基于教学做一体的单片机课堂教学设计.docx
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基于教学做一体的单片机课堂教学设计
基于“教学做”一体的单片机课堂教学设计
黑龙江信息技术职业学院张迎辉
本课程按照“项目导引单”完成。
课程进行顺序：
1、布置任务，提出要求：
在本堂课中，设计和制作“2*2矩阵键盘显示器单片机应用系统；教师使用”项目导引单”;
时间分配：
5分钟
2、教师展示：
由教师展示单片机应用系统“奥运五环单片机应用系统“；
时间分配：
10分钟
3、为了设计本项目，请同学们阅读“项目信息单”，结合“项目信息单”上的问题阅读；
时间分配：
30分钟
4、教师要实时干预、检测学生学习情况；
5、教师引导学生制定项目实施计划，列出“项目计划单”；
6、制作开始：
硬件制作、软件调试；使用“项目情境实施单”；
时间分配：
90分钟
7、检测：
时间分配：
20分钟
8、评估：
学生分组评价，教师点评，使用“项目评价单”。
时间分配：
15分钟
项目导引单教师__张迎辉_
学习情境6
2*2矩阵键盘设计与实现
教学目标
能力目标：
对单片机在电气控制系统中的作用及单片机芯片的使用有一个直观的认识，在此过程中，掌握组成单片机最小系统的基本方法。
出不具备检测元器件和焊接单片机最小应用系统电路的能力。
情感目标：
通过趣味案例激发学习兴趣和好奇心。
通过学习情境挖掘学生求知欲和创造欲，树立学生自信心
通过情境实现学生互动、协作的团队精神
通过项目制作训练学生思考问题、解决问题的能力
实训内容
制作彩灯圣诞树单片机系统
重点、难点
重点：
单片机引脚功能，单片机晶体振荡电路、复位电路
难点：
单片机最小系统硬件电路
教学方法
“教、学、做”一体的引导文法、项目教学法
课
堂
教
学
组
织
成果展示：
展示单片机应用系统（奥运五环电路）
分析与讨论：
请同学们看项目信息单解决以下问题：
如何让单片机工作起来？
怎样焊接制作一个单片机最小系统？
怎样检测单片机并行口上电平变化？
如何观察单片机时钟信号？
知识展开：
单片机硬件结构，单片机最小应用系统
实训展开：
请同学们看项目情境实施单具体实施：
活动1：
准备器件，学生按照项目信息单上的单片机最下系统电路原理图，列出实训项目的元器件列表；
活动2:
在单片机项目开发板上搭接最小系统；并用检测程序检测电路是否通过；若不通过，断电检测，并列出检测表备查；
活动3：
编写程序、调试程序并固化程序。
启动WV或KEIL.
活动4：
检验并扩展。
增加上拉电路，使彩灯变得更亮。
项目分析与总结：
请同学们看项目评价单评价作品：
单片机工作起来需要哪些电路？
单片机的工作过程。
课外任务
1、编写项目报告：
写出项目硬件制作中存在的问题和解决方法、制作过程中学到的小窍门、小技巧；软件调试过程中遇到的困难及解决办法。
2、资料检索：
预习下一个学习情境；
教师备忘录
制表：
电子工程系
项目信息单学生___________
情境6
2*2矩阵键盘设计与实现
项目训练目的
通过使本项目中的单片机应用系统动起来，对单片机在电气控制系统中的作用及单片机芯片的使用有一个直观的认识，进而掌握组成单片机应用系统的基本方法。
项
目
信
息
内
容
单片机的引脚
作为一个单片机系统，其内部是一个集接收信号、信息处理、发送信号、定时、计数等多功能于一体的超大规模集成电路。
图1为其引脚图。
8051有40个引脚，有4个I/O并行口P0~P3口，4根控制引脚，2根时钟引脚，一个电源Vcc、一个地线。
图18051引脚图
如何让单片机工作起来的硬件基础是什么？
图2是4矩阵键盘显示电路单片机应用系统。
下面介绍本项目中用到的几个引脚及其使用方法：
图216键控LED电路图
（1）电源电路：
8051的40脚接5V电源+极，20脚接电源-极。
（2）晶体振荡电路：
单片机内部由大量时序电路构成。
没有时钟脉冲，单片机各部分将无法工作。
只需将晶振和电容按图2接到单片机的18、19引脚即可完成振荡电路恶构建。
晶振频率决定了单片机工作的快慢。
（3）复位电路：
用于将单片机内部各电路的状态恢复到初始值。
按图2将电阻和电容接到单片机的9脚（RST）,在通电瞬间，加给单片机9脚一个高电平，使单片机系统复位。
（4）
脚：
本电路中该脚接高电平，使单片机上电运行8051内部程序。
（5）P1口：
这里接发光二极管，作指示灯。
矩阵键盘的工作原理：
键盘编程扫描法识别按键一般应包括以下内容：
（1）判别有无键按下。
（2）键盘扫描取得闭合键的行、列号。
（3）用计算法或查表法得到键值。
（4）判断闭合键是否释放，如没释放则继续等待。
（5）将闭合键的键值保存，同时转去执行该闭合键的功能。
小知识
按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。
前者造价低，后者寿命长。
按键按照接口原理可分为编码键盘与非编码键盘两类。
这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。
编码键盘主要是用硬件来实现对按键的识别，硬件结构复杂；非编码键盘主要是由软件来实现按键的定义与识别，硬件结构简单，软件编程量大。
这里将要介绍的独立式按键和矩阵式键盘都是非编码键盘。
小资料
机械式按键在按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来，抖动时间一般为5~10ms，在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错。
制作焊接
小提示
按一下计算机键盘上的按键，可以感觉到它们都是弹性按键（自复位按键）。
弹性按键通常是4个引脚（或6个引脚），焊接时，必须先用万用表测试其引脚的通断状态，再进行正确连接。
小问答
问：
如何去除按键的抖动？
答：
可以硬件去抖动。
利用触发器实现；当按键数量较多时，可以实现软件去抖动。
即检测到有键按下时，先执行10MS的延时程序，然后重新检测是否有键按下，以确认该键按下是否是因为抖动引起的。
在检测按键释放时，也应如此。
问：
矩阵式键盘和独立式键盘分别在什么场合使用？
答：
当系统的按键较多时（多于8个）使用矩阵式键盘，可以节省很多口线；
当数量较少时，使用独立式按键，电路简单。
适时
添加
信息
备注
制表：
电子工程系
项目情境实施单学生___________
项目名称
学习情境：
2*2矩阵键盘设计与实现
训练对象
电子信息工程技术专业
学时
4
课程名称
单片机系统设计
项目目的
了解单片机基本组成及引脚功能；
掌握组成单片机最小应用系统的基本方法。
一、项目设备与器件
1.设备：
稳压电源、万用表、单片机项目开发系统、PC机、编程器、仿真器
2.项目元器件清单：
（请小组同学们根据硬件电路原理图列出。
参考列表如下）
表1元件表
元件名称
参数
数量
元件名称
参数
数量
IC插座
单片机
晶振
瓷片电容
发光二极管
DIP40
AT89S52
12MHz
30PF
Ф8
1
1
1
2
8
按键
电阻
电阻
电解电容
万用电路板
1K
510
10μF
30mm×40mm
5
1
1
1
1
二、项目内容
制作彩灯圣诞树单片机应用系统
三、试一试
1、准备器件：
按元件表准备器件，到老师那里领取元器件；
2、测试器件：
电阻的测量，电容的测试，发光二极管的测量，按键的测量；
3、在单片机项目开发系统上按原理图连接电路，并检测电路；列出检测表备查；
4、用PC机编程调试，用编程器固化并检测；
5、用万用电路板焊接、制作。
四、硬件电路原理图
略
五、操作评分
1、操作是否符合规范（40分）
2、结果是否正确（30分）
3、过程分析是否准确（30分）
心得与体会
制表：
电子工程系
项目计划单小组学生___________
情境6
2*2矩阵键盘设计与实现
项目实施计划
项目计划
实施修改
实际完成情况
教师意见
制表：
电子工程系
项目评价单学生___________
项目名称
项目作品：
2*2矩阵键盘设计与实现
训练对象
电子信息工程技术专业
学时
2
课程名称
单片机系统设计
作品照片展示
作品是否满足项目要求
评语：
贴照片处
得分
硬件电路布局是否合理
评语：
项
目
评
价
科
目
得分
元件插接是否规范
评语：
得分
焊接是否符合要求
评语：
得分
程序编制是否合理
评语：
得分
教师点评
作品质量
工作态度及其它
总评成绩
制表：
电子工程系
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