项目精选单片机应用技能实训C语言教案.docx

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项目精选单片机应用技能实训C语言教案

单片机应用技术实训（C语言）授课设计—项目6

项目6数字时钟电路制作

任务1项目有关知识学习

一、案头

任务项目有关知识学习

授课时间年月日授课班级

授课形式讲解、讨论授课时数2课时

授课用具授课资源项目制作成品、课件

课前准备

授课目标1、认识并行通信与串行通信。

2、理解串行口构造，工作方式。

3、掌握串行口工作方式0的应用。

4、认识LED数码管构造及显示方式。

授课重点1、串行口控制寄存器的作用与用法。

2、串行口工作方式0的应用。

授课难点1、对串行口发送启动和接收启动的理解。

授课过程1、经过对生活中数字时钟的讨论，引出项目任务。

2、LED数码管构造及显示方式。

3、并行通信与串行通信。

4、MCS-51单片机串行口的构造。

5、用于串行口的专用寄存器介绍。

6、串行口工作方式0的应用。

授课后记

二、授课推行过程

推行环授课内容

节

导学方法

组织教

1、检查学生出勤情况并做好记录。

互动沟通

学

2、调整学生的注意力，为上课作准备。

复习提

1、MCS-51准时器有哪几种工作方式？

提问导思

问

2、怎样用准时器来达成数字时钟的准时？

本项目的终极目标是制作一个单片机控制的LED数码

管静态显示数字时钟电路。

导入在项目5中学习了单片机的准时器，本项目要用准时启迪学习

器准时，用数码管显示时间，最少要用4个数码管，每积极性

个数码管占用8位，4个LED数码管占用4个I/O端口。

所以，在本项目中要扩展用于显示电路的输出端口。

下

面，我们在进行项目制作从前，学习LED数码管构造原

理以及MCS-51单片机的串行口。

讲授新一、LED数码管构造及工作原理

课

1、LED数码管构造

平时使用的是七段LED显示器，这种显示器由8个发

光二极管组成，有共阴极和共阳极两种,如图6-3所

示。

图6-3数码管构造

2.LED数码管工作原理

共阴极LED数码管的8个发光二极管的阴极连在一

起，接公共端COM。

使用时公共端接地，当发光二极管

的阳极为高电平时，发光二极管点亮。

共阳数码管则与

之相反。

从管脚a~g及dp输入不同样的8位二进制数，可显

用多媒体

展示图

6-3。

提问学生

其他数字

的段码。

介绍连结

方法并说

明静态显

示的优缺

点。

介绍连结

方法并说

明动向显

示不同样的数字或字符，把控制数码管显示不同样字符的8

示的优缺

位二进制数称为段码。

比方：

关于共阳极数码管，若要

显示0，其段码为C0H。

点。

二、LED数码管的显示方法重点说明

SCON的

数码管的显示方式有静态显示和动向显示两种。

使用。

1、静态显示

对方式0

静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二的发送与

极管恒定导通或恒定截止。

这种显示方式的各位数码管接收详尽

相互独立，公共端恒定接地（共阴极）或接正电源（共说明。

阳极）。

每个数码管的8个字段分别与一个8位I/O口

用多媒体

相连。

显现课件

2、动向显示

图6-5

动向显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐简单介绍

位点亮显示器的方式称为位扫描。

平时，各位数码管的集成电路

相应段选线并联在一同，由一个8位的I/O口控制；各芯片

位数码管的位选线（公共阴极或阳极）由其他的I/O口74LS164

线控制。

工作特

三、MCS-51单片机串行接口点。

1、并行通信和串行通信对应用程

序进行介

并行通信是指将组成数据字节的各位同时发送或接

绍，延时

收，不宜用于远距离通信。

程序由学

串行通信是组成数据的字节中的各位按次次逐一传生进行编

送的方式，最少只要3根传输线即可，如图8-2所示。

写。

串行通信适用于远距离通信，但通信的传达速度较低。

图6-4串行通信

2、MCS-51单片机串行接口

MCS-51单片机的串行接口由串行口缓冲寄存器

SBUF、串行口控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON

组成，经过引脚TXD（P3.1）、RXD（P3.0）来达成串行

数据的发送和接收与外界进行串行通信。

（1）串行口缓冲寄存器SBUF

SBUF是按字节寻址的专用寄存器，它用来寄存将要

发送或接收到的数据。

在物理上有两个独立的SBUF寄

存器，一个用于发送，一个用来接收。

（2）串行口控制寄存器SCON

SCON是一个能够位寻址专用寄存器，它用于串行口

的方式选择、发送、接收控制及保留串行口的状态信息

等。

SCON中各位的名称如表6-2所示。

SCOND7D6D5D4D3D2D1D0

位

位名SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI

称

SCON中各位的定义以下：

SM0、SM1：

串行口工作方式选择位。

4种不同样取值对

应4种工作方式如表6-3所示。

SM2：

在方式2、3中用作多机通信控制位。

REN：

赞同接收控制位。

REN=0时禁止接收，REN=1时

赞同接收。

TB8：

发送数据的第九位。

RB8：

接收数据的第九位。

TI：

发送中止恳求标志位。

RI：

接收中止恳求标志位。

（3）电源控制寄存器PCON

PCON对串行口的影响是经过其SMOD位改变串行口的

波特率。

SMOD位位于PCON的最高位，即PCON.7，当

SMOD=1时串行口的波特率是SMOD=0时的两倍（方式0

除外）。

PCON在单片机复位时，SMOD=0。

二、MCS-51单片机串行口工作方式0的应用

1、串行口方式0的发送与接收

串行口工作方式0是8位同步移位寄存器方式。

串行

数据由RXD（P3.0）引脚输入或输出，同步移位脉冲由

TXD（P3.1）引脚输出。

方式0主要用于I/O端口的扩

展。

（1）方式0的发送

方式0的发送操作是在TI=0的情况下，执行以SBUF

为目的字节的数据传达指令开始的。

比方：

SBUF=a;

8位数据发送达成后，由硬件将TI置1，向CPU恳求

中止。

若中止不开放，TI可作为发送达成的查问标志

位。

TI=1后，必定用软件将其清0，以便再次发送数据。

（2）方式0的接收

方式0的接收操作是在RI=0的条件下，由REN置1

指令来启动接收。

收到8位数据后，由硬件将RI置1，

向CPU恳求中止。

若中止不开放，RI可作为接收达成的查问标志位。

RI=1后，必定用软件将其清0，以便再次接收数据。

2、方式0应用举例

例1：

使用串入并出芯片74LS164与单片机相连，

使用串行口方式0扩展8位并行输出，接线表示图如图

6-5所示。

8位并行输出接8个发光二极管，要求控制

8个发光二极管屡次亮灭。

程序设计以下（采用查问方式）：

图6-5方式0扩展并行输出

#include

#defineucharunsignedchar

voiddelay_ms（ucharxms）;//定义延时函数

/*******以下是主函数****************/

voidmain（）

{

uchara=0xff;

SCON=0;//置串行口方式0，有关标志位、控制

位清0。

while

（1）

{

SBUF=a;//启动串行发送

while（!

TI）;//等待串行发送达成

TI=0;//TI清0，准备再次发送数据

a=~a;

delay_ms（200）;

}

}

课堂小1、LED数码管构造原理及显示方式。

结

2、并行通信、串行通信的见解。

3、MCS-51单片机串行口构造及SCON各位作用。

4、串行口方式0应用举例。

课后作自我测评1题、2题、3题、4题。

业

任务2数字时钟电路硬件、软件设计

一、案头

任务数字时钟电路硬件、软件设计

授课时间年月日授课班级

授课形式讲解、讨论授课时数2课时

授课用具授课资源课件、单片机应用制作成品

课前准备

授课目标1、掌握串行口工作方式0的应用。

2、掌握数字时钟电路的整体组成。

3、掌握C语言数值计算的方法。

4、理解应用程序的编程思路。

授课重点1、串行口工作方式0的应用。

2、应用程序的编程思路及有关指令使用。

授课难点1、应用程序的编写思路及有关程序。

授课过程1、复习提问串行口方式0的主要应用。

2、介绍项目任务要求。

3、依照项目任务要求引导设计硬件电路。

4、C语言数值计算方法。

4、应用程序流程图绘制。

5、应用程序设计。

授课后记

二、授课推行过程

推行环授课内容

节

导学方

法

组织教

1、检查学生出勤情况并做好记录。

互动交

学

2、调整学生的注意力，为上课作准备。

流

复习提

1、串行口控制寄存器SCON各位的作用？

提问导

问

2、怎样用方式0扩展并行输出？

思

导入

在学习了串行口构造及方式0应用后，我们应用串行口方式0扩展4个并行输出口来输出显示时间，项目要求以下：

启发学习积极性

（1）用4个LED数码管采用静态显示，分别显示时和分，用一个发光二极管表示秒。

（2）用两个按键，一个用来调小时，一个用来调分钟。

讲授新

一、数字时钟电路设计

老师和

课

1、数字时钟电路组成方案设计

同学共

同讨论

依照项目要求，本项目硬件由按键电路（调时）、单

电路构

片机最小应用系统、扩展输出电路和数码管显示电路构

成方案。

成。

重点是扩展输出电路组成。

扩展输出用芯片74HC595

老师讲

来达成。

解

2、电路设计

74HC593

依照电路组成方案设计，对各组成部分进行设计。

关

与单片

键是扩展输出及显示电路的设计。

硬件电路原理图如图

机的连

6-7所示。

接及扩

展级连

图6-7数字时钟电路原理

方法。

2、元件选择

老师和

（1）复习晶振电路元件及复位电路元件的选择。

同学共

（2）复习发光二极管电路元件选择。

同在黑

板上绘

（3）数码管的选择。

制电路

二、应用程序编写

原理图。

1、C语言数值计算的方法。

对自述

运算可

（1）算术运算

算术运算常用的有：

+、-、*、/、%五种。

“/”是除

法运算，即两个整数相除，商仍为整数，舍去小数部分

（余数）。

“%”为取模运算（取余运算），参加运算的两

个整数，结果为两个数相除此后的余数。

比方：

unsignedinta,b,c,d;

a=12;b=8;

c=a/b;//结果是c=1。

多举几

个例子。

在老师

引导下

由同学

老师共

同完成

流程图

绘制。

d=a%b;//结果是d=4。

在老师

（2）复合运算

C语言中的复合运算符使得语句的书写更为简短，符号左则的变量既是源操作数又是目的操作数。

比方：

unsignedchara=0x01,b=0x02,c=0x03,d=0x04;

a/=b;//a=a/b=0

b+=0x01;//b=b+1=0x03

c|=0x80;//c=c|0x80=0x83

d<<=1;//d=d<<1=0x08

2、应用程序流程图绘制

依照项目要求，分别绘制主程序和中止服务程序流程

图如图6-8所示。

图6-8程序流程图

引导下

与同学

一起完

成应用

程序设

计。

延时子

函数、调

小时子

函数、调

分钟子

函数由

学生独

立达成。

3、程序设计

依照流程图编写程序，参照程序以下：

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

ucharhour=12,min=0,sec=0;//定义小时、分

钟、和秒变量

ucharcont_1s;//定义1S准时次

数变量

sbitS1=P1^0;//定义S1键

sbitS2=P1^1;//定义S2键

sbitxskzw=P2^1;//定义显示控制

位

sbitled=P2^0;

uchardisp_buf[4];//定义显示缓冲

单元

ucharcode

tab[12]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,

0xf8,0x80,0x90,0x88,0xff};//定义段码表

/**********以下是初始化函数************/

voidstart（）

{

TMOD=0x11;//准时器工作方式

TL0=（65536-20000）%256;//置准时器初值,一次

准时20ms

TH0=（65536-20000）/256;

SCON=0x00;//串行口初始化

cont_1s=50;//置1S准时次数

EA=1;//开放中止

ET0=1;//开准时器中止

TR0=1;//启动准时器T0

}

/**********以下是时间显示函数*********/

voidsjxs（）

{

uchari,tmp;//定义中间变量

xskzw=0;//控制位清0，准备串行发送显

示段吗

for（i=0;i<4;i++）//循环发送4位

{

tmp=disp_buf[i];//显示数据送tmp

SBUF=tab[tmp];//查显示段吗送SBUF进行串

行发送

while（TI==0）;//等待发送完

TI=0;//为下次发送做好准备

}

xskzw=1;//控制地址1，将显示段吗送出显示当

前时间

}

/**********下以是数据办理函数*********/

voidsjcl（ucharin1,in2）

{

ucharfen,shi;

shi=in1;

fen=in2;

disp_buf[0]=fen%10;//分钟个位

disp_buf[1]=fen/10;//分钟十位

disp_buf[2]=shi%10;//小时个位

disp_buf[3]=shi/10;//小时十位

}

/***以下是准时器TO中止函数，用于产生时、分、秒

信号***/

voidsz（）interrupt1

{

TL0=（65536-20000）%256;//重装准时器初值

TH0=（65536-20000）/256;

cont_1s--;//1S准时中止次数减1

if（cont_1s==0）

//

到1s

准时了吗？

{

cont_1s=50;

//

重置cont_1s

led=1;

//

秒闪烁灭

sec++;

//

秒加1

if（sec==60）

//

到60秒否？

{

sec=0;

//

到60

秒则秒清0

min++;

//

分钟加1

if（min==60）

//

到60

分否？

{

min=0;

//

到60

分钟则分清0

hour++;

//

小时加1

if（hour==24）

hour=0;

//

//

到24小时否？

到24小时则小时清

0

}

}

sjcl（hour,min）;

sjxs（）;

//

//

调用数据办理函数

调用时间显示函数

}

elseif（cont_1s==25）//

到

0.5S

延时了吗？

led=0;

//

秒闪烁亮

}

/*********以下是主函数***************/

voidmain（）

{

start（）;//调用初始化函数

while

（1）//大循环

{

if（S1==0）

{

delay_ms（10）;//若S1按下则调用10ms延时函

数去颤动

if（S1==0）

txs（）;//S1仍旧按下则调用调小时函数

}

if（S2==0）//若S2按下则调用10ms延时

函数去颤动

{

delay_ms（10）;

if（S2==0）//S2仍旧按下则调用调分钟

函数

tfz（）;

}

}

}

4、可否需要去颤动办理？

课堂小1、数字时钟电路设计。

结

2、C语言数值计算的方法。

3、应用程序设计,重点是程序流程图设计。

课后作自我测评5题、6题。

业

任务3数字时钟电路的计算机仿真

一、案头

任务防盗报警器电路的计算机仿真

授课时间年月日授课班

级

授课形式老师演示、学生练授课时2课时

习数

授课用具教学资机房、有关课件

源

课前准备

授课目标1、数字时钟电路设计的计算机仿真考证。

2、提高工具软件的使用熟练程度。

3、熟练C语言有关指令的使用及电路应用程序设计。

授课重点1、数字时钟电路设计的计算机仿真考证。

2、程序编写与改正。

授课难点1、仿真电路运行出错时的改正调试。

授课过程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、部署练习作业，学生进行练习并考证电路收效，老师进行指

导。

授课后记

二、授课推行过程

实施环节

授课内容

导学方

法

组织教

1、检查学生出勤情况并做好记录。

互动交

学

2、调整学生的注意力，为上课作准备。

流

复习提问

1、本项目设计的数字时钟电路都有哪些功能？

提问导

思

导入

刚才同学们对数字时钟电路的功能作了表达，下面就依照前一次课进行的电路设计及程序编写，用计算机仿真考证本次项目设计的正确性和运行收效。

启发学

习积极

性

讲授新

一、使用proteus绘制仿真电路图的步骤

利用多

课

参照图6-7绘制仿真电路图。

媒体或

机房相

1、将所需元器件加入到对象选择器窗口

关软件

AT89S51用AT89C51代替，红色发光二极管的英文符

进行操

号是“LED-RED”；电阻、电容、电解电容、按键、晶作演示。

振的英文符号分别是“RES”、“CAP”“CAP-ELEC”、讲解个

“BUTTON”、“CRYSTAL”；绿色数码管的英文符号是步骤的

“7SEG-COM-CAT-GRN”。

含义。

2、放置元器件至图形编写窗口

3、搬动（删除）对象和调整对象朝向

4、放置电源及接地符号