任务三 制作LED 灯控电路（教案）-《单片机技术及应用(第4版)》(高等教育出版社) 同步精品课堂

《单片机技术及应用（第4版）》 (高等教育出版社)教案 课 题 任务三 制作LED 灯控电路 课 型 理论 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节为单片机实践课程的基础操作章节，聚焦 “LED 灯控电路制作” 主题，系统讲解 LED 特性（单色 / 双色、贴片 / 普通）、测量方法（指针式 / 数字万用表）、电路制作流程（原理图绘制→元件布局→焊接→测量）。教材采用 “知识准备→工具材料→任务实施→扩展认知” 递进式结构，通过 “数字万用表二极管挡位图”“LED 电路原理图”“实物图” 等图表及 “焊接顺序”“电流测量” 等实操指导，将抽象特性（如正向电流限制）与实践操作深度融合。作为单片机控制 LED 的前置环节，衔接 “最小系统搭建” 内容，为后续学习单片机编程控制 LED 亮灭、闪烁等功能提供硬件支撑，是培养学生电子电路设计与实践能力的关键章节。 学情分析 学生已掌握基础电子元件（如电阻、二极管）的识别与简单测量，但对 LED 的特性（正向压降约 2V、工作电流 10-20mA）及专用测量方法（万用表 R×10k 挡 / 二极管挡的使用）认知较浅；部分学生接触过基础焊接操作，但对 Protel DXP 绘制原理图、元件布局规范性（如限流电阻的作用）缺乏经验，易混淆 LED 正负极（如贴片 LED 的极性标志）；焊接时可能出现虚焊或极性错误，测量电流时对万用表挡位选择（100mA 挡）易出错。需通过 “万用表测 LED”“原理图绘制” 等实操，结合 “LED 电气符号”“实物图” 等直观工具，强化理论与操作关联，突破极性判断、电路调试的认知瓶颈，提升电路制作与问题解决能力。 学习目标 知识目标： 1. 掌握发光二极管的测量方法 2. 学会使用 Protel DXP 2004 绘制 LED 灯控电路原理图。 技能目标： 1. 能够完成 LED 灯控电路板的制作，包括元件测量、焊接和电路测量。 2. 了解发光二极管的外形和特点。 情感目标： 提升职场竞争力与可持续发展能力，通过持续学习保持专业优势与行业竞争力。 学习重难点 重点： 1. 发光二极管的测量方法和特点。 2. LED 灯控电路原理图的绘制和电路板的制作流程。 难点： 1. 理解发光二极管的正向压降和正向电流特性。 2. 正确进行 LED 灯控电路板的焊接和电路测量。 教学方法 案例分析、讲授法、小组讨论法 课前准备 1.查找相应网站资料，课堂演示使用。 2.学生课前预习。 教学媒体 电子课件、多媒体视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 【课程导入】 在电子电路中，LED 灯控电路是一个基础且实用的电路。通过制作 LED 灯控电路，我们可以深入了解发光二极管的特性和应用，掌握电路板制作的基本技能。 【新知识传授】 · 知识准备 (1) 发光二极管的测量方法 - 指针式万用表 发光二极管的正向电阻比普通二极管正向电阻大，一般为 10kΩ 数量级，反向电阻在 500kΩ 以上。 发光二极管的正向压降比较大，如果用万用表 R×1k 以下各挡，因表内电池仅为 1.5V，不能使发光二极管正向导通并发光。一般用 R×10k 挡（内部电池是 9V）进行测试，这样可测出正向电阻，同时可看到发光二极管发出微弱的光。 (2) 发光二极管的测量方法 - 数字万用表 数字万用表的 “二极管” 挡能够提供 3V、1mA 电源，所以可直接测发光二极管的正向导通压降，一般在 2V 以下，此时管子会发微光。 将数字万用表置于 “二极管” 挡，将两只表笔分别互换测量两次，正常的发光二极管测量时应有一次可发出微光，此时红表笔所接的为发光二极管的正极，黑表笔所接的为发光二极管的负极。 (3) 工具及材料准备 2.引导学生带着问题去课本寻找答案，明确本节课的学习内容。 3.展示本讲学习目标。 1. 接收并查看本节课堂任务书。 2. 了解学习目标，带着目标进行学习。 3. 观察生活中常见的多媒体信息形式，思考其背后的技术支撑。 4. 针对教师给出的问题，初步发表个人见解。 5. 目标明确：跟随教师引导，明确本节课学习目标。 1.以提问的方式导入课程，让学生带着问题有针对性的进行学习。 2.通过任务实施，调动学生积极性。 活动二： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 · 任务实施 (1) 绘制电路原理图 新建一个原理图文件。在元件库 “Miscellaneous Devices.IntLib” 中找出电阻 “RES2”、发光二极管 “LED0”， 在元件库 “Miscellaneous Connectors.IntLib” 中找出 “Header 2”“Header 8”，将找到的元件放置到工作区中。 (2) 绘制元件布局图与测量元件 按照布局图排列元件。选择元件，用万用表检测元件的好坏，按照顺序插装元件。 (3) 焊接电路 焊接顺序依次为发光二极管→金属膜电阻→排针→电源插座。 (4) 电路测量 1　 +5V 电池盒与 LED 灯控电路的电源端相连，将万用表置于电流挡（100mA 挡）， 2　 将红表笔接在 I/O 口的每一端， 3　 黑表笔接地，测量 LED 导通时的电流值，并观察每个 LED 发光强弱程度。 2. 教师操作演示 3. 引导学生带着问题去课本寻找答案，明确本节课的学习内容。 1. 阅读探究：阅读课本相关内容，探究多媒体技术的产生背景。 2. 概念理解：理解多媒体、多媒体技术和多媒体系统的定义，并尝试用自己的话复述。 3. 要点记录：记录多媒体技术强调的要点，加深理解。 1. 了解学生现有知识储备。 2. 巩固练习。 活动三： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 · 认识发光二极管 (1) 外形（普通发光二极管） 发光二极管（LED）可以发出白、红、黄、绿和蓝等颜色的光，按照发光颜色数多少不同可分为单色和双色发光二极管两大类。 3 个引脚的发光二极管为双色发光二极管，其中一脚为公共端，另外两个引脚加不同的电压可以显示不同的颜色。 (2) 外形（贴片发光二极管） 贴片二极管正面发光部分由透明材料制成，标有极性标志，正面有色点的一端为发光二极管的负极。 · 发光二极管内部结构 是一个 PN 结，只是导通电压比较高，约为 2V。 当给发光二极管加上一定正向电压后，就会有电流流过管子，同时向外发光。根据半导体材料不同，可以发出不同颜色的光。一般 LED 的正向电流为 10 ~ 20mA。当电流超过 25mA 后，亮度几乎不随电流的增加而增加，但是超过 30mA 后，就有可能烧坏 LED。 2. 教师操作演示 3. 引导学生带着问题去课本寻找答案，明确本节课的学习内容。 1. 应用列举 2. 影响分析 3. 创新思考 1. 引导学生主动思考，发散思维，参与课堂。 2. 培养学生发现问题，解决问题的能力。 3. 了解相关知识。 4. 辩论形式让学生参与并归纳总结。 活动四： 巩固练习 素质提升 【随堂检测】 1　 用指针式万用表测量发光二极管时，应使用哪个挡位？ 2　 LED 灯控电路板的焊接顺序是什么？ 3　 发光二极管的正向电流范围是多少？超过多少可能烧坏 LED？ 4　 数字万用表测量发光二极管时，如何判断正负极？ 【分组讨论】 讨论如何提高 LED 灯控电路的发光均匀性。分析不同颜色发光二极管的正向压降和正向电流是否有差异。 1. 答案交流 2. 话题讨论 3. 效率分析 4. 挑战探讨 5. 总结汇报 知识检测与巩固 课堂小结 作业布置 课堂小结 作业布置 复习本节课内容，预习下节课内容。 板书设计 1. 知识准备 2. 任务实施 3. 认识发光二极管 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$