项目9单片机应用技能实训(C语言)教案.doc

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88个LED发光二极管方阵组成，其外形如图9-2所示。88LED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，88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9-22、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1616的点阵模式或者更多，但是原理是相同的。 图9-43、LED显示模块与单片机的连接一个88LED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88LED显示模块可构成816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88LED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：void delay();（2）编译后，产生的列表文件如下：NAMEDELAY?PR?delay?DELAY SEGMENT CODE PUBLICdelay; void delay()RSEG ?PR?delay?DELAYdelay:; SOURCE LINE # 1; ; SOURCE LINE # 2; ; ; SOURCE LINE # 4RET ; END OF delayEND（3）按照.SRC文件结构，重新编写汇编语言子程序如下：NAME DELAY?PR?delay?DELAY SEGMENT CODE PUBLICdelayRSEG ?PR?delay?DELAYdelay:MOV 30H,#200D1:MOV 31H,#250 DJNZ 31H,$ DJNZ 30H,D1RET （4）编写C程序，在主程序中调用延时子程序，程序如下：#includesbit p10=P10;extern delay(); /声名汇编语言子程序void main()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2 LED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88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R10R25：100（3）扩展芯片选择：74HC573，上拉电阻R2R9：10K。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9-72、程序设计根据流程图编写程序，参考程序如下： #includeunsigned char code dzm18=0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3;unsigned char code dzm28=0x11,0xb7,0xaf,0x9f,0xaf,0xb7,0xbb,0x18;/OK点阵吗void delay() ; /声名延时函数/*以下是主函数*/void main()unsigned char i,j;P0=0x00; /清屏while(1) j=0x01; /指向第一行 for(i=0;i8;i+) P0=j; /输出行信号 P2=dzm1i; /输出相应行点阵码 P3=dzm2i; /输出相应行点阵码 delay(); /调用延时函数 j=j1; /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3 LED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9-61、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-88-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-New Project”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“ Creat Hex file”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4 LED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。