《LED流水灯的制作》课例设计.doc
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项目名称：
LED流水灯的制作
一、学习项目确定
项目名称：
LED流水灯的的制作
二、课例背景介绍
课程目标分析:
《单片机应用技术》是电子技术应用专业的一门专业主干课程，旨在通过该课程的学习，使学生举办本专业的高素质劳动者和中级技术应用性人才所必需的单片机系统的设计、装配与调试所必备的知识与技能，其课程目标主要为：
Ø了解单片机的组成和工作原理。
Ø能编写常见的单片机应用软件代码。
Ø能使用单片机仿真软件进行辅助设计或仿真分析。
Ø能依据原理图完成应用系统的实物装配。
Ø了解单片机应用系统的开发流程。
Ø能借助网络查找电子技术资料。
Ø其它方面的综合职业能力如：
合作、计划、沟通等能力。
项目分析：
该项目是电子技术应用专业《单片机应用技术》课程的一个项目，本课例以制作LED流水灯为载体，选择AT89C51为主要元件，着重从应用角度制作一个具有一定功能的样品，涉及单片机及其外围电路设计、二极管单向导通、延时程序、数据传送指令、移位指令、转移控制指令等多个知识，要求学生会使用PROTEUS软件进行仿真调试，这些对学生职业能力的培养都会有较强的作用。
同时由于该项目综合有多个知识点及较全面的能力要求，故该项目可以作为本课程一个阶段性的综合项目。
学生能力基础分析：
该项目是学生在学习《单片机应用技术》的第二个入门项目。
学生已经学习过电子技术基础，对半导体器件的性质、集成电路的应用有了一定的认识与了解，同时通过电子装配的实训，在动手方面也已经有一定的基础，学生自身具备完成本项目的基础条件。
在第一个项目“初识单片机”的基础上但学生首次利用单片机制作一个实物电路，一定要想方设法培养他们求知的欲望和钻研的兴趣。
前期知识与技能要求：
计算机基本技能
l软件的安装与操作技能
l上网查找资料的技能
电子技术基础知识
l模拟电路二极管、三极管等分立元件相关知识
l数字电路数码管、译码、编码、计数器等相关知识
l集成电路芯片相关知识
电子电路制作与调试
l万用表、示波器、稳压电源等常用电子仪器仪表的使用
lLED、电阻、电容等常用电子元件的识别与使用
l电子电路的焊接
表1
三、学习目标设定
依据本项目的内容特点、课程标准的要求，设定如下学习目标：
类别
目标描述
职业素养与能力
知识与技能
（知道什么）
（会做什么）
n单片机如何控制灯的亮灭及闪烁时间
n如何使亮点移动
n如何设计和调用延时程序
u具备识别单片机的引脚与合理使用其功能的能力。
u能利用网络资源解决问题。
u能高质量安装与调试简单电路，具有排除简单电路故障的能力。
u具备一定的文字说明能力。
u养成严谨的工作态度。
u有与人合作的团队意识。
过程与方法
（要做什么）
（达到什么）
n通过团队合作，学会制定工作计划与协作工作。
n通过仿真软件，学会在虚拟环境下进行电路模拟仿真实验
n.通过对工作过程中有关参数的记录与反思，能正确撰写项目工作报告。
情感态度与价值观
（形成什么）
（成为什么）
n组织合作学习过程，培养良好的合作意识与团队精神。
n通过电路的安装，形成严谨、规范的工作作风和工作态度。
表2
四、学习任务描述（主体是“人”）
学习过程
（学习者）学习任务描述（强调过程）
学生活动
教师活动
项目准备阶段
获取资讯
针对现在市场上很流行的五颜六色“跑马灯”“霓虹灯”，我们决定让我们的发光二极管（LED）也亮起来。
1．制作一个流水灯电路。
2．描述任务：
用单片机控制八个LED从左到右依次点亮，循环不断。
谈一谈
LED的应用
了解项目任务书的内容
描述工作任务
制定计划
1．讨论电路方案：
2．确定各阶段的工作任务
3．确定人员的分工与协作。
查一查
1、单片机基本连接
2、LED连接
引导学生上网查找相关资料
讨论决策
1、确定本项目实施中被采用的电路方案。
2、讲解基本指令功能及程序调用方法
3、在Proteus软件中搭建模拟电路
4、用Proteus软件编写ASM格式程序并编译得到HEX格式文件
议一议
听一听
主持讨论
确定方案
演示仿真
项目实施阶段
合作实施
1．根据原理图搭建实物电路。
2．编写汇编程序源代码并编译通过。
做一做
指导
调试检查
1．通过编程器将HEX文件下载到AT89C51芯片中，通电观察实际运行效果
2．编制有关项目说明文本。
做一做
指导
答疑解惑
项目完善阶段
交流评估
1．评价项目作品完成质量。
2．评价学习过程，评价形式：
自我评价、小组互评、老师评价。
说一说
1．制定学习成果评估标准。
2．产品的质量检验技能。
表3
五、学习内容组织（主体是“项目”）
能力
训练
项目
名称
对应
单项
任务
名称
拟实现的
技能目标
需要掌握的
知识点
训练手段
项目二
LED流水灯
任务一：
单灯亮灭
能够进行单片机基本连接
能够用单片机控制单灯亮灭
位操作指令
SETBbit
CLRBbit
I/O口的使用
二极管单向导通性
将项目分解为几个较小的、循序渐进的任务，辅之以Proteus软件进行仿真教学，最后通过实物电路的装配和调试实现做中学，学中做的目标
任务二：
延时程序
会编写延时程序
能够使灯的状态延时一段时间
控制转移指令
DJNZRn,rel
掌握寄存器A,Rn的使用方法
标号及子程序调用
任务三：
亮点循环移动
能够设计LED显示电路
能够编写基于软件延时的彩灯循环控制器的程序
移位指令
RLA
RRA
累加器A的使用
表4
六、教学情境创设
1．创设项目的问题情景：
如今，发光二极管（LED）广泛应用于社会生活，今天，我们的学习任务是要制作一个LED显示电路，我们需要一个什么样的信号才控制这个灯呢？
2．创设自主的学习情景：
在课前的教学准备阶段，要求各学习小组通过上网查阅电路的技术资料，了解AT89C51的外形、封装、内部电路原理、各引脚作用、二极管及其驱动电路的设计。
学生学会上网查阅资料对于学生的后续自主学习能力的提高有重要作用。
3．创设交流的学习情景：
在电路方案的确定教学环节中，老师可以根据学生课前自主学习的情况，组织学生展示各自的学习成果，交流各小组对产品工作状态的分析及确定的电路，通过仿真软件对设计电路进行仿真测试，从而确定一个较完善与成熟的电路作为装配电路，这一设计可以提高学生的探究能力。
在方案的实施环节，每个项目学生分组实施，硬件电路的设计和软件程序的编写必须由专人实施。
4．创设协作的仿真情景：
在企业的装配线上，各岗位工种的工作任务不相同，但共同的目标是完成产品的生产。
在本项目的学习过程中可以创设这样一个仿真企业工作的情景，每一个小组中的学生分别完成装配过程中的一道或二道工序，合作完成产品的装配，这样既培养了学生的合作意识又提高了学生的责任意识，因为每一道工序都会对最后的产品产生影响，每一个同学都要对这个产品负责。
5．创设评价的教学情景：
小组评价：
把各小组的产品贴上标签，各小组对其它各小组产品的装配工艺及运行结果进行打分，最后进行汇总与平均，评定质量最好的作品，并有学校收藏；小组学生自评与互评：
学生自己评价学习过程与学习成果、小组成员（长）对其它成员的工作进行评价、老师的评价按一定权重折合得各同学本次工作的学习成绩
七、教学资源准备
时间资源，
4课时
材料资源，
元件名称
型号
数量
Proteus中的名称
单片机芯片
AT89C51
1
AT89C51
晶振
12MHz
1
CRYSTAL
电容
22pF
2
CAP
电解电容
22uF
1
CAP-ELEC
发光二极管
8
LED-RED
电阻
220Ω
8
RES
电阻
1KΩ
1
RES
设备资源，
电烙铁、万能电路板、示波器、万用表等
信息资源，
网络上网功能、仿真软件Proteus
环境资源，
计算机仿真室、电子装配与调试室综合实验室
资源使用策略
分组合理使用
表5
八、教学过程实施
教学步骤1：
新项目的引入（教师讲授）
发光二极管（LED）广泛应用于社会生活。
制作一个流水灯电路。
要求基于软件延时，用单片机控制八个LED从左到右依次点亮，循环不断。
教学步骤2：
展示学习目标（放幻灯片）
LED显示电路
汇编指令
硬件电路
Proteus仿真软件
数据传送指令
位操作指令
二极管及其驱动电路
总线的使用
绘制仿真电路
编译程序
仿真调试
控制转移指令
MOV
SETB
CLR
DJNZ
实物电路
制作
程序下载和烧录
图1学习目标展现
教学步骤3：
指出本项目的学习过程（放幻灯片）
LED流水灯项目
分析项目控制要求
设计单片机仿真电路
学习相关指令
用汇编语言编程并编译
仿真电路模拟调试
搭建实物电路
下载程序并烧录
实物电路调试监控
拓展与延伸
图2项目学习过程
教学步骤4：
分析项目控制要求（教师引领，学生分析）
1、任务要求介绍：
设计制作基于软件延时的循环彩灯控制器
2．任务要求分析：
用单片机控制八个LED从左到右依次点亮，循环不断。
教学步骤5：
根据项目控制任务，设计仿真电路（图3）
1、元件清单
元件名称
型号
数量
Proteus中的名称
单片机芯片
AT89C51
1
AT89C51
晶振
12MHz
1
CRYSTAL
电容
22pF
2
CAP
电解电容
22uF
1
CAP-ELEC
发光二极管
1
LED-RED
电阻
220Ω
8
RES
电阻
1KΩ
1
RES
表6
图3仿真电路
单片机共有四组输入输出口共计32个引脚，每组8个，可以用来接常见的输入设备如按钮、键盘和输出设备如发光二极管、数码管等。
P1口在我们这个试验中扮演着重要的角色，从图上可知，发光二极管是由P1口驱动的，
l同时大家要注意，p1口的输出级是漏级开路的的形式，所以它应该外接上拉电阻以限制电流。
教学步骤6：
根据项目控制任务，学习相关指令和知识点。
（教师讲授，学生分析、回答、解决问题）
单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。
软件编程是单片机应用系统中的一个重要的组成部分，是单片机学习的重点和难点。
下面我们以最简单的LED灯控制功能来介绍几种软件编程方法。
任务一单灯亮灭
如何实现灯的亮灭？
位操作指令
SETBP1.0
CLRP1.0
如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，根据发光二极管的单向导电性可知，只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；
相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；
同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。
如果要使同时接在P1口的八盏灯亮，可以逐条使用上述语句，但这样太麻烦了，有没有好一点的方法
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