《单片机C语言程序设计及仿真》教学设计项目三 流水灯的制作与实现.docx

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《单片机C语言程序设计及仿真》教学设计项目三流水灯的制作与实现

项目三流水灯的制作与实现教学设计

任务（课题）名称

任务1点亮发光二极管

授课班级

课型

理实一体化

课时

4

授课时间

任务（教学内容）描述

本任务主要学习简单C语言程序结构；利用位定义方式点亮发光二极管的方法；编写、调试和仿真“点亮发光二极管”C程序。

教学目标

知识目标

学会分析电路的方法；

理解简单Ｃ程序的结构；

理解位操作的应用；

能力目标

会利用keil软件编写Ｃ程序；

会利用Proteus软件仿真调试Ｃ程序；

情感态度与

价值观目标

培养学生自主讨论学习的能力；

教学重

难点

重点

C程序的结构；程序调试仿真

难点

C程序的结构；

教学方法

　讲授法、分组讨论

教学资源

多媒体教学设备、PPT、EDA仿真机房

教学过程

教学环节

教学内容

知识点与技能点

一、布置任务

任务描述

单片机P0.0端口连接一个发光二极管D1，编写程序点亮D1。

二、新课讲解

1.发光二极管简介

发光二极管，俗称LED，是由半导体砷、磷、镓及其化合物制成的二极管，它不仅具有单向导电性，而且通电后能发出红、黄、绿等鲜艳的色光，它工作时只需加1.5－3V正向电压和几毫安电流就能正常发光，在使用需串联一个限流电阻。

它体积小、反应快、价廉并且工作可靠，广泛应用于各种指示电路当中。

2.单片机常用术语

●位（Bit）

位是指一个二进制位，它是计算机中所能表示的最小数据单位。

用b表示。

●字节（Byte）

由8位二进制数构成。

●字（Word）及字长

若干个字节定义一个字。

一个字所包含的二进制位数称为字长，字用W表示。

一般微机中定义一个字长为2个字节。

●常量

在程序执行过程中，其值不发生改变的量称为常量。

●变量

在程序执行过程中，取值可变是量称为变量。

3.头文件

调用头文件的格式：

#include<>格式：

引用标准头文件，编译器从标准库目录开始搜索。

#include””格式：

引用非标准头文件，编译器从用户的工作目录开始搜索。

4.位定义

sbit

sbit：

表示位的意思，它是非标准Ｃ语言的关键字，编写程序时如需操作寄存器中的某一位时，需定义一个位变量，此时需要用到sbit，如D1=P0^0;，EA=0xaf；

5.C语言编程的基本语法和格式要求

（1）括号的用法

Ｃ语言中常用的4种括号。

它们分别是大括号“{　}”、圆括号“（　）”、方括号“[　]”、尖括号“<>”。

（2）C语言中逗号“，”和分号“；”的用法。

1.任务分析

根据电路图分析，发光二极管D1的负极连在单片机P0.0端口，发光极管的正极通过限流电阻R接在5V电源的正极。

根据二极管的单向导电性可知，通过编程使单片机P0.0输出一个低电平0即可点亮发光二极管。

2.程序流程图

3.程序编写

#include//调用头文件

sbitD1=P0^0;//位定义

voidmain（void）//主程序

{　　　　　　　　　//开始

　while

（1）//死循环，防止程序跑飞

　{

　　D1=0;//点亮发光二极管

　　}

}

4.程序仿真

学生：

在机房电脑上完成程序录入、仿真。

教师：

巡回指导。

讲解仿真结果

三、课堂总结

1.学生总结

（1）你的收获有哪些？

（2）你还有哪些知识没有掌握好？

2.教师总结点评

作业布置

1.创新提高练习

编写程序完成同时点亮发光极管D1和D3，D2和D4熄灭。

2.完成教材课后练习。

项目三流水灯的制作与实现教学设计

任务（课题）名称

任务2发光二极管的闪烁

授课班级

课型

理实一体化

课时

4

授课时间

任务（教学内容）描述

本任务主要学习C语言单片机各种数据类型；变量的定义及声明；编写和使用延时函数；宏定义的使用；编写二极管闪烁Ｃ程序；利用Proteus软件调试仿真二极管闪烁程序。

教学目标

知识目标

会描述各种数据类型；

会编写和使用延时函数；

会使用宏定义。

能力目标

会编写二极管闪烁Ｃ程序；

会利用Proteus软件调试仿真二极管闪烁程序。

情感态度与

价值观目标

培养学生自主讨论学习的能力；

教学重

难点

重点

延时函数的编写及使用；发光二极管闪烁程序编写

难点

发光二极管闪烁程序编写

教学方法

　讲授法、分组讨论

教学资源

多媒体教学设备、PPT、EDA仿真机房

教学过程

教学环节

教学内容

知识点与技能点

一、布置任务

1.任务描述

单片机的P1.0端口连接发光一个发光极管，通过编写程序实现发光二极管的闪烁。

二、新课讲解

1.C语言的基本数据类型

2.变量的定义和声明

（1）变量的定义

变量定义的一般形式：

变量类型　变量名；如：

unsignedchari；//定义无符号字符型变量i

（2）变量的声明

变量的声明有两种情况：

●一种是需要建立存储空间。

如：

inta在声明的时候，就已经建立了存储空间。

●另一种是不需要建立存储空间。

如：

externinta其中变量a在别的文件中定义的。

3.函数

（1）库函数

　为了简化代码编写的难度，通常C编译器会将一些相对固定功能程序事先编写成函数，以库形式存储起来，这一类函数称为库函数。

#include<头文件名>或#include”头文件名”。

（2）自定义函数

用户根据自已需要编写的完成相应功能的程序段，这一类函数称为自定义函数。

其格式如下：

类型标识符　函数名（形式参数列表）

{

声明部分；

语句部分；

}

如：

voiddelay_ms（unsignedintx）//定义延时函数

（3）函数的声明和调用

●函数的声明

函数声明的一般格式：

类型标识符　函数名（参数类型１形参名，参数类型２形参２……，参数类型n形参n）；

如：

voiddelay_ms（unsignedintx）；//对延时函数进行声明

●函数的调用

调用函数的一般格式：

无参数函数调用的一般形式：

函数名（）；如：

delay_ms（）；//调用延时函数

有参数函数调用的一般形式：

函数名（有数列表）；如：

delay_ms（500）；//调用延时函数，实参值为500

4.宏定义

宏定义的作用是用一个标识符（宏名）来表示一个字符串，其格式为：

#define标识符（宏名）　字符串

如：

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

5.延时函数编写

延时函数由循环语句构成：

while,for循环等。

ms级延时函数编写

voiddelayms（uintx）//当晶振为12MHz时，延时xms；

{　　　　　　　　　　

　uchari;

　while（x--）

　for（i=0;i<123;i++）;

}

1.任务分析

要使发光二极管产生闪烁的效果，我们只需要让发光二极管亮一段时间，然后熄灭一段时间再亮一段时间......如此周而复始即可。

当单片机P1.0端口输出1个低电平0时，点亮发光二极管D1；当单片机P1.0端口输出1个高电平１时，发光二极管D1熄灭。

在编写程序的时候，我们可以直接对单片机端口进行赋值，如：

P1=0xfe;　　//发光二极管D1亮

P1=0xff;　　//发光二极管D1灭

2.程序流程图

3.程序编写

程序结构：

#include

#defineuintunsignedint

#deifneucharunsignedchar

voiddelayms（uintx）

{

}

voidmain（）

{

while

（1）

{

发光二极管闪烁语句；

}

}

4.程序仿真

学生：

在机房电脑上完成程序录入、仿真。

教师：

巡回指导。

讲解仿真结果

三、课堂总结

1.学生总结

（1）你的收获有哪些？

（2）你还有哪些知识没有掌握好？

2.教师总结点评

作业布置

1.创新提高练习

单片机端口P1.0和P1.1,分别连接发光二极管D1和D2，编写程序实现两只发光二极管交替闪烁。

2.完成教材课后练习。

项目三流水灯的制作与实现教学设计

任务（课题）名称

任务流水灯的制作与实现

授课班级

课型

理实一体化

课时

4

授课时间

任务（教学内容）描述

本任务主要学习C51语言中的各种运算符，并能灵活运用；C51语言中的循环语句，并能合理运用循环语句编写程序；流水灯工作原理；流水灯程序；调试仿真流水灯程序电路；

教学目标

知识目标

理解C51语言中的各种运算符，并能灵活运用；

掌握C51语言中的循环语句，并能合理运用循环语句编写程序；

理解流水灯工作原理；

能力目标

会编写流水灯程序；

会对调试仿真流水灯程序电路；

情感态度与

价值观目标

培养学生自主讨论学习的能力；

教学重

难点

重点

C51语言中的循环语句；C51语言中的各种运算符。

难点

C51语言中的循环语句；C51语言中的各种运算符。

教学方法

　讲授法、分组讨论

教学资源

多媒体教学设备、PPT、EDA仿真机房

教学过程

教学环节

教学内容

知识点与技能点

一、布置任务

任务描述

单片机P１端口连接８个发光二极管，通过对发光二极管点亮时间及顺序的控制，产生“流水灯”循环效果。

二、新课讲解

1.流水灯工作原理

采用位运算符及其循环语句，这样可以简化程序，节约单片机资源，提高程序执行效率。

表达式：

num=num<<1|0x01;//定义一个保存移位运算的变量num。

2.运算符

（1）算术运算符

（2）赋值运算符

赋值运算符（＝），在C51中它的功能是给变量赋值。

它的作用是将一个数据赋给一个变量。

如：

a=3；//把常数３赋给变量a

（3）自增、自减运算符

C51语言中除了基本的加减乘除运算符之外，还提供一种特殊的运算符：

++//自增运算符

--//自减运算符

自增和自减运算符的作用是使变量加1或减1。

++i使用i的值之前先使i加１，然后再使用i的值；

--i使用i的值之前先使i减１，然后再使用i的值；

i++使用完i的值以后，再让i的值加1；

i--使用完i的值以后，再让i的值加1；

++i和i++的运算类似，相当于执行i=i+1操作，但它们也不有同之处。

（4）关系运算符

（5）位运算符

（6）复合赋值运算符

3.程序

（1）程序的构成

一个完整的C程序可由一个主函数和若干个函数组成，由主函数调用其他函数，其他函数也可互相调用。

同一个函数可以被一个或多个函数调用任意多次。

C语言中的主函数为main（）函数。

（2）程序的注释

为了提高程序的可读性，要以程序行的适当位置加入注释。

注释形式一般有两种：

●单行注释：

直接在该行需要注释的地方加“//”。

其格式：

//注释文字及符号

“//”后面的部分就被注释了，在程序编译时不起作用，但“//”前面的部分不受影响。

●多行注释：

在需要注释的段落开始位置加入“/*”，结束位置于加“*/”。

其格式：

/*

注释文字

　注释文字

......

*/

（3）局部变量与全局变量

●局部变量：

在一个函数内部定义的变量是内部变量，它只在本函数范围内有效，即只有在本函数内才能作用此变量，称之为“局部变量”。

●全局变量：

在函数之外定义的变量称为全局变量。

全局变量可以在本文件中供所有的函数使用。

它的有效范围从定义变量的位置到本源文件结束。

4.循环语句

（1）while语句

while（表达式）

{

　语句；

}

（2）do－while语句

do

{

语句；

}

while（表达式）；

（3）for语句

for语句的一般形式为：

for（表达式１；表达式２；表达式３）

{

　语句；

}

三、任务实施

1.任务分析

要使发光二极管产生移动效果，可以让发光二极管亮一段时间后熄灭，然后转移动下一个发光二极管亮一段时间后熄灭......周而复始。

2.程序流程图

3.程序编写

流水灯程序讲解:

num=0xfe;//赋初值第一个灯亮0xfe;

for（i=0;i<8;i++）//8次循环

{

P1=num;//把num变量的值送至单片机P1端口

delay_ms（500）;//延时500ms

num=num<<1|0x01;//下一个发光二极管亮

}

4.程序仿真

学生：

在机房电脑上完成程序录入、仿真。

教师：

巡回指导。

讲解仿真结果

三、课堂总结

1.学生总结

（1）你的收获有哪些？

（2）你还有哪些知识没有掌握好？

2.教师总结点评

作业布置

1.创新提高练习

设计一个依次点亮的流水灯程序。

2.完成教材课后练习。