5.1单片机矩阵键盘操作（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 项目五 电子密码锁 5.1单片机矩阵键盘操作 教学目标 知识目标 1.了解矩阵键盘的工作原理 2.掌握I/O口作为输入输出时的使用方法 3.掌握矩阵键盘的行扫描法和高低电平反转法 能力目标 1. 能编程实现矩阵键盘的扫描 2. 能使用矩阵键盘与数码管静态显示综合应用 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 1.掌握I/O口作为输入输出时的使用方法 2.能使用矩阵键盘与数码管静态显示综合应用 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 项目导入 （20min） 1.阐述“单片机控制电子密码锁的知识目标、技能目标、职业技能目标” · 知识目标 了解矩阵键盘的工作原理；掌握I/O口作为输入输出时的使用方法；掌握矩阵键盘的行扫描法和高低电平反转法。 · 技能目标 能编程实现矩阵键盘的扫描；能使用矩阵键盘与数码管静态显示综合应用。 · 职业技能目标 能根据任务要求，认真查阅相关资料，掌握单片机矩阵键盘与数码管静态显示基本原理；能根据功能需求，熟练编写单片机程序，完成单片机对矩阵键盘的操作功能。 听讲解的过程中同步观察、了解本次项目的学习目标，熟悉本项目需要掌握哪些内容，准备好哪些实验器材。 使学生建立对项目、任务的清晰深刻的印象。为后续学习本项目做好知识准备、技能准备、硬件准备。 PPT 2-14 2.说明本次项目的“任务描述与要求”： XX公司决定研发一款新产品——电子密码锁，要求能够实现以单片机为控制器,利用键盘输入密码，显示器进行验证结果。该新产品第一期开发计划要求按键输入，单片机获取键值并在数码管上显示。 · 任务要求： （1）运用单片机I/O原理、矩阵键盘工作原理。 （2）编写单片机程序，使用行扫描法，判断是否有键按下，如果有某个键按下则在一个数码管上显示该按键的键值，比如按下“1”号键时在数码管上显示“1”，按下“2”号键时显示“2”。 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。 PPT 15-16 3.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。 PPT18 知识储备 （60min） 1.矩阵键盘概述（10min） 矩阵式键盘(也称行列式键盘)适用于按键数量较多的场合,它由行线和列线组成,按键位于行、列的交叉点上。矩阵式键盘实物图如PPT所示。 PPT 22-24 2.矩阵键盘的内部结构（10min） 矩阵键盘电路中，行线ROWx接单片机的I/O口，列线COLx也接单片机的I/O口，同时列线COLx通过电阻接正电源（即接上拉电阻）。 PPT 26 3.矩阵式键盘的识别方法（10min） · 行扫描法 · 高低电平翻转法 PPT 28 4.矩阵式键盘识别的程序流程图（10min） 主函数流程图如右图，在程序流程图中判断“有键接下”，“延时10ms”和判断“同一按键按下”构成了软件消抖，以确认是否有键按下，即通过延时，错过抖动期，就能消除抖动干扰。 PPT 33 5.主要程序讲解（20min） 按照逐行扫描的流程图，讲解主要程序。 PPT 35-36 任务实施 （80min） 1.硬件连接 键盘模块与单片机模块的接线如PPT所示。 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 PPT40 2.建立工程 建立工程，在代码区内编写程序。 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。 PPT42 3.编写程序 参考程序如PPT或者教材所示。 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。 PPT 44-45 4.编译下载 进行程序编译，编译无误后，通过ISP进行下载，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 了解程序下载步骤，掌握烧写单片机程序的操作要点。 PPT47 5.查看结果 在数码管上查看结果。键按下则在一个数码管上显示该按键的键值，按下“1”号键时在数码管上显示“1”，按下“2”号键时显示“2”，以此类推。 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。 PPT49 项目检评 总结拓展 （20min） 1.采用任务引领+思维导图方式，通过对单片机定时器、数码管静态显示相关内容的学习，熟练掌握单片机定时器中断程序编写原理；并可以较好的完成程序编写，最终实现单片机获取按键的键值并在数码管上显示。 · 知识学习 矩阵键盘的基本原理，内部机构。 · 技能学习 矩阵键盘程序代码编写。 2.任务拓展 参考本任务相关理论知识，自行设计代码，完成如下功能： 数码管动态扫描、矩阵键盘反转法完成该项目任务。 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 50-55 课后反思 学科网（北京）股份有限公司 $$