计算训练，结果组内核对检查后交流，强化同学们对定时器目标值计算方法的掌握；D.累计时间片计时方式代码的分析说明；听讲，理解公式，完成例题，理解公式的用法；熟练掌握定时器的计数目标值的计算方法；PPT30-31检测与提升（15min）测一测详述UART端口初始化过程；想一想CC2530串口相关寄存器各自包含哪些内容？总结其用法。按要求开展积极调查与讨论，完成答案整理和归纳；强化对串行通信初始化的掌握；PPT344任务规划与设计（30min）说明任务要求，进行规划设计；1.系统搭建及串行通信连接A.说明通信连接体系，重点强调电平转换的处理；B.提时建立通信连接；同步进行电路分析；完成系统搭建；要求能够快速搭建系统；PPT35-372.串口通信的初始化A.UART0初始化配置过程分步说明，指导同学们识记流程，B.查阅相关SFR的描述，明确各步相关SFR值的设置；C.快速阅读初始程序，理解代码；听讲，理解程序的写法，动手模写，掌握串行通信初始化的典型程序的写法；理解掌握串行通信初始化程序设地的方法；PPT35-403.UART0的数据发送与接收(1)串行通信发送数据基本数据发送过程分析；发送单字符数据、发送字符串的程序解读，注意基本步骤实现的解读、串行通信中中断的应用、接收功能的启动；注意字符串发送功能中指针的理解；（2）串行通信数据接收基本数据接收过程分析；单字节数据接收程序解读，注意基本步骤实现的解读、串行通信中中断的应用、接收标志的设置；听讲，理解程序的写法，动手模写，掌握串行通信数据发送、接收的典型程序的写法；理解掌握串行通信数据发送和接收程序设计的方法；PPT41-434.指令控制应用主函数设计指导学生阅读主程序，明确通信的执行过程，理解初始、收发轮流进行的双工串行通信的控制实现，如收发操作切换控制等；理解CC2530对PC下发的指令的解析和执行；听讲，梳理形成对串行通信过程的理解，建立串行应用的逻辑、形成程序设计能力；理解串行通信的过程，形成串行通信的应用逻辑，初步会进行串行通信程序设计；PPT44-45设备与资源准备（5min）检查确认设备与资源的到位情况和完好性，完成系统搭建；按要求完成设备检查与系统搭建；强化动手能力；PPT46任务实施（30min）1.工程的创建、修改工程配置指导学生自主完成项目创建（2min）观摩示范后，快速完成项目创建；巩固同学们准确创建项目的能力PPT47-542.编写、分析、调试程序（25min）指导把给出的补充程序和前面各块程序整理一起，明确整个项目的组成；指导完成程序录入，重点关注串行通信配置、数据收发和主程序的逻辑设计的实现的正确性，指导完成SFR值的设置；指导同学们完成其错误的调试；根据识记完成程序录编译与调试；掌握串行通信典型程序实现，形具备逻辑较复杂的应用的调试能力；进行源代码的记忆和理解；3.程序编译与下载调试(5min)调试、生成HEX文件；完成程序下载；根据指导生成HEX，完成程序下载；提升学生项目处理能力；4.测评与分析(10min)介绍串口调试助手等工具的用法；指导学生拔掉下载器，进行串行通信程序调试；分析运行结果中的问题，指导同学们从串口通信相关配置与通信模块设计、收发控制逻辑的设计两个