任务二 单片机控制LED 单向流水彩灯 （3）（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 单片机控制LED 单向流水彩灯 （3） 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 “LED 流水彩灯” 项目的进阶优化章节，聚焦 “单向流水灯程序优化” 核心任务，系统讲解三种优化方法（循环移位函数、for 循环结构、位操作 + 选择结构）的实现逻辑，涵盖 C51 头文件函数（INTRINS.H 的_crol_）、循环程序结构（for/while 执行流程 ）、位操作（左移 / 或运算）及选择结构（if/if-else 逻辑）。教材采用 “问题提出（改变速度 / 方向）→方法探究（三种优化）→实践验证” 递进结构，通过移位示意图、流程图及代码示例（如循环左移函数调用），将抽象的程序优化与具体 LED 控制需求深度融合。作为衔接 “基础流水灯实现” 与 “复杂花样控制” 的关键环节，为后续学习双向流水、多模式切换等任务提供编程优化技术支撑，是培养学生单片机程序设计逻辑与代码优化能力的核心章节。 学情分析 学生已掌握单片机控制单 LED 闪烁的基础操作（如 Keil 编程、Proteus 仿真）及 C 语言基础语法，但对多 LED 流水控制的位运算（如循环左移函数_crol_）、循环结构（for/while 语句）及程序优化逻辑（如通过移位函数简化代码）理解较浅；部分学生能完成简单流程图绘制，但对 “循环左移流程图”与优化代码的对应关系（如移位次数与 LED 状态变化）认知模糊；多软件协同操作（Diagram Designer 流程图绘制→Keil 编程→Proteus 仿真）易因步骤遗漏（如头文件 INTRINS.H 未包含）导致调试失败。需通过循环移位示意图、流程图实例及 “优化 - 仿真 - 对比” 实践，强化程序优化意识与逻辑编程能力，突破循环结构应用与位运算优化的认知瓶颈。 学习目标 知识目标： 1. 掌握改变彩灯流水速度和方向的方法。 2. 学会使用不同方法优化控制 LED 单向流水的程序。 技能目标： 1. 理解循环移位函数、循环程序结构和位操作与选择程序结构在流水灯程序中的应用。 2. 能够绘制相应的程序流程图并编写优化后的程序代码。 情感目标： 掌握本专业核心知识与技能，具备自主学习和知识迁移能力，形成终身学习习惯。 学习重难点 重点： 1. 三种优化程序方法的编程思路。 2. 循环移位函数、for 语句、while 语句、基本 if 语句和 if…else… 语句的使用。 3. 绘制优化程序对应的流程图。 难点： 1. 灵活运用不同方法优化程序以实现特定功能。 2. 理解位操作和选择程序结构实现流水效果的原理。 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】 在之前我们已经学会了单片机控制 LED 单向流水彩灯的基本实现方法，现在我们来进一步探讨如何改变彩灯的流水速度和方向，以及思考程序是否可以优化。 【新知识传授】 · 方法 1—— 用头文件中的循环移位函数优化程序 (1) 编程思路 C51 内置头文件 INTRINS.H 中的函数_crol_可以完成循环左移操作（向左移动 1 位，最高位数据移至最低位处），因此可以更简洁地完成流水显示操作。如图所示。 (2) 绘制流程图 ① 启动流程图绘图软件 Diagram Designer，设置图纸大小为 A4。 ② 从右侧的标准框图符号库中拖取所需的框图符号，调整其大小和位置。③ 在框图中输入文本。 ④ 用指向线连接框图符号。 ⑤ 保存该程序流程图（文件名为 “循环左移函数实现的流水灯.DDD”）。 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】 · 方法 2—— 用 for 循环程序结构优化程序 (1) 编程思路 用位操作和循环程序结构实现流水显示效果。用 for 语句控制移位的次数，移完 8 次后重新赋值。 for 语句可以使程序按指定的次数重复执行一个语句组。 (2) 知识准备——for 语句 首先在初始化表达式中设置循环变量的初始值，然后求解条件表达式的值，如果其值为 “真”，则执行 for 后面的语句；如果为 “假”，则跳过 for 循环语句；如果条件表达式为 “真”，则在执行完指定的语句组之后，执行增量表达式。 · while 语句 while 语句的执行过程如图所示： 首先判断条件表达式是否为 “真”，若为 “真”，则执行循环体中的语句组；否则，跳出循环体，执行后面的操作。 (3) 绘制流程图 ① 启动流程图绘图软件 Diagram Designer，设置图纸大小为 A4。 ② 从右侧的标准框图符号库中拖取所需的框图符号，调整其大小和位置。 ③ 在框图中输入文本。 ④ 用指向线连接框图符号。 ⑤ 保存该程序流程图（文件名为 “循环左移函数实现的流水灯.DDD”）。 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】 · 方法 3—— 位操作和选择程序结构实现 · (1) 编程思路 ① P1 口输出一个 8 位二进制数 11111110，将 LED1 点亮。 ② 延时一段时间，使用位操作中的左移命令左移 1 位（高位溢出，低位补 0） ③ 使用或运算将最低位置 1，然后继续进行延时和位运算操作，如图所示。 ④ 延时结束后，使用 if 语句判断 P1 口数据是否为 01111111（即最高位是否为低电平），如果为 01111111 说明已经完成了 7 次移位操作，此时将 P1 口数据重置为 11111110（最低位为低电平）。 (2) 绘制流程图 ① 启动流程图绘图软件 Diagram Designer，设置图纸大小为 A4。 ② 从右侧的标准框图符号库中拖取所需的框图符号，调整其大小和位置。 ③ 在框图中输入文本。 ④ 用指向线连接框图符号。 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　 C51 内置头文件 INTRINS.H 中的_crol_函数有什么作用？ 2　 for 语句的执行过程是怎样的？ 3　 在方法 3 中，使用位操作左移后为什么要进行或运算？ 4　 while 语句的执行过程是怎样的？ 5　 阐述使用位操作和选择程序结构实现流水显示的具体操作流程。 6　 说明 for 语句的执行过程。 【分组讨论】 分组讨论，讨论三种优化方法各自的优缺点和适用场景。思考如何进一步优化程序以实现更多样化的流水效果。 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. 方法 1—— 用头文件中的循环移位函数优化程序 2. 方法 2—— 用 for 循环程序结构优化程序 3. 方法 3—— 位操作和选择程序结构实现 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 $$