单片机应用技术 教案 项目5、6 篮球计分器设计与实现、呼叫器设计与实现.docx

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1、教案4项目5篮球计分器设计与实现一、教学设计课程名称单片机应用技术项目5篮球计分器设计与实现授课学时授课班级授课地点所选教材单片机应用技术授课方式教学内容项目5篮球计分器设计与实现其他资源媒体资源微课，PPT,视频，动画，职教云平台，KeiI软件，ProteUS软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式（单片机）实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1 .具有一定的单片机基础知识。2 .熟悉C语言基本语法和三种程序结构。认知能力1 .具有一定的电路阅读分析和设计能力。2 .有C语言程序设计基础能力。3 .能识别常见的电子元器件。学习特点1 .喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台

2、的动画、视频等相关数字资源，熟悉常用的网络工具和软件；对单片机的应用充满好奇。2 .对抽象概念畏难和抵触，不喜欢枯燥的理论讲解。素质目标知识目标能力目标教学目标1 .通过调研显示装置的应用现状，树立科技创新和民族品牌意识。2 .通过软硬件设计培养学生的标准意识、规范意识、勇于实践的劳动精神和精益求精的工匠精神。3 .通过团结协作培养学生自主学习及团队协作意识，提高学生合作探究解决问题的能力。1 .能说出数码管动态显示方式。2 .能提供数码管动态电路设计。3 .能说出全局变量的使用。1 .能分析电路原理图和能使用常用元器件设计数码管电路模块；2 .能够基于C语言，熟练运用数组和全局变量，学会数码

3、管动态显示的程序编写调试。教学重难点重点L数码管动态显示方法2.C语言全局变量的使用难点1.动态显示的工作原理教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动课前导入1 .计分器的作用。2 .篮球计分器的原理。职教云讨论：什么是篮球计分器?篮球计分器的原理？词频统计分析：篮球计分器，显示装置、操作、LED显示屏。视频播放：数码管的应用领域查阅&回帖：手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&回帖：结合自己对篮球计分器在日常生活通过对课程的简

4、介，激发学生学习的兴趣，明确学习目标，学会学习。视频、PPT职教云讨论：篮球计分器在生活中的应用？总结引出：篮球计分器的显示装置？中的应用，参与讨论回帖。聆听&思考&记录项目任务：设计一个篮球比赛计分器的单片机应用系统，即单片机的某个I/O口作输入口，接5个独立按键为功能按钮；单片机的某些I/O口作输出口，接两个4位数码管，通过编程实现A、B两队的比分显示效果；单片机的某些I/O口作输出口，接两个LED发光二极管，作为A、B两队的加分指示灯。(1)用数码管显示A、B两队的分值；能显示A、B两个字母，这两个字母后面显示两队的得分；(2)有5个按键，按下1键是A、B两队加减分的切换键，按下2键数码

5、管显示加1分，按下3键数码管显示加2分，按下4键数码管显示加3分，按下5键数码管显示复位O分；职教云讨论：数码管的动态显示？实物展示：篮球计分器动态显示效果O职教云发起头脑风暴：引导学生思考：如何进行动态扫描？查阅&回帖：结合自己的所见所用，或手机上网查阅答案，参与讨论回帖。同步体验：观看实物展示，思考数码管如何进行动态扫描？参与头脑风暴：动态扫描显示如何实现？通过创设情境，把学生引入项目学习。课堂上通过网上搜索相关资料及实物展示，激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产生对新知识的渴望，同时培养学生勤于思考的好习惯。职教云/实物/极域课堂项目分析（硬件设计）（3）用两个LED发光二极管作为

6、两个队的加分指示信号灯。篮球计分器整体方案设计启发引导：启发学生分组完成任务分析讨论，确定设计总体方案。归纳总结：教师总结篮球计分器系统的功能模块组成，确定系统整体设计方案。讨论&分享：学生组内讨论，分享设计方案。聆听&记录：学生明确系统方案。任务分析，能有效培养学生勤于思考，敏于发现，勇于发言，敢于表达的习惯。PPT/职教云项目实施（硬件设计）回顾强化：数码管的静态显示电路。1.数码管的动态显示和动态扫描（重点、难点）职教云提问：如何设计数码管的静态显示电路？演示分析：1.数码管的动态显示电路数码管动态显示的连接方式是将所有数码管的段码,、b、c、d、e、f、g、Dp的同名端连在一起，另外为

7、每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由阅读记录&回答：阅读教材：数码管静态显示连接？相关内容并做好记录，并完成抢答。学生同步观看或操作，掌握数码管动态显示电路的连接。结合实物或仿真实例教师进行相关知识的讲解，思政融入（节约意识培养）STC下载软件、技术手册等2.LED数码管显示驱动技术(1)三极管驱动(2)LED驱动控制专用电路TM1618(3)总线驱动集成电路74HC244/74HC245(4)移位寄存器74HC595各自独立的I/O线控制。2 .所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选信号，利用发光二极管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都

8、在显示。3 .LED数码管显示驱动采用动态显示方式比较节省I/O口，硬件电路也较静杰显示方式简单，但其亮度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时，CPU要依次扫描，占用CPU较多的时间。为了让数码管达到预期的显示亮度，电路上应当配备合适的驱动电路，由于受单片机口线驱动能力的限制，采用直接驱动的方法，只能连接小规格的LED,大尺寸的LED就必须采用适当的扩展电路来实现与单片机的接理解并掌握数码管的动态扫描工作原理。掌握数码管的显示驱动方式项目实施（硬件设加分LEDjt示电路篮球计分器硬件子系统组成框图时冲电路任务1：绘制篮球计分器设计方案组成框图硬件方案设计：电源电珞按健电路复位电路任务2篮球计

9、分罂电路仿真设计口，常用的接口元件可以是三极管、集成电路74LSo6、74LS245、74LSI38、ULN2003等和专用芯片TM1618、CD4511.MAX7219等。组织讨论：职教云发起讨小组讨论：组内讨论篮1.电路设计能士砧LiL生乐M论，请各小组讨论完成篮球球计分器硬件设计方案，计分器硬件方案设计。把设计方案上传职教云。有效地考查学生创造性思维任务发布：绘制篮球计分器动手绘制：篮球计分器能力，分析综合能力以及知硬件设计方案组成框图。硬件设计方案组成框图。教师点评：对各小组设计方汇报方案：小组代表汇识应用能力。2.小组讨论培案做点评，充分肯定学生的报方案设计。成果，总结确定篮球计分器

10、养学生团结协作的能力、锻硬件电路设计方案。炼学生沟通交流的能力。Proteus绘制硬件仿真电路图跟我做一一同步实践：在Proteus中完成数码学生同步实践，建构新的重点：四位数码管显示电路、管选择及数码管电路、按知识与技能培按键电路。电源电路仿真默认。键电路的仿真设计。养代竭管基示电路PPT/职教云Proteus/PPT/职教云计）1.局部变量和全局变量（重点）变量可以在程序中函数内部或所有函数外部两个地方说明。根据所定义变量值位置（作用域）的不同，变量可分为局部变量和全局变量。(1)(2)(3)目析软设,项分1件计静杰存储变量和动杰存储变量C语言中的变量存储分类指定局部变量在函数内部定义的变

11、量称为局部变量。mini）和fund）用数中均有个变Mn,但它Q是两个不同位H的变敏“/vddmai110Intnlvoidfund)（4）全局变量全局变量与局部变量不同，能贯穿整个程序，并且可被任何一个模块使用。它们在整个程序执行期间保持有效。结合示例程序例子讲解学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能培养1 .对于程序运行期间根据需要进行临时动态分配存储空间的变量为动态存储变量；对于那些程序运行期间永久占用固定内存的变量称为静态存储变量。2 .auto变量动态分配存储空间，用完后释放。auto称为自动变量如果函数不做其他说明的话均为自动变量。static变量，存储单元固定，用完后

12、不释放。extern全局变量（在函数外部定义）的作用域为从变量的声明处开始，到本程序文件的结尾。局部变量仅由被定义的函数内结合实际例子讲解unsignedCharh,mih三12.m三30;display(hrmj;(fat0j三hi0;dth%i0;(fot2)三m10;dat3J=m%10;tmp0x01;fxi=0;if)P3三tmp;P2三tab(dat);M2);M0xff;tmp三tmpl;UnsignedChar/Itt2位“3位/4位gdmal110初始时间为12:30部的语句所访问。函数以“开始，以“”结束，也就是说局部定义的变量只在内有效，即只有在程序执行到定义他的模块时才

13、能生成，一旦执行退出该模块则起变量消失。另外，一个函数可以为局部变量定义任何名字，而不用担心其他函数使用过同样的名字。4.全局变量与局部变量不同，能贯穿整个程序，并且可被任何一个模块使用。它们在整个程序执行期间保持有效。全局变量定义在所有函数之外，它可以被函数内的任何表达式访问，在程序执行的过程中一直有效。定义全局变量最好是在程序的顶部，也可以特别指定某变量是全局变量。如果全局变量和某一函数的局部变量同名时，函数对该名的引用是针对局部变量。也就是说，局部变量能够屏蔽全局变量。全局变量由C编译器在动态区之外的固定存储区域中存储。当程序中多个函数都使用同一数据时，全局变量将是很有效的。全局变量在主

14、函数main()运行之前就开始存在了。全局变量通常在程序顶部定义。全局变量一旦定义后就在程序的任何地方可知。可以在程序中间的任何地方定义全局变量，但要在任何函数之外。任务1:算法分析J组织讨论：职教云发起讨论，请各小组讨论完成动态显示算法。小组讨论：组内讨论动态显示算法，把设计算法上传职教云。L流程图设计ZLJla-tT*Jl任务发布：绘制篮球计分器主程序、子程序流程图。教师点评：对各小组流程图做点评，充分肯定学生的成果，总结确定篮球计分器主程序、子程序流程图设计。动手绘制：篮球计分器主程序、子程序流程图。汇报方案：小组代表汇报流程图设计。能有效地考查学生创造性思维能力，分析综合能力以及知识应

15、用能力。2.小组讨论培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。PPT/职教云jlJlIA,d,e,f,g,DpM口输出字形码到相同的字形此，就要使用,然后关掉；三个数，又关再从头开始扫动态显示算法分析4位数码管的8个显示笔划a,b,c的同名端是连在一起的，当程序从PO时，在同一个时间所有数码管都会接收码。如何显示出4个不同的字符呢？因动态扫描了，在程序中，首先显示一个?然后显示第二个数，又关掉，显示第一掉直到所有要显示的4个数完成，项目实施（软件设计）描。轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms）,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非

16、同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。任务2:主程序流程图分析与绘制主程序包括键盘扫描与键位功能处理子程序、十进制数分离子程序和数码管动态扫描显示子程序的调用。键盘扫描与键位功能处理子程序是查询判断哪个功能键被按下，确认某个键被按下后再转到该键的功能处理程序。十进制数分离子程序是将A、B两队积分数据的百位、十位和个位上的数字分离出来并送数码管显示。数码管动态扫描显示子程序是在数码管上动态显示A、B队和它们的比分情况。任务3:数据分离子程序设计十进制数分离子程序的编写思路是：表示A队在数码管的最高位显示，则引用数组中字符A的编码位置下标10,接着将积分

17、对100取整即得到百位数字送数码管，然后将积分对100求余数运算，用余数对10取整即得到十位数字，最后将积分对10求余运算，得到的余数即个位数字。任务4：数码管动态扫描显示子程序数码管动态显示的具体编程思路是：第一位数码管显示一延时InISf关闭所有数码管显示一第二位数码管显示“百位数”一延时ImSf关闭所有数码管显示f第三位数码管显示“十位数”一延时InISf关闭所有数码管显示f第四位数码管显示“个位数”一延时InISf关闭所有数码管显示一返回到第一步重新进行新一轮扫描过程。任务5篮球计分器软件程序设计(1)主程序(2)十进制数分离子程序(3)数码管动态显示子程序Id)SPUyo(unwgr

18、wdchatEMltmpz001.*ovt3i4*)(Mtmpc/HP2-Ub(il;/3MRMfBHW-OWF.关tmpatmp1;/SWTTQaHtI)HHH三ai;UftAitIt*n.Keil软件编写篮球计分器程序重点：动态显示子程序。跟我做一一同步实践：在Keil中完成十进制分离子程序、动态显示子程序、主程序。学生同步实践，建构新的知识与技能培养Keil/PPT/职教云功能考核：根据项目评分细则，对学生作品进项目考核：进行项目考核并完成考核：完成任务考通过准确合STM32Cub目施软设,目项实件计项评价行项目功能考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目记录成绩，并记录典型问题测验发布

19、：引导学生完成职教云课堂测验题目核完成测验：在职教云中独立完成课堂测验，将还存在疑问的题目记录下来理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性eIDE工具/职教云/单片机小车平台/赛道总结反思学生任务完成情况和存在问题分析与解决考核反馈：对任务完成度进行评价，充分鼓励学生的实践结果，同时对学生存在的问题进行反馈。总结：总结本节学习内容，加深学生对新知识的理解。学生反思总结，跟随老师汇总归纳本堂课的知识内容，加深对新知识的理解和记忆。以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，促使学生加深对所学知识的理解和记忆，培养其综合概括能力。项目拓展令课后任务-理论&实操理论知识点测试：课后测验实操：篮球计

20、分器实物制作课后跟踪：了解学生对本堂课知识的掌握情况，对个别同学予以单独指导作业发布：1.通过职教云平台发布课后知识点测试作业。2 .实物制作：分组完成，每组学生去实训室制作篮球计分器，并强调注意安全。3 .安排学生做好实训室清洁1 .完成职教云上的课后作业。2 .以小组为单位分工协作完成篮球计分器实物制作与调试。课后实践使教师及时了解学生学习情况，利于老师切准学生“脉搏”，把握教学进程健思政点：职教云卫生。课后指导：及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导。3 .使用示例代码在制作的篮球计分器进行功能验证。4 .将遇到的问题记录下来及时向老师进行咨询。通过焊接电子产品，鼓励学生认真细心，培养学

21、生工匠精神和劳动精神。教案6项目6呼叫器设计与实现一、教学设计课程名称单片机应用技术项目6呼叫器设计与实现授课学时授课班级所选教材授课方式单片机应用技术教学内容项目6呼叫器设计与实现其他资源媒体资源微课，PPT,视频，动画，职教云平台，Keil软件，PrOteUS软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式（单片机）实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1 .具有一定的单片机基础知识。2 .熟悉C语言基本语法和三种程序结构。认知能力1 .具有一定的电路阅读分析和设计能力。2 .有C语言程序设计基础能力。3 .能识别常见的电子元器件。学习特点2.喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台

22、的动画、视频等相关数字资源，熟悉常用的网络工具和软件；对单片机的应用充满好奇。2.对抽象概念畏难和抵触，不喜欢枯燥的理论讲解。素质目标知识目标能力目标教学目标1 .通过对呼叫器的深入了解，培养学生利用科学技术改造生活、服务社会的意识。2 .通过矩阵键盘功能的实现，培养学生严谨、求实的科学态度和思维方式。3 .通过软硬件设计培养学生的标准意识、规范意识、勇于实践的劳动精神和精益求精的工匠精神。1 .掌握矩阵式键盘的工作原理与接口连接。2 .掌握C语言开关语句switchcase的使用。3 .掌握单片机矩阵键盘接口的程序设计方法。L能够根据设计要求，选择参数、性能合理的电子元器件，使用ProteU

23、S进行硬件电路仿真设计。2 .熟练使用C语言开关语句switchcaseo3 .熟悉单片机矩阵键盘接口的程序设计方法。教学重难点重点矩阵式键盘结构原理及应用。难点矩阵键盘扫描程序设计方法教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图J-WHIA-呼叫累球n设计课中呼叫阳啾”设计呼叫系统漏将与运行呼叫器设计与实现三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动项目引入项目任务：设计制作以MCS-51单片机为主控芯片，外接矩阵键盘、数码管显示电路，通过编程实现按键识别和状态

24、信息显示等功能的呼叫器控制系统。职教云讨论：呼叫器的种类及应用？归纳分享：呼叫器的种类及功能介绍片段职教云发起头脑风暴：引导学生思考：呼叫器的控制如何实现？查阅也回帖：结合自己的所见所用，或手机上网查阅答案，参与讨论回帖。参与头脑风暴：呼叫器的控制如何实现？通过创设情境，把学生引入项目学习。课堂上通过网上搜索相关资料，激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产职教云/实物/极域课堂生对新知识的渴望，同时培养学生勤于思考的好习惯。呼叫器整体方案设计启发引导：启发学生分组完成任务分析讨论，确定设计总体方案。归纳总结：教师总结呼叫器控制系统的功能模块组成，确定系统整体设计方案。讨论&分享：学生组内讨

25、论，分享设计方案。聆听&记录：学生明确系统方案。任务分析，能有效培养学生勤于思考，敏于发现，勇于发言，敢于表达的习惯。PPT/职教云回顾强化数码管动杰显示控制I.14JOtt职教云提问：数码管动态显示原理？演示分析：数码管动态显示控制。阅读记录&回答：阅读教材147：数码管动态显示相关内容并做好记录，并完成抢答。学生同步观看或操作，掌握数码管动态显示控制。结合实物或仿真实例教师进行相关知识的讲解Proteus/PPT/职教云J-JJJJnrIBS.Illlll,D,DSDDiDIIIDl%I1/0(2)所谓动杰扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用

26、，使人的感觉好像各位数码项目分析项目实施管同时都在显示。新知引入:1.矩阵键盘结构项目实施播放微课视频：帮助了解矩阵键盘的结构教师讲解：矩阵键盘结构辅助讲解提出问题：独立式键盘和矩阵键盘的区别及各自的特点是什么？4X4的矩阵键盘将16个按键排成4行4列，第一行将每个按键的一端连接在一起构成行线，第一列将每个按键的另一端连接在一起构成列线，这样便一共有4行4列共8根线，将这8根线连接到单片机的8个I/O口上，通过程序扫描键盘就可检测16个键。任务h绘制呼叫器系统设计方案组成框图硬件方案设计：呼叫器硬件系统组成框图学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能培养结合独立式键盘和矩阵键盘的结构

27、及应用分析二者的区别及各自的特点。小组内展开讨论。并做好记录。微课辅助分析，让学生更直观了解矩阵键盘的结构，解决教学重点。PPT/职教云组织讨论：职教云发起讨论,请各小组讨论完成呼叫器系统硬件方案设计。任务发布：绘制呼叫器系统小组讨论：组内讨论呼叫器系统硬件设计方案，把设计方案上传职教云。动手绘制：呼叫器系统硬1.电路设计能有效地考查学生创造性思维能力，分析综合能力以及知识PPT/职教云电源电路按键输入电路时钟电路数码管显示项目实施呼叫器硬件系统伤任务2:呼叫器系统软件设计项目实施switchcase多分支选择语句returnNbreak、continue语句硬件设计方案组成框图。教师点评：对

28、各小组设计方案做点评，充分肯定学生的成果，总结确定呼叫器系统硬件电路设计方案。Proteus绘制硬件仿真电路图重点：独立式键盘接口电路、LED接口电路。电源电路仿真默认。教师讲解C语言相关知识应用能力。2.小组讨论培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。通过Proteus仿真电路设计，加深学生对呼叫器电路的应用设计。学生同步实践，建构新的知识与技能培养Proteus/PPT/职教云通过C语言知识的学习，加强学生软件设计的能力PPT/职教云聆听&记录：跟随老师一起学习并在相应的活页式讲义中做好记录。聆听&记录：跟随老师一起学习并在相应的活页式讲义中做好记录。件设计方案组成框图。汇报方案：

29、小组代表汇报方案设计。跟我做一同步实践：在Proteus中完成汽车转向灯系统电路仿真设计。矩阵式键盘的按键识别方法1.全键盘扫描程序算法及流程图2.键位确定程序算法及流程图：播放微课视频：矩阵键盘程序设计方法教师分析系统软件组成及实现方法，并引导学生分析程序算法及流程图学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能培养；分析程序算法，讨论并确定软件系统方案，并画出流程图；编写项目软件程序，并实现项目功能。微课辅助分析，让学生更直观了解矩阵键盘程序设计方法，通过讨论分析，让学生熟悉选择结构程序的编写，解决教学难点。PPT/职教云/Keil项目评价功能考核：根据项目评分细则，对学生作品进行项目

30、功能考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目项目考核：进行项目考核并记录成绩，并记录典型问题测睑发布：引导学生完成职教云课堂测验题目完成考核：完成任务考核完成测验：在职教云中独立完成课堂测验，将还存在疑问的题目记录下来通过准确合理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性职教云总结反思学生任务完成情况和存在问题分析与解决考核反馈：对任务完成度进行评价，充分鼓励学生的实践结果，同时对学生存在的问题进行反馈。学生反思总结，跟随老师汇总归纳本堂课的知识以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，促使学生加深对所学知识的理项目拓展总结：总结本节学习内容，加深学生对新知识的理解。内容，加深对新知识的理解和

31、记忆。解和记忆，培养其综合概括能力。令课后任务-理论&实操理论知识点测试：课后测验实操：呼叫器实物制作课后跟踪：了解学生对本堂课知识的掌握情况，对个别同学予以单独指导作业发布：1 .通过职教云平台发布课后知识点测试作业。2 .实物制作：分组完成，每组学生去实训室制作呼叫器，并强调注意安全。3 .安排学生做好实训室清洁卫生。课后指导：及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导。1 .完成职教云上的课后作业。2 .以小组为单位分工协作完成呼叫器系统实物制作与调试。3 .使用示例代码在制作的呼叫器系统进行功能验证。4 .将遇到的问题记录下来及时向老师进行咨询。课后实践使教师及时了解学生学习情况，利于老师切准学生“脉搏”，把握教学进程。职教云教学反思