《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

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

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

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

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。

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；

第十七课

课程内容

开关模块制作小游戏

（二）

地点

科技教室

日期

2016.11.16

学习目标

熟练掌握通转、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（主板、键盘、开关模块、杜邦线若干）

第十七课时活动人数：

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、通转、断转指令

二、制作游戏

复习通转断转指令：

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