项目9单片机应用技能实训C语言教案.docx
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项目9单片机应用技能实训C语言教案
单片机应用技能实训（C语言）教案—项目9
项目9点阵LED屏显示电路制作
任务1项目相关知识学习
一、案头
任务
项目相关知识学习
授课时间
年月日
授课班级
教学形式
讲授、讨论
授课时数
2课时
教学用具
教学资源
项目制作成品或元件、课件
课前准备
教学目标
1、理解LED屏结构及工作原理。
2、掌握LED屏的显示方式。
3、掌握LED屏与单片机的接线方法。
4、掌握在C51中调用汇编语言子程序的方法。
教学重点
1、LED显示方式及连接。
2、在C51中调用汇编语言子程序的方法。
教学难点
1、对LED屏显示方式理解。
教学过程
1、通过对显示屏的讨论，引出项目任务。
2、LED屏的结构及工作原理。
3、LED屏的显示方式。
4、LED屏与单片机的接线方法。
5、在C51中调用汇编语言子程序的方法。
教学后记
二、教学实施过程
实施环节
教学内容
导学方法
组织教学
1、检查学生出勤情况并做好记录。
2、调整学生的注意力，为上课作准备。
互动交流
复习提问
1、项目8中数码管的显示方式是动态显示还是静态显示？
2、以同学们的理解，LED屏是什么？
本项目的终极目标是制作一个单片机控制的LED屏显示电路。
提问导思
导入
在项目6和项目8中，用数码管来显示数字，也可以用来显示一些字符，但是，显示字符时有一定局限性，所以，当要显示一些英文字符时，考虑用LED屏。
在进行项目制作之前，学习LED屏的相关知识。
启发学习积极性
讲授新课
一、LED点阵显示模块的结构、工作原理及显示方式
1、LED点阵显示模块结构及工作原理
LED点阵显示模块是一种能显示图形、字符和汉字的显示器件。
一个LED点阵显示模块一般由8×8个LED发光二极管方阵组成，其外形如图9-2所示。
8×8LED点阵显示模块原理结构如图9-3所示。
我们可以把每一个LED发光点理解为一个像素，8×8点阵显示屏可以显示在64像素范围内的任何图形。
图9-3图9-2
2、LED点阵显示模块的显示方式
LED点阵显示模块的显示方法必须采用动态扫描方式，一般采用逐行扫描。
以图9-3所示为例，一幅图形的每行由一个8位二进制数据构成，将这些数据称为显示数据点阵码。
比如显示字符“O”的点阵码为：
3CH、42H、42H、42H、42H、42H、42H、3CH（如图9-4所示）。
一般显示汉字采用的是16×16的点阵模式或者更多，但是原理是相同的。
图9-4
3、LED显示模块与单片机的连接
一个8×8LED显示模块与单片机的连接需要两个并行端口，一个端口接行线，另一个端口接列线。
用两个8×8LED显示模块可构成8×16点阵，则要有三个并行端口与其相连，一个并行端口接8位行线，另两个并行端口与16位列线相连。
当并行端口不够用时，可用项目十中介绍的并行I/O端口扩展方法进行端口的扩展。
图9-5是单片机与两个8×8LED显示模块的接线示意图。
图9-5
二、C51调用汇编语言子程序的方法
1、C51程序调用汇编语言子程序的编写方法
（1）先按照C语言的格式来编写汇编语言子程序架构，并将SRC_CONTROL激活（激活方法参照项目8）。
（2）对该子程序架构进行编译后，就会在列表文件中清楚地看到产生的汇编程序（扩展名为.SRC）。
（3）按照.SRC文件结构，重新编写汇编语言子程序。
2、在C51中调用汇编语言程序需注意事项
（1）被调用汇编语言子程序要在主程序前先进行声明。
（2）保证参数的正确传递。
（3）编译时要将SRC_CONTROL激活，将汇编语言子程序以及相应的库函数添加到项目中。
3、应用举例
例9-1编写一个汇编语言延时子程序，在C语言中调用该延时程序，从P1.0输出方波。
（1）先用C语言编写延时子程序（delay.c）如下：
voiddelay（）
{;}
（2）编译后，产生的列表文件如下：
NAMEDELAY
?
PR?
delay?
DELAYSEGMENTCODE
PUBLICdelay
;voiddelay（）
RSEG?
PR?
delay?
DELAY
delay:
;SOURCELINE#1
;{
;SOURCELINE#2
;
;}
;SOURCELINE#4
RET
;ENDOFdelay
END
（3）按照.SRC文件结构，重新编写汇编语言子程序如下：
NAMEDELAY
?
PR?
delay?
DELAYSEGMENTCODE
PUBLICdelay
RSEG?
PR?
delay?
DELAY
delay:
MOV30H,#200
D1:
MOV31H,#250
DJNZ31H,$
DJNZ30H,D1
RET
（4）编写C程序，在主程序中调用延时子程序，程序如下：
#include
sbitp10=P1^0;
externdelay（）;//声名汇编语言子程序
voidmain（）
{
while
（1）
{
p10=!
p10;
delay（）;
}
}
用多媒体展示图9-2、图9-3。
对照图9-3介绍其工作原理。
细致说明点阵码的含义。
重点说明连接原理及实际使用时的注意事项。
通过举例说明C语言调用汇编语言子程序的方法步骤。
课堂小结
1、LED显示模块的结构原理。
2、LED显示模块的显示方式。
3、LED显示模块与单片机接线方式
4、在C51中调用汇编语言子程序的方法。
课后作业
自我测评1题、2题、3题。
任务2LED屏显示电路硬件、软件设计
一、案头
任务
LED屏显示电路硬件、软件设计
授课时间
年月日
授课班级
教学形式
讲授、讨论
授课时数
2课时
教学用具
教学资源
课件、单片机应用制作成品
课前准备
教学目标
1、掌握LED显示模块显示方式。
2、掌握LED屏显示电路的整体构成。
3、理解应用程序的编程思路。
教学重点
1、LED屏显示电路设计。
2、应用程序的编程思路。
教学难点
1、应用程序的编写思路。
教学过程
1、复习LED显示模块的显示方式及点阵码。
2、介绍项目任务要求。
3、根据项目任务要求引导设计硬件电路。
4、应用程序流程图绘制。
5、应用程序设计。
教学后记
二、教学实施过程
实施环节
教学内容
导学方法
组织教学
1、检查学生出勤情况并做好记录。
2、调整学生的注意力，为上课作准备。
互动交流
复习提问
1、LED显示模块的显示方式如何？
2、怎样获得LED点阵码？
提问导思
导入
在学习了LED屏的相关知识后，我们利用所学知识进行项目硬件电路设计。
项目要求如下：
利用单片机及相关扩展芯片，制作点阵LED屏显示电路来实现字符显示。
要求用两个8×8点阵LED模块来显示“OK”两个字符。
启发学习积极性
讲授新课
一、项目硬件电路设计
1、电路构成方案设计
根据项目要求，本项由两个LED模块来显示字符，需要3个端口，使用P0、P2、P3口。
本项目硬件由单片机最小应用系统、输出驱动电路、LED点阵显示模块电路构成。
2、电路设计
根据电路构成方案，对各组成部分进行设计。
难点是输出驱动电路构成，硬件电路原理如图9-6所示。
图9-6电路原理
3、元件选择
（1）复习晶振电路元件及复位电路元件的选择。
（2）LED点阵模块及限流电阻的选择。
选用共阳模块，限流电路R10~R25：
100Ω
（3）扩展芯片选择：
74HC573，上拉电阻R2~R9：
10K。
二、应用程序编写
1、应用程序流程图绘制
该项目要求是开机后需显示“OK”两个字符。
根据LED点阵扫描显示原理，绘制主程序流程图如图9-7所示。
图9-7
2、程序设计
根据流程图编写程序，参考程序如下：
#include
unsignedcharcodedzm1[8]=
{0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3};
unsignedcharcodedzm2[8]=
{0x11,0xb7,0xaf,0x9f,0xaf,0xb7,0xbb,0x18};//OK点阵吗
voiddelay（）;//声名延时函数
/*****以下是主函数***********/
voidmain（）
{
unsignedchari,j;
P0=0x00;//清屏
while
（1）
{
j=0x01;//指向第一行
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=j;//输出行信号
P2=dzm1[i];//输出相应行点阵码
P3=dzm2[i];//输出相应行点阵码
delay（）;//调用延时函数
j=j<<1;//左移指向下一行
P0=0x00;//清屏
}
}
}
老师和同学共同讨论电路构成方案。
老师和同学共讨论设计，在黑板上画出设计图如图9-6。
通过提问或讨论方式由同学进行选择。
。
可考虑用多媒体展示图10-7。
由老师进行讲解。
由老师和同学一起完成程序编写。
课堂小结
1、LED屏显示电路控制电路设计。
2、应用程序设计,关键是程序流程图设计。
课后作业
自我测评5题、6题。
任务3LED屏显示电路的计算机仿真
一、案头
任务
LED屏显示电路的计算机仿真
授课时间
年月日
授课班级
教学形式
老师演示、学生练习
授课时数
2课时
教学用具
教学资源
机房、相关课件
课前准备
教学目标
1、LED屏显示电路设计的计算机仿真验证。
2、提高工具软件的使用熟练程度。
3、熟练电路应用程序设计。
教学重点
1、LED屏显示电路设计的计算机仿真验证。
2、程序编写与修改。
教学难点
1、仿真电路运行出错时的修改调试。
教学过程
1、proteus仿真电路绘制步骤复习。
2、用keil进行程序汇编步骤复习。
3、布置练习作业，学生进行练习并验证电路效果，老师进行指导。
教学后记
二、教学实施过程
实施环节
教学内容
导学方法
组织教学
1、检查学生出勤情况并做好记录。
2、调整学生的注意力，为上课作准备。
互动交流
复习提问
1、我们设计的LED屏显示电路有几行几列？
显示什么字符？
提问导思
导入
刚才同学们对LED屏显示电路的功能作了叙述，下面就根据上次课进行的电路设计及程序编写，用计算机仿真验证本次项目设计的正确性和运行效果。
启发学习积极性
讲授新课
一、使用proteus绘制仿真电路图的步骤
对照图9-6进行仿真电路绘制。
图9-6
1、将所需元器件加入到对象选择器窗口
电阻、电容、电解电容、按键、晶振的英文符号分别是“RES”“CAP”“CAP-ELEC”“BUTTON”“CRYSTAL”；绿色点阵模块的英文符号是“MATRIX-8×8-GREEN”。
2、放置元器件至图形编辑窗口
3、移动对象和调整对象朝向
4、放置电源及接地符号
5、元器件之间的连线
6、编辑对象的属性设置元件参数
二、使用keil进行程序汇编的步骤
1、源文件的建立
输入完源程序后，保存该文件，注意必须加上扩展名.c。
2、建立工程文件
点击“Project--NewProject…”菜单，出现一个对话框，要求给将要建立的工程起一个名字，---。
3、工程的设置
在OutPut页面，勾选“CreatHexfile”选项。
4、编译、连接
在设置好工程后，即可进行编译、连接。
点击按钮
，对当前工程中的文件进行编译然后再连接，生成目标代码。
编译过程中的信息将出现在输出窗口中的Build页中，如果源程序中有语法错误，会有错误报告出现。
三、布置作业学生练习，老师指导。
1、LED屏显示电路仿真验证。
2、仿真成功后再设计显示其他字符？
在电脑上仿真试试。
3、试一试，能否再增加一个按键，按下时，可以有更多的变化样式？
利用多媒体机房相关软件进行操作演示。
讲解个步骤的含义。
课堂小结
1、proteus的基本操作步骤。
2、keil的操作步骤。
3、点阵LED屏显示电路的仿真验证。
课后作业
技能反复训练与思考题3题、4题。
任务4LED屏显示电路的制作与调试
一、案头
任务
数字显示交通灯控制电路的制作与调试
授课时间
年月日
授课班级
教学形式
学生动手操作、老师指导
授课时数
2课时
教学用具
万用表、电烙铁等
教学资源
实训设备、电路制作成品
课前准备
数字显示交通灯控制电路PCB板、相关电子元件采购、准备。
教学目标
1、掌握项目相关元件的测试方法。
2、掌握使用相关工具进行电路制作的操作方法。
3、掌握使用仪表进行电路测试方法，提高仪表使用的熟练程度。
4、掌握LED屏显示电路硬件、软件调试。
教学重点
1、掌握相关元件测试方法。
2、掌握LED屏显示电路构成及硬件、软件调试。
教学难点
1、电路调试中的故障查找。
教学过程
1、强调实训室操作规程，注意操作安全。
2、LED屏显示电路各元件及使用工具简介。
3、学生进行元件测试。
4、分组进行硬件电路制作。
5、分组进行硬件电路调试。
6、根据硬件电路实际对应用程序进行修改并进行运行调试。
教学后记
二、教学实施过程
实施环节
教学内容
导学方法
组织教学
1、检查学生出勤情况并做好记录。
2、调整学生的注意力，为上课作准备。
互动交流
复习提问
1、基本LED显示模块有几行几列？
2、如何进行引脚排列测试？
提问导思
导入
强调操作纪律及操作安全注意事项。
本项目虽不太复杂，但用万能板焊接制作还是比较费时的，所以要求同学们既要加快速度还是细心焊接，期待同学们成功展示作品的时刻。
由学生分组展开实际操作。
建议每组2人，最好每组不超过3人。
启发学习积极性
项目制作
一、认识项目相关元件及元件测试
1、复习电阻、电容、按键等元件测试方法并进行操作练习。
2、讨论LED显示模块测试方法并进行测试。
二、按元件高低层次依次进行插装与焊接
1、电阻的插装与焊接。
2、电容、晶振的插装与焊接。
3、40脚及20脚IC插座插装与焊接。
4、按键及数据线插座的插装与焊接。
5、LED显示模块、电解电容的插装与焊接。
三、电路连接
完成各元件的连接后，将电源线引出或将USB座焊接在电路板上，使用电脑上的5V电源。
往届学生制作成品如图所示。
四、硬件电路调试
1、通电之前，先用万用表检查各电源线与地线之间是否有短路现象，测试40脚及20脚IC插座各脚对地电阻值并记录，分析各电阻值是否合理。
若发现有不合理值，则要进行分析查找及处理。
点按控制按键，测量相应引脚电阻是否为0。
2、不插单片机芯片，接通电源，检查所有插座或器件的电源端是否有符合要求的电压值，如发现电压值偏离较多，应立即中断供电并检查处理。
接地端电压是否为0V，测试40脚及20脚IC插座各脚对地电压并记录，分析各电压值是否合理。
3、在不插上单片机芯片时，接通电源，模拟单片机输出低电平（将对应引脚接地），模拟74HC573输出高电平，检查LED模块相应位是否点亮。
五、写入应用程序试运行
学生动手实际操作，根据硬件电路实际对应用程序进行修改后，编译生成目标文件写入单片机芯片进行运行调试。
运行正常后，再对应用程序进行修改以期能有更多的字符输出。
若正常写入程序，接通电源后，系统不能正常工作，可以通过测试18、19、30脚的直流电位初步判定单片机最小系统是否已经正常工作。
由学生动手操作，老师进行巡回指导，必要时进行示范操作。
将所测试数据列表记录并妥善保存。
项目制作小结
1、元件测试方法。
2、元件插装与焊接及电路连接。
3、硬件电路调试。
4、程序写入与运行调试。
课后作业
1、将项目制作调试时测试数据列表并分析。
2、总结本项目制作中出现问题及解决方法。
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