单片机技术-教学设计--学习情境三

0教学设计所属中心单片机仿真实训中心教研部电子姓名杨建龙刚余守红梁伯俊边成云张利王正伟课程单片机技术与应用1学习情境名称学习情境三单片机外部中断控制数码管显示课程名称单片机技术与应用教学对象10秋电子就业1班授课时间课时一、教学内容分析本学习情境是以学习情境一和学习情境二为基础，体现两个目标：一是巩固和提高学习情境一和学习情境二所学知识（单片机的基础知识、单片机的指令系统）；二是学习单片机的精髓部分即外部中断、定时器/计数器方面的知识（单片机的中断原理、单片机的中断寄存器TCONIEIPTMOD等、单片机中断服务程序的编写）。二、教学对象分析三、学习目标知识目标：1）掌握数码管显示数字的工作原理；2）掌握数码管静态显示和动态显示原理3）掌握单片机的内部数据存储器结构；4）掌握单片机特殊功能寄存器TCONIEIPTMODTH1TL1TH0TL0等；5）掌握计算机中断的概念；6）掌握MCS-51单片机中断系统的结构；7）掌握中断源，中断特殊功能寄存器，中断响应过程；8）掌握定时/计数器系统的电路结构、特殊功能寄存器及功能和使用方法；9）掌握外部中断、定时器/计数器中断程序的结构；10）掌握定时器/计数器定时初值、计数初值的计算；技能目标：1）熟练使用KEIL软件的使用；2）熟练使用PROTEUS仿真软件的使用；3）掌握AVRUSB单片机程序的下载方法4）进一步巩固元器件的识别、元器件的焊接、元器件的组装与调试；能力目标：1）培养学生接受、加工、存储、运用信息的能力；2）培养学生分析问题、解决问题的能力、应用知识的能力；3）培养学生沟通、协调、协作及一定的社会能力；4）培养学生自我展示、自我推销的能力；2四、学习重点及其突破方法重点：元器件的装配过程；Keil软件的使用；突破方法：元器件的装配，采用先由教师讲解如何做，然后学生再做的过程。Keil软件的使用，先有教师讲解，学生观看视频演示，然后学生多动手，多操作。五、学习难点及其化解方法难点：指令的学习程序的编写突破方法：指令的学习，采用查阅参考书籍、教师指导、自主学习、小组讨论等方法程序的编写，采用多实例、多任务。六、教学策略选择与设计1、任务驱动法：学生围绕任务展开学生。通过任务实现的功能，进行自主探索和互助学习，完成既定的项目目标。2、项目教学法：一个项目就是一个产品。首先，组装产品并完成产品所要实现的功能，其次，将项目分解几个任务，使学生掌握单片机指令的功能，单片机程序的编写，以及KEIL软件的使用和PROTEUS仿真软件的使用，最后学生通过自己的所学，对本项目进行扩展来实现其他功能。例如：本项目实现的功能是按键控制8只发个二极管流水灯和闪烁，学生通过学生，本项目也可扩展控制发光二极管模拟交通灯。3、小组合作学习法：学生以小组为单位，进行合作学习和讨论，充分激发个体潜能，融合集体智慧，从而提高学习效率。同时，这种方法有助于培养学生的合作精神、组织协调能力和沟通能力。4、引导文教学法：教师可通过演示项目所能实现其他的功能，引导学生独立思考和自主学习，完成其功能。从而使学生通过自学掌握新知识、新技术，促使学生把所学的知识应用于实践。这种方法不仅培养了学生的自学能力，而且也培养了学生分析问题、解决问题的能力，这是一种能力的提升。5、演示法：教师可通过演示技能操作步骤、使学生能更好的了解操作步骤，操作注意事项，对学生熟练操作技能提供一个有力保障。七、教学环境及资源设备3教学场地：单片机仿真实验室、装配实验室；教学设备：计算机12台（装有KEIL软件、proteus仿真软件）；教学媒体：实物投影仪1台，多媒体设备，黑板，粉笔；学习材料：学生参考书，学生工作页；教室布置图：八、教学流程图开始明确项目目标看一看项目目标、项目描述与演示项目分析项目实施项目原理图分析项目评估装配产品、调试电路、观察现象填写项目评估表学一学做一做、学一学评一评任务一任务二任务目标看一看任务目标、任务描述与演示任务分析学一学任务目标、任务描述与演示任务实施做一做、学一学软件仿真实施、硬件实施、观察现象项目评估任务扩展想一想，还能怎么做？软件仿真实施、硬件实施、观察现象评一评填写项目评估表物料室:存放与电子技术基础专业学习有关的常用耗材，学生凭任务物资需求表领取耗材。资料区:存放系统维护保养手册等纸质资料。研讨区:为小组工作研讨、做计划的工作场所。展示台:摆放与任务要求有关的资料。工具室:学生凭任务工具清单领取。4九、教学过程教学环节实践分配教学内容学生活动教师活动设计意图及资源准备明确项目任务（20分钟）项目目标、项目描述与演示学生通过教师演示明确项目任务并记录。教师通过多媒体课件演示。设计意图：学习有明确性、目标性。资源准备：多媒体课件、多媒体教学设备。项目分析（20分钟）无学生学习，并记录项目步骤，为后续做准备。教师通过多媒体讲授。设计意图：是后续的基础知识，巩固电子技术、电工基础知识。资源准备：多媒体课件、多媒体教学设备。项目实施（270分钟）装配产品（180分钟）调试产品（90分钟）动手进行装配产品、调试产品教师循环指导、教师讲授。设计意图：提供学生学习的积极性。资源准备：有关装配产品和调试产品的设备。项目评估（30分钟）填写项目评估表、实验报告单学生填写项目评估表进行自评。学生填写实验报告单。教师对项目评估表对学生评估。教师指导学生填写实验报告单。设计意图：对学生所学进行知识反馈，总结。资源准备：项目评估表。实验报告单。任务目标（任务一）项目目标、项目描述与演示学生通过教师演示明确项目任务教师通过多媒体课件演设计意图：学习有明确5（10分钟）并记录。示。性、目标性。资源准备：多媒体课件、多媒体教学设备。任务分析（10分钟）中断相关知识学生学习，并记录项目步骤，为后续做准备。教师通过多媒体讲授。设计意图：是后续的基础知识，巩固电子技术、电工基础知识。资源准备：多媒体课件、多媒体教学设备。任务实施（90分钟）软件仿真（程序一程序二程序三程序四）和硬件实施（下载程序）并观察现象。学一学，任务程序学生动手做，并填写观察现象。教师讲解。教师指导并教师讲授知识。设计意图：学生先做并观察现象，然后学习为什么这样，对现象进行追踪，。资源准备：多媒体课件、多媒体教学设备、单片机技术与应用试验设备。任务扩展（40分钟）学生对所学知识进行应用。学生将所学的知识加以应用。教师指导学习。设计意图：学生所学并加以应用，达到知识学以致用的目的。资源准备：多媒体课件、多媒体教学设备、单片机技术与应用试验设备。任务评估（10分钟）填写项目评估表，实验报告单。学生填写项目评估表进行自评，填写实验报告单教师填写项目评估表进行评估，教师指导学生填写设计意图：对学生所学进行知识反馈，总结。6实验报告单。资源准备：项目评估表，实验报告单。任务目标（任务二）（10分钟）项目目标、项目描述与演示学生通过教师演示明确项目任务并记录。教师通过多媒体课件演示。设计意图：学习有明确性、目标性。资源准备：多媒体课件、多媒体教学设备。任务分析（10分钟）任务分析：中断相关知识学生学习，并记录项目步骤，为后续做准备。教师通过多媒体讲授。设计意图：是后续的基础知识，巩固电子技术、电工基础知识。资源准备：多媒体课件、多媒体教学设备。任务实施（90分钟）软件仿真（程序一程序二程序三程序四）和硬件实施（下载程序）并观察现象。学一学，任务程序学生动手做，并填写观察现象。教师讲解。教师指导并教师讲授知识。设计意图：学生先做并观察现象，然后学习为什么这样，对现象进行追踪，。资源准备：多媒体课件、多媒体教学设备、单片机技术与应用试验设备。任务扩展（40分钟）学生对所学知识进行应用。学生将所学的知识加以应用。教师指导学习。设计意图：学生所学并加以应用，达到知识学以致用的目的。资源准备：多媒体课件、7多媒体教学设备、单片机技术与应用试验设备。任务评估（10分钟）填写项目评估表，实验报告单。学生填写项目评估表进行自评，填写实验报告单教师填写项目评估表进行评估，教师指导学生填写实验报告单。设计意图：对学生所学进行知识反馈，总结。资源准备：项目评估表，实验报告单。8附：工作页学习情境三单片机外部中断控制数字数码管显示一、项目目标知识目标1）掌握数码管显示数字的工作原理；2）掌握数码管静态显示和动态显示原理3）掌握单片机的内部数据存储器结构；4）掌握单片机特殊功能寄存器TCONIEIPTMODTH1TL1TH0TL0等；5）掌握计算机中断的概念；6）掌握MCS-51单片机中断系统的结构；7）掌握中断源，中断特殊功能寄存器，中断响应过程；8）掌握外部中断系统的电路结构、特殊功能寄存器及功能和使用方法；9）掌握外部中断程序的结构；能力目标1）熟练使用KEIL软件的使用；2）熟练使用PROTEUS仿真软件的使用；3）进一步巩固元器件的识别、元器件的焊接、元器件的组装与调试；技能目标1）培养学生接受、加工、存储、运用信息的能力；2）培养学生分析问题、解决问题的能力、应用知识的能力；3）培养学生沟通、协调、协作及一定的社会能力；4）培养学生自我展示、自我推销的能力；二、项目描述与演示●项目描述应用AT89C51芯片和6位七段LED数码管，利用单片机内部的定时器功能，采用定时中断控制的方式进行程序设计，要求实现的具体功能如下：⑴6位七段LED数码管进行时、分、秒的显示。小时显示采用24小时制，分钟为六十进制，秒为六十进制，时、分、秒的显示格式为“00.00.00”。⑵由1个按键控制电子启动/停止工作，第1次按下RUN/STOP键，电子钟开始定时工作，并按要求完成⑴中要求的显示时间；再按1次RUN/STOP键，电子钟停止工作，数码显示内部为固定数据“P-001”●项目演示软件演示：..\软件仿真\学习情境三\学习情境三.DSN硬件演示：..\项目演示\学习情境三演示.swf9产品演示（略）三、项目分析学习情境三单片机外部中断数字数码管显示原理图分析一：无四、项目实施第一步：根据材料清单选择元件10学习情境三单片机外部控制数码管显示元器件材料清单表第二步：装配元器件1、检测元器件的好坏2、对元器件进行整形3、焊接元器件第三步：调试电路1、keil软件的使用根据学习情境一的方法，在D盘建立一个文件夹“学习情境三”→在文件夹里建立一个项目工程为“学习情境三”→输入下列程序，并将程序生成.HEX文件。LEDBUFEQU7AH;定义显示缓冲区首地址ORG0000HAJMPMAINORG000BHLJMPPIT0ORG0100HMAIN:MOVSP,#30H;确立堆栈区SETB00HMOV73H,#05;蜂鸣器输出5s时间控制MOV21H,#00H;秒计数器清零MOV22H,#00H;分钟计数器值清零MOV23H,#00H;小时计数器值清零11MOVTMOD,#01H;定时器0,工作方式1MOVTL0,#0B0H;装计数器初值低字节MOVTH0,#3CH;装计数器初值高字节CLRTR0MOV20H,#20;定时器定时次数,即循环次数;状态1程序段STAU1:CLRTR0;定时器关闭MOV7FH,#10H;显示P数据MOV7EH,#11H;显示-数据MOV7DH,#00H;显示0数据MOV7CH,#00HMOV7BH,#00HMOV7AH,#01H;显示1数据LCALLDISPLAY;调用显示子程序LCALLKEY;调用键盘处理子程序JNBACC.0,STAU2;按键按下进入状态2程序AJMPSTAU1;状态1循环控制;状态2程序段STAU2:SETBTR0;开定时器setbet0SETBEA;开中断LOOP:NOPLCALLOUT_HYLCALLBINTOBCD;调用二进制转BCD码子程序LCALLDISPLAY;调用显示子程序LCALLKEY;调用键盘处理子程序JNBACC.0,STAU1;按键按下转入状态1程序段LJMPLOOP;状态2循环控制;定时中断子程序12PIT0:PUSHPSW;中断服务程序,现场保护PUSHACCMOVTL0,#0B0H;计数器重新加载MOVTH0,#3CHDJNZ2