10.3智能家居-环境监测系统（教案）-《单片机技术与应用》同步教学（电子工业版）

授课类型 新授课 授课班级 课题名称 项目十 环境监测站 10.3智能家居-环境监测系统 教学目标 知识目标 1.掌握综合运用数码管和温度传感器、湿度传感器，气体传感器显示数据的方法 2.掌握单片机AD采集温度传感器的方法 能力目标 能编程实现环境检测站功能，综合实现温度、湿度和气体采集 情感目标 1.培养谦虚、好学、勤于思考、认真做事的良好习惯：严谨的开发流程和正确编程思路 2.培养团队协作能力：有效沟通、取长补短、互相帮助、实现共赢 3.提升自我展示能力：能表达、会表达、善表达等综合能力 4.培养自我学习能力：利用书籍或网络上的资料帮助解决实际问题 教学重点 掌握单片机AD采集温度传感器的方法 教学难点 根据项目要求识读硬件电路图、按要求接线并实现电路功能。 教法学法 项目驱动、演示、边讲边做、自学探究等 教学手段 问题讨论法、讲授法、任务驱动法等 教学资源 PPT、课堂任务单、实操视频、教学示范 学情分析 使用教材 《单片机技术及应用》 教学环节 （时间分配） 教学内容及教师活动 学生活动 教学意图 教学手段 项目概述 任务解读 （20min） 1.智能家居-环境监测系统的了解 由“有了智能家居系统，利用先进的物联网技术、网络通信技术、智能控制技术、传感器技术等技术，可以对环境进行检测、家电控制、楼宇对讲等结合为一体”导入新课：智能家居-环境监测系统的基本原理。归纳生活中各类智能家居系统中用到环境监测系统，其应用价值、分类和场景，交待本项目关注的对象 设问：智能家居-环境监测系统的核心原理是什么？ 观察“单元阐述”所示，关注“如何实现电路发声”的问题讨论作答； 关注教师进一步讲解智能家居-环境监测系统的核心原理是什么。 通过学生对智能家居-环境监测系统原理的认识，激发学生的学习兴趣，引导学生学习单片机相关的知识。 PPT2 2.阐述“智能家居-环境监测系统的知识目标、技能目标、职业技能目标” · 职业技能目标 能根据任务要求，认真查阅相关资料，掌握温度、气体、湿度传感器的采集原理； 能根据功能需求，熟练编写单片机程序，完成对温度、气体、湿度传感器的数据采集并通过数码管显示数据。 听讲解的过程中同步观察、了解本次项目的学习目标。 使学生建立对项目、任务的清晰深刻的印象。 PPT3 3.说明本次项目的“任务描述与要求”： XX智能家居根据市场需求调研结果，决定为客户定制一款智能家居系统，要求能够实现对该家庭内部的智能环境（温度、湿度、气体）检测，并将检测后的数据进行处理后通过数码管显示。第三期开发计划要求通过单片机和A/D转换芯片对温度、气体、湿度传感器的数据进行采集通过数码管显示。 · 任务要求： 1) 应用温度、湿度、气体传感器工作原理。 2) 编写单片机程序，完成对温度、湿度、气体传感器的数据采集。 听讲解的过程中了解本次项目的任务描述与要求。 使学生建立对项目任务的清晰深刻的印象。 PPT5-6 4. 根据所学相关知识， 请学生制订完成本次任务的实施计划。 开始制定“实施计划” 使学生了解完成项目的步骤应该从做计划开始。 PPT8 知识储备 （80min） 1.智能家居环境监测系统（15min） 智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。 结合教师引领，通过讨论学习，深入理解智能家居环境监测系统的工作原理。 使学生掌握智能家居环境监测系统的工作原理。 PPT11 2.智能家居环境监测系统的层次结构（15min） 结合教师引领，通过小组讨论与总结，深入理解智能家居环境监测系统的层次结构。 使学生掌握智能家居环境监测系统的层次结构，为后续编程打下基础。 PPT13 3.硬件框图（20min） 结合教师引领，通过实际操作，深入理解本次项目使用智能家居环境监测系统的硬件框图。 使学生对智能家居环境监测系统有哪些硬件留下清晰深刻的印象。 PPT15-16 4.关键程序讲解（20min） 对关键程序进行讲解说明。 结合教师引领，通过实际操作，深入学习智能家居环境监测系统的关键程序。 使学生对智能家居环境监测系统的关键程序建立初步的概念。 PPT19 5.流程图（10min） 结合教师引领，通过实际操作，深入了解智能家居环境监测系统编程的流程图。 使学生建立对单片机流程图有初步的认识。 PPT21 任务实施 （60min） 1.硬件连接 按照PPT硬件连接的示意图，连接好硬件。 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 了解软件安装步骤，掌握连接硬件的操作要点 PPT25 2.建立工程 指导学生按照教材或者PPT操作步骤新建工程文件，并正确地配置文件，然后新建文件，保存完毕后添加C文件。 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 明确本任务的相关步骤，理解本任务实现思路。 PPT27 3.编写程序 编写程序完成传感器数据的收集显示。 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 引导同学对软件编写程序进行初步体验。 PPT29 4.编译下载 程序编译，编译无误后，通过ISP进行下载。 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 了解程序下载步骤，掌握烧写单片机程序的操作要点。 PPT 31 5.查看结果 将程序下载到单片机，在数码管上查看结果。 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 查看结果，调试程序，掌握烧写单片机程序的操作要点。 PPT 33 项目检评 总结拓展 （20min） 1.采用任务引领+思维导图方式，通过对温湿度传感网、气体传感器、ADC理论知识的学习，熟练掌握单片机的编程方法并最终完成单片机和A/D转换芯片对温度、气体传感器的数据进行采集并将结果显示在数码管上。 · 知识学习 智能家居-环境监测系统的层次结构相关知识。 · 技能学习 搭接硬件、下载程序、实现功能。 2. 自行编写代码，完成智能消防车功能： 1) 通过气体、温度传感器获取烟雾报警信息，当浓度和温度高于固定值后，报警发声后在数码管上提示相关内容。 2) 通过键盘按键，消除报警信息。 积极回顾复习，积极作答，加深理解。 强化对本次所授内容的理解，建立知识体系，强化重难点的理解。 PPT 37-39 课后反思 学科网（北京）股份有限公司 $$