任务三 单片机控制LED个性化流水彩灯（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个性化流水彩灯 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” 项目的高阶实践章节，聚焦 “数组驱动个性化流水控制” 核心目标，系统讲解数组（一维 / 二维 / 字符型）的定义、引用及在单片机编程中的应用（如code table[]存储 LED 花样数据）。教材采用 “知识准备（数组概念）→实践流程（流程图绘制→编程→仿真→验证）” 递进结构，通过table数组实例（含正向流水、反向流水、闪烁等状态），将抽象的数组操作与 “按指定花样显示” 需求深度融合。作为衔接 “基础流水灯” 与 “复杂多模式控制” 的关键环节，本节通过数据结构化编程（用数组管理状态）培养学生模块化设计能力，为后续学习音乐流水灯、传感器联动等复杂任务奠定数据存储与调用的技术基础，是提升单片机程序设计灵活性与扩展性的核心章节。 学情分析 学生已掌握单片机控制基础流水灯的编程（如位运算、循环延时）及 C 语言基础语法（变量、循环结构），但对数组（尤其是 ROM 数组）的定义、存储与调用（如table[]数组存储 LED 花样数据）理解较浅；部分学生能完成单状态控制，却难以将 “数组索引递增”（i++）与 “LED 花样顺序切换” 关联，对 “数据驱动” 编程思路（通过数组存储状态实现个性化控制）认知模糊。软件操作中，虽熟悉 Keil 与 Proteus 基础，但面对多状态数组（如table含 20 + 个状态值）时，易因数组越界（i未重置）或数据类型错误（未用code修饰 ROM 数组）导致仿真异常。需通过数组定义示例（一维 / 二维）、流程图及 “数组设计 - 代码编写 - 效果验证” 实践，强化结构化数据存储与调用能力，突破个性化流水灯程序设计的逻辑瓶颈。 学习目标 知识目标： 1. 理解数组（一维、二维）的定义、引用及相关注意事项。 2. 掌握使用数组实现 LED 个性化流水彩灯的编程思路。 3. 学会绘制个性化流水灯的程序流程图。 技能目标： 1. 能够编写、编译控制 LED 个性化流水的程序代码。 2. 完成仿真调试和程序下载验证功能。 情感目标： 增强技术应用与实操能力，在专业领域实践中熟练掌握核心技能与操作流程。 学习重难点 重点： 1. 数组的定义、引用和赋值方法。 2. 利用数组实现 LED 个性化流水的编程思路。 3. 程序流程图的绘制、代码编写、仿真调试和程序下载。 难点： 1. 理解数组在存储和控制流水花样数据中的应用。 2. 根据编程思路准确编写程序代码。 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】 在之前的学习中，我们掌握了单片机控制 LED 单向流水彩灯的方法。现在，我们要制作一个更具特色的个性化流水彩灯，它能按照我们在单片机程序中指定的流水花样顺序显示。 【新知识传授】 · 知识准备 (1) 数组概述 所谓数组，就是指具有相同数据类型的变量集，并拥有共同的名字。数组中的每个特定元素都使用下标来访问。数组由一段连续的存储地址构成，最低的地址对应第一个数组元素，最高的地址对应最后一个数组元素。 数组按照维数可分为一维、二维、三维和多维数组，常用的是一维和二维数组； · 标识符：数组的名称 · 数组元素：数组中存放的数据 · 元素下标：对数组元素进行编号，数组下标从0开始，数组中的每个元素都可以通过下标来访问 · 元素类型：数组元素的数据类型 (2) 一维数组 表达形式如下： 数据类型 数组名[常量表达式]; 方括号中的常量表达式称为数组的下标。C 语言中，下标是从 0 开始的。例如： unsigned int a[3]; 这里定义了一个无符号的整型数组 a，它有 a [0] ~ a [2] 共 3 个数组元素，每个元素均为无符号整型变量。 · 注意事项 ① 数组名与变量名一样，必须遵循标识符命名规则，数组名不能与其他变量名相同。 ② 数据类型是指数组元素的数据类型，所有元素的数据类型都是相同的。 ③ 常量表达式必须用方括号括起来，指的是数组的元素个数（又称数组长度），它是一个整型值，其中可以包含常数和符号常量，但不能包含变量。 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】 · 知识准备 (1) 二维数组 表达形式如下： 数据类型 数组名[常量表达式1][常量表达式2]; unsigned int a[2][3]; 该数组中第一下标表示行，第二下标表示列，因此它是一个 2 行 3 列的数组，各数组元素的排列如下： a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[1][0] a[1][1] a[1][2] · 二维数组（赋值方法） ① 按存储顺序整体赋值 例如： unsigned int a[2][3] = {0, 1, 2, 3, 4, 5}; ② 按行分段赋值，这种方法更加直观 例如： unsigned int a[2][3] = {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}}; (2) 字符型数组 用来存放字符的数组，每一个数组元素就是一个字符。与整型数组一样，字符型数组也可以在定义时进行初始化赋值。例如： char c[5] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}; 该语句定义了一个字符型数组，它共有 5 个元素，每个元素均为字符型变量。当对全体数组元素赋值时，也可以省略数组长度说明，例如： char c[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}; 这时数组长度将自动定义为 5。 若要在数组中存放一个字符串，可采用如下两种方法：char c[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; 或者写成更简洁的形式：char c[] = "Hello"; 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】 · 绘制程序流程图 (1) 编程思路 创建一个 ROM 数组，将要显示的流水闪烁的花样数据存储在该数组中，使用时从该数组中将数据依次取出，由 P1 口输出控制 8 个发光二极管 LED1 ~ LED8 按照某一规律闪烁，直到数组中的数据全部取出，然后再重复上述过程使 LED 灯继续流水闪烁。用延时函数控制流水灯的流水速度。 (2) 启动与设置 ①启动流程图绘图软件 Diagram Designer，设置图纸大小为 A4。 (3) 拖取与调整 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。 (4) 输入文本 ③ 在流程图符号框中输入内容，添加说明文字， ④ 使用工具栏中的指向线连接各框图符号。 (5) 连接与保存 ⑤ 保存该程序流程图（文件名为 “个性化流水灯.DDD”）。 · 编程（创建工程与源文件） ① 启动 Keil uVision2，新建一个工程文件 “个性化流水灯.uV2”。 ② 新建一个 C51 源程序文件“个性化流水灯.C”，编写如下的 C 源程序代码。 //个性化流水灯，文件名：个性化流水灯.c #include <reg51.H> #define uchar unsigned char uchar code table[] = {     0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f,     0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f,     0x7f, 0xbf, 0xdf, 0xef, 0xf7, 0xfb, 0xfd, 0xfe,     0x7f, 0xbf, 0xdf, 0xef, 0xf7, 0xfb, 0xfd, 0xfe,     0x00, 0xff, 0x00, 0xff,0x01}; uchar i; void delay(uchar ms); void delay(uchar ms) {     uchar i, j;     for (i = 0; i < ms; i++)         for (j = 0; j < 125; j++);} void main(void) {     while (1) {         if (table[i] != 0x01) {             P1 = table[i];             i++;             delay(200);         } else {             i = 0;         }     }} 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　 请简述数组的定义和特点。 2　 一维数组定义时，常量表达式有什么要求？ 3　 二维数组赋值有哪两种方法？ 4　 在绘制个性化流水灯程序流程图时，第一步是什么？ 5　 说明一维数组和二维数组的区别。 【分组讨论】 分组讨论，讨论如何设计更多独特的流水花样数据存入数组。分析数组在存储大量流水花样数据时可能遇到的问题及解决办法。 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. 工具与材料准备 3. 绘制程序流程图 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 $$