单片机》教案.docx
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单片机》教案
2016-2017第一学期XXX学校
《智能控制》教案
班别:
五、六年级
科目:
智能控制(51单片机)
任课老师:
张天宇
2016-2017学年度第一学期
第一课
课程内容
了解什么是单片机
地点
科技教室
日期
2016.9.19
学习目标
认识什么是单片机,了解学习单片机的组成及应用。
教学重点
引导学生了解单片机,培养学生学习单片机的兴趣。
教学难点
感受智能控制的魅力,努力学习科学技术知识。
教学具准备
51单片机学习套件(主板、键盘、电源、杜邦线若干)
第一课时活动人数:
14
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、导入新课(出示课件)
二、了解单片机
同学们,我们身边有很多智能设备,智能化使我们的生活变得多姿多彩。
智能洗衣机让妈妈从繁重的家务劳动中摆脱出来,有了更多的休息时间……这就是智能化带给我们的便利,还有许多智能设备如飞机上各种仪表的控制,家中电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、智能IC卡、录像机、摄像机等。
这一节我们就来一起来认识控制这些智能设备的核心-------单片机。
1、介绍51单片机的;
2、智能机器人引入;
3、智能控制的种类;
列举出DP801、DP811、DP51、stm32、ARM类型的智能主板进行讲解,让学生充分理解和学习,感受单片机的魅力;
由于学生第一次接触智能控制(单片机)课程,所以学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第二课
课程内容
51单片机的组成
地点
科技教室
日期
2016.9.21
学习目标
认识51系列单片机,学习51单片机的组成部分和接线方法;
教学重点
正确接线,培养学生学习51单片机的兴趣。
教学难点
牢记组成,理解单片机的结构,电路知识的了解;
教学具准备
51单片机学习套件(主板、键盘、电源、杜邦线若干)
第二课时活动人数:
13
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、物理电路知识基础了解
二、了解单片机构成
三、接线方法及使用
同学们,单片机比仅仅是编程,还需要通过外围电路(比如灯光、电机、继电器等等)来实现各种测控目的;带学生了解基本的物理电路知识(电阻、二极管、三极管、电容、集成电路的基础概念,通过实物有一个感性的介绍)
列举学生熟悉的家用电脑构成:
输入设备键盘、主机、显示器。
对应介绍单片机的组成:
单片机存储器、键盘、数码管、外围电路
1.主板的电源
2.主板-键盘的输入输出及键盘电源的连接。
(重点是输出端口P0/P1的介绍)
3.主板电源键的使用和复位键使用。
4.键盘板代码键入方法;
5.读出、写入、运行三个键的介绍;
6.
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第三课
课程内容
程序的概念及练习
地点
科技教室
日期
2016.9.26
学习目标
了解程序格式书写,学会键入程序,联系使蜂鸣器发出声音。
教学重点
格式书写熟练键入代码;
教学难点
牢记代码格式,正确输入并运行程序;
教学具准备
51单片机学习套件(主板、键盘、电源、杜邦线若干)
第三课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、介绍代码书写格式
二、尝试键入程序
单片机编程锻炼的是同学们的逻辑能力。
以031106为例进行讲解。
03NM03是单片机设计时规定的奏乐操作码;
操作数N是音高
操作数M是音长
031106就是一条奏乐指令。
上节课讲的键盘按键复习一遍。
指导学生尝试键入031106
031206
031306
提问:
单片机发一个音需要几个要素,具体是什么?
指导学生完成电课堂习题,学会正确录入单片机。
巡视学生的问题,解答学生的疑惑。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第四课
课程内容
小风扇带来清爽风
地点
科技教室
日期
2016.9.28
学习目标
控制小风扇转动,包括正转反转
教学重点
正确连接电路,培养学生学习51单片机的兴趣。
教学难点
000指令的学习,电路知识的了解;
教学具准备
51单片机学习套件(包含马达驱动板、电机小风扇、杜邦线若干)
第四课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、电机的连线
二、学习新概念
三、00.01指令的学习
四、编程输入
首先介绍电机是什么,原理是什么;
通电导线在磁场中受力的作用,力的方向和电流的方向和磁场的方向有关。
帮助学生连接小风扇-马达驱动板-主板;
字节:
两位数为一个字节
指令:
指挥单片机干活的命令;例如031106
程序:
完成某一功能的一段有序的指令;
介绍代码00打开01关闭
00N01N操作数N是电动机的连接端口地址;
实质是控制电平的高低(电平是一个电压范围0-0.4伏是0低电平信号;5-2.4伏是1高电平信号;)
练习键入程序,是小风扇转动起来。
指导学生完成小风扇的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
记笔记对不懂的问题进行提问,实际动手操作单片机,进行那个编程练习;
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第五课
课程内容
小彩灯点缀生活
(一)
地点
科技教室
日期
2016.10.10
学习目标
通过单片机控制彩灯;
教学重点
延时指令的学习,培养编程过程中的逻辑思路
教学难点
发光二极管的结构和原理延时指令的认知和理解;
教学具准备
51单片机学习套件(发光二极管若干、杜邦线若干)
第五课时活动人数:
14
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、00/01指令的复习
二、02指令的学习
三、
发光二级管原理
回顾讲解上节课的内容并进行提问就学生的不解再次讲解有关00/01代码的内容;
03NM03是单片机设计时规定的奏乐操作码;
讲解:
02延时指令
书写格式:
02NMN是延时的数量取值00-99
M是延时的单位取值00-03;举例让学生读出指令;
例如:
020301;延时3秒
020302;延时3分钟
020303;延时3小时
020300;延时0.3秒。
发光二极管画出示意图,讲解发光原理;
区分正负极:
两个针脚,长正短负;
正极接电源的正极,负极接在主板的P0、P1输出端口上;
指导学生完成小彩灯的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
学生认真做笔记,跟上老师的节奏。
遇到不懂得问题及时提出;
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第六课
课程内容
小彩灯点缀生活
(二)
地点
科技教室
日期
2016.10.12
学习目标
通过单片机控制彩灯;
教学重点
培养编程过程中的逻辑思路
教学难点
程序运行的过程和顺序,养成写下程序的好习惯;
教学具准备
51单片机学习套件(发光二极管若干、杜邦线若干)
第六课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、复习00/01/02指令
二、编程练习
复习知识,强调程序书写
例如:
000002110100010201010002
正确写法:
0000;点亮00灯
021101;延时11秒
0001;点亮01灯
020101;延时1秒
0002;点亮02灯
练习:
1、1#、2#、3#灯依次点亮,中间延时1秒。
2、让两个红灯亮1秒后熄灭,接着两个黄灯亮1秒后熄灭,最后两个绿灯亮。
巡视学生写程序的过程,观察学生实际操作并指导纠错。
讲解:
根据学生编写程序的情况讲解程序,最后公布正确答案。
指导学生完成小彩灯的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
学生认真做好笔记,要求把练习题和编程过程记录在本子上,最后抄写正确答案。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第七课
课程内容
小彩灯点缀生活(三)
地点
科技教室
日期
2016.10.17
学习目标
通过单片机控制彩灯;使用无条件转移指令10
教学重点
培养编程过程中的逻辑思路
教学难点
程序运行的过程和顺序,养成写下程序的好习惯;
教学具准备
51单片机学习套件(发光二极管若干、杜邦线若干)
第七课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、继续编程练习
二、无条件转移指令的学习
三、练习题
练习:
1、1#、2#、3#灯依次点亮,中间延时1秒。
2、让两个红灯亮1秒后熄灭,接着两个黄灯亮1秒后熄灭,最后两个绿灯亮。
巡视学生写程序的过程,观察学生实际操作并指导纠错。
讲解:
根据学生编写程序的情况讲解程序,最后公布正确答案。
讲解
指令格式10NN是操作数1,具体指转移的地址范围是00-99.指令功能是转到地址N去执行程序。
实例:
1060;转到60地址去执行程序。
练习:
设计程序让0#、1#、2#、3#灯依次循环跑动起来。
根据实际情况讲解程序。
指导学生完成小彩灯的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
学生认真做好笔记,要求把练习题和编程过程记录在本子上,最后抄写正确答案。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第八课
课程内容
唱响欢乐的歌
(一)
地点
科技教室
日期
2016.10.19
学习目标
掌握奏乐指令和结束指令
教学重点
正确接线,培养学生学习51单片机的兴趣。
教学难点
繁多的代码构想困难,思路不容易搞清
教学具准备
51单片机学习套件(主板、键盘、电源、杜邦线若干)
第八课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、音乐指令书写
二、结束指令的学习
三、练习奏乐
讲解:
03NM;03是指令操作码,N/M是操作数,N代表音高,M代表音长;
板书告诉学生音高和音长发音表。
讲解:
15结束指令只有操作码,没有操作数,它一般在一段程序的最后,表示程序结束。
指令功能:
结束当前程序段
1.发出中音11/16拍
2.发出中音1231/4拍
3.着重讲解0300M;其中00为休止符
例如030006;相当于延时1拍。
指导学生完成节拍的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
记笔记,做练习
感受编程的魅力,键入程序让单片机上的蜂鸣器发出音符。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第九课
课程内容
唱响欢乐的歌
(二)
地点
科技教室
日期
2016.10.24
学习目标
掌握奏乐指令;完成一首歌的奏乐
教学重点
奏乐应用强化练习,培养学生学习51单片机的兴趣。
教学难点
繁多的代码构想困难,思路不容易搞清
教学具准备
51单片机学习套件(主板、键盘、电源、杜邦线若干)
第九课时活动人数:
14
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、音乐指令复习
二、基础音乐知识
三、练习奏乐
讲解:
03NM;03是指令操作码,N/M是操作数,N代表音高,M代表音长;
板书告诉学生音高和音长发音表。
复习上节课的音高音长表;提问学生。
讲解如何识读音乐简谱
重点:
一首歌的节拍;
例如:
《两只老虎》1=C4/4;以四分音节一拍,每小节4拍。
识读每小节中每个音的节拍。
以《两只老虎》简谱为题,让学生使用单片机演奏。
指导学生完成歌曲的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
记笔记,做练习
同学们可以选一首自己喜欢的歌曲,根据简谱写出机器指令码,输入单片机并演奏出来。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第十课
课程内容
光和声音的结合
地点
科技教室
日期
2016.10.26
学习目标
熟练奏乐和开关指令,结合一起使用。
教学重点
让学生可以结合使用多种代码。
教学难点
繁多的代码构想困难,思路不容易搞清
教学具准备
51单片机学习套件(主板、键盘、发光二极管、电源、杜邦线若干)
第十课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、复习无条件转移、奏乐、开关指令。
二、实践编程
带领大家回忆前面所讲的知识。
03NM03是单片机设计时规定的奏乐操作码;
解答学生的疑问。
让彩色灯光跑出花样来;
练习1:
让0#、1#、2#灯从前到后循环跑动起来;
巡视学生编写情况,作出相应的讲解;
让彩色的灯光边跑边发声;
练习2:
让0#、1#、2#灯从前到后循环跑动起来,边跑边发声;
提示:
用奏乐指令代替延时指令。
指导学生完成设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
记笔记,做练习
同学们认真完成课堂上的题目,重在实践,感受编程带来的成就感。
课堂效果很好;学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第十一课
课程内容
三色灯颜色任我控
地点
科技教室
日期
2016.10.31
学习目标
了解三色灯的构造原理,控制三色灯的颜色变化。
教学重点
培养编程过程中的逻辑思路
教学难点
逻辑上存在一些不易理解的问题,三色如何变化。
教学具准备
51单片机学习套件(三色灯板、杜邦线若干)
第十一课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、三色灯是什么?
二、连接及端口
三、练习题
讲解:
三色发光管又叫双色发光二极管;
普通发光二极管和三色灯的区别;
两类:
共阴、共阳三色管(我们使用的是共阳三色管)
讲解:
三色管板上有四个相同的三色发光管,编号1/2/3/4;
每个灯有两个输出端口;例举1号灯接主板00;01
规则如下:
绿灯0000;0101;
红灯0100;0001;
橙灯0000;0001;
练习:
(1)设计程序让4#、1#、2#、3#三色管同时闪红光
(2)四个灯同时交替闪红光和绿光
(3)控制四个三色管同时按红、橙、绿三种颜色循环变化。
根据实际情况讲解程序。
指导学生完成三色灯的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
学生认真做好笔记,要求把练习题和编程过程记录在本子上,最后抄写正确答案。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第十二课
课程内容
数码管显示变化的数字
地点
科技教室
日期
2016.11.2
学习目标
了解数码管的构造原理,控制数码管显示变化数字。
教学重点
培养编程过程中的逻辑思路
教学难点
逻辑上存在一些不易理解的问题,数字如何变化。
教学具准备
51单片机学习套件(数码管板、杜邦线若干)
第十二课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、数码管是什么?
二、连接及端口
三、练习题
讲解:
数码管是有条状发光二极管组成的“8”字形像是器件。
同样也分为共阴和共阳数码管两种。
重点:
数码管上‘段’与输出端口的关系,让学生理解并记住。
讲解:
板上有八个相同的发光二极管,编号0~7;
每个灯有一个输出端口;例举0~7灯接主板00~07;
显示‘5’规则如下:
0005;
0006;
0002;
0003;
练习:
1、利用共阳数码管循环显示1、3、5.
2、利用共阳数码管循环显示A、P、P、L、E。
提示:
两个字母‘P’注意区分开。
指导学生完成数码管显示变数的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
学生认真做好笔记,要求把练习题和编程过程记录在本子上,最后抄写正确答案。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第十三课
课程内容
数字显示的变数能掌控
地点
科技教室
日期
2016.11.7
学习目标
控制数码管显示变化数字,掌控循环遍数
教学重点
培养编程过程中的逻辑思路
教学难点
逻辑上存在一些不易理解的问题,数字如何变化。
教学具准备
51单片机学习套件(数码管板、杜邦线若干)
第十三课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、调用子程序和返回指令
二、连接及端口
三、练习题
讲解:
1、调用指令;12N其中12是指令操作码,说明这是一条调用指令;N是操作数,N是子程开始的地址
指令功能:
调用子程序
2、返回指令;13其中13是返回指令操作码,它是子程序最后一条。
指令功能:
返回主程序
数码管板上有八个相同的发光二极管,编号0~7;
每个灯有一个输出端口;例举0~7灯接主板00~07;
显示‘5’规则如下:
0005;
0006;
0002;
0003;
练习:
1、利用共阳数码管循环显示1、3、5.六遍
2、利用共阳数码管循环显示A、P、P、L、E五遍。
提示:
循环几遍就用12调用几次。
指导学生完成数码管数字变化的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
学生认真做好笔记,要求把练习题和编程过程记录在本子上,最后抄写正确答案。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第十四课
课程内容
火箭发射倒计时
(一)
地点
科技教室
日期
2016.11.9
学习目标
熟练使用送数指令、加减指令
教学重点
培养编程过程中的逻辑思路,分析程序运行过程。
教学难点
逻辑上存在一些不易理解的问题,理解程序的运行过程。
教学具准备
51单片机学习套件(主板、键盘、杜邦线若干)
第十四课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、送数指令
二、练习题
讲解:
送数指令:
04N其中04是指令操作码,说明这是一条送数指令,N是操作数,是被送到主板数码管现实的数。
指令功能:
送N到主板数码管。
显示指令:
05N其中05是指令操作码,说明这是一条控制显示的指令,N是操作数,控制主板数码管的开关(N取01为开,N取00为关)
06N/07N分别是加指令和减指令。
练习:
(1)设计程序让主板数码管循环显示1、3、5
(2)显示96381三次
(3)控制主板数码管显示1/3/5/7/9。
指导学生完成火箭发射倒计时的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
学生认真做好笔记,要求把练习题和编程过程记录在本子上,最后抄写正确答案。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第十五课
课程内容
火箭发射倒计时
(二)
地点
科技教室
日期
2016.11.9
学习目标
熟练使用送数指令、加减指令
教学重点
培养编程过程中的逻辑思路,分析程序运行过程。
教学难点
逻辑上存在一些不易理解的问题,理解程序的运行过程。
教学具准备
51单片机学习套件(主板、键盘、杜邦线若干)
第十四课时活动人数:
14
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、送数指令
二、练习题
讲解:
送数指令:
04N其中04是指令操作码,说明这是一条送数指令,N是操作数,是被送到主板数码管现实的数。
指令功能:
送N到主板数码管。
显示指令:
05N其中05是指令操作码,说明这是一条控制显示的指令,N是操作数,控制主板数码管的开关(N取01为开,N取00为关)
06N/07N分别是加指令和减指令。
、
11NM数等转
练习:
(1)设计程序:
模拟火箭发射倒计时
(让主板数码管显示10秒倒计时到0时发声)
重点:
用04N送数指令的时候延时用0300M。
根据实际情况讲解程序。
指导学生完成火箭发射倒计时的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
学生认真做好笔记,要求把练习题和编程过程记录在本子上,最后抄写正确答案。
学生对课堂的积极性很强,积极提问,和老师互动;
课堂效果很好;
第十六课
课程内容
开关模块制作小游戏
(一)
地点
科技教室
日期
2016.11.14
学习目标
了解开关模块的构造及原理,牢记通转、断转指令的使用。
教学重点
培养编程过程中的逻辑思路,分析程序运行过程。
教学难点
逻辑上存在一些不易理解的问题,理解程序的运行过程。
教学具准备
51单片机学习套件(发光二极管、开关模块、杜邦线若干)
第十六课时活动人数:
15
教
学
过
程
活动内容
活动方式
教师活动
学生活动及效果
一、通转、断转指令
二、开关模块
三、练习
讲解:
通转指令:
09NM其中09是通转指令操作码,NM是两个操作数,N代表监测点,取值00~15;M是转去的地址,取值00~99.指令功能:
监测点N通,则转地址M去执行程序,否则顺序执行下一条程序。
断转指令:
08NM其中08是断转指令操作码,NM是两个操作数,N代表监测点,取值00~15;M是转去的地址,取值00~99.指令功能:
监测点N断,则转地址M去执行程序,否则顺序执行下一条程序。
介绍和讲解:
板子上有8个三种类型的开关(磁控、拨动、键控)
接线对应板子的1~8号针脚。
指导学生练习:
接一个发光二极管利用一个拨动开关控制灯的亮灭。
指导学生完成开关游戏的设计编程,正确录入单片机。
讲解程序的执行全过程,解答学生的疑惑。
学生认真做好笔记,要求把练习题和编程过程记录在本子上,最后抄写正确答案。
在老师的指导下正确完成教师要求的效果