任务一 显示一个字符（教案）-《单片机技术及应用》(高教版第四版) 同步精品课堂

《单片机技术及应用》(高教版第四版) 教案 课 题 显示一个字符 课 型 理论 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 任务一为 “数码显示电子表” 项目的基础实践章节，聚焦 “1 位 LED 数码管静态显示字符‘0’” 核心目标，系统讲解数码管结构、静态显示原理及 “测量 - 制板 - 编程 - 验证” 全流程。教材采用 “知识准备（结构→参数→显示方法）→实践流程（测量→电路设计→焊接→编程→仿真）” 递进结构，通过元件清单、电路原理图及编码表，将抽象的数字显示与 I/O 口控制深度融合。作为后续 “多位数码管动态显示” 的基础，本节通过测量极性、焊接模块及字段码编程培养学生硬件调试与软件编码能力，是掌握数码显示技术的关键环节，为复杂数码表设计奠定基础。 学情分析 学生已具备基础电路焊接（如电子密码锁模块）和单片机 I/O 口控制能力，但对 LED 数码管的内部结构（共阴 / 共阳）、静态显示编码及多段同步控制（8 位 I/O 口输出）认知较浅。部分学生能操作万用表检测元件，但测量数码管极性（判断公共端与各段连接）时易因表笔接法错误（红黑表笔混淆）导致误判；焊接 8 个 300Ω 电阻与数码管时，因引脚密集易出现虚焊或短路。编程中，调用编码表（共阳极 0xc0 对应 “0”）与 I/O 口字段码输出（dp~a 位序）常因位序混淆（如 a 段与 g 段顺序错误）导致显示异常。需通过实物图、编码表及 “测量 - 焊接 - 编程 - 仿真” 实践，强化数码管显示的软硬件协同能力，突破静态显示的技术瓶颈。 学习目标 知识目标： 1. 了解 LED 数码管的内部结构、分类和工作参数。 2. 掌握 LED 数码管静态显示方法和编码表的使用。 3. 学会测量 LED 数码管的极性和绘制引脚分布图。 技能目标： 1. 能够绘制 1 位 LED 数码管静态显示模块电路原理图和焊接电路。 2. 完成 1 位 LED 数码管静态显示模块的电路搭接、编程、仿真调试和程序下载验证功能。 3. 尝试完成拓展任务。 情感目标： 培养法治思维与规则意识，在学术研究和职业行为中恪守学术规范与行业准则。 学习重难点 重点： 1. LED 数码管的静态显示原理和编码表。 2. 1 位 LED 数码管静态显示模块电路原理图的绘制和焊接。 3. 基于 LED 数码管的程序编写和调试。 难点： 1. 理解 LED 数码管的共阳极和共阴极编码原理。 2. 根据电路原理图和编码表准确编写程序代码。 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】 在日常生活中，我们经常能看到数码管显示各种数字和字符，它在电子设备中应用广泛。 【新知识传授】 · 知识准备 (1) LED 数码管的内部结构 · LED 数码管内部有 8 个段（其中有一个段是小数点），这 8 段实际上就是 8 个发光二极管，施加正向电压时，发光二极管导通，此时会发出特定色彩的荧光 · 单个 LED 数码管外形和内部结构对应各段为 a、b、c、d、e、f、g 和 dp。 · 将 8 个发光二极管的阴极连在一起，就是共阴极结构的数码管，如果将所有的阳极连在一起，就是共阳极结构的数码管。一位 LED 数码管的 3 脚和 8 脚在内部是连在一起的，通常称为公共端（com）。在各段上施加不同的电压，就可以根据要求显示 0~9 十个数字或指定的字符。 (2) LED 数码管的分类 · LED 数码管的外形尺寸有多种形式，使用较多的是 0.5 in 和 0.8 in，为了使用方便通常将几个 LED 数码管制作在一起，组成一个显示模块，常见的有 1 位、2 位、4 位 LED 数码显示模块 · 多位 LED 数码管的 8 个段在内部连在一起，n 位 LED 数码显示模块就有 n 个公共端用于控制某位 LED 数码管的亮灭；按显示颜色也有多种形式，主要有红色、绿色、黄色和蓝色；按亮度强弱可分为超亮、高亮和普亮。 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) LED 数码管的工作参数 其正向压降为 1.5~2V，额定电流为 10mA，最大电流为 40mA，实际使用时，通常需要串联一个限流电阻（300 Ω），使其实际工作电流不超过 10mA，防止其烧坏。 (2) LED 数码管的静态显示方法 将 LED 数码管的各段从 dp~a 顺次编码，就可以得到 0~9 十个数字的共阳极和共阴极编码表。 · 实际使用时，通常将数码管的八段编码表存放在一个 ROM 数组中，每一位字段码分别从 I/O 控制口输出，保持不变直至 CPU 刷新，就可以显示出相应的字形。 · 静态显示的特点是编程比较简单，但占用 I/O 口线较多，硬件电路复杂，成本高，一般适用于显示位数较少的场合。 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】 · 任务实施 (1) 绘制1位 LED 数码管静态显示模块电路原理图 ① 启动 Protel DXP 2004，新建一个电路原理图文件，其文件名为 “1 位 LED 数码管静态显示模块电路原理图”。 ② 从元件库 “Miscellaneous Connectors.IntLib” 中查找 “Header2”(1 个 I/O 口插座)，拖入工作窗口。 ③ 从元件库 “Miscellaneous Devices.IntLib” 中查找 RES（8 个电阻）拖入工作窗口。 ④ 自制一位数码管 SEG1，存入自制元件库中，然后添加自制元件库，将该元件拖入工作窗口。 ⑤ 绘制如图所示的电路，修改标号和标称值。 ⑥ 保存该文件。 (2) 焊接1位 LED 数码管静态显示模块电路 ① 根据 1 位 LED 数码管静态显示模块电路元件清单，选取元件，用万用表检测元件的好坏。 ② 绘制元件布局图，在万能电路板上按布局图依次进行元件的排列、插装。 ③ 按工艺要求焊接元件，背面用直径为 0.5~1mm 的导线连接，直到所有的元件连接并焊完为止。焊接顺序为金属膜电阻 →LED 数码管 →I/O 口插座 → 电源端口插座 → 连接导线。 (3) 根据电路原理图搭接电路 根据电路原理图（如图所示）用杜邦线搭接电路，LED 数码管静态显示模块的 I/O 口（P2）与最小系统板的 P2 口相连，连接电源和地端，安装电池盒。 · 编程 ① 启动 Keil uVision2，新建一个工程文件 “静态显示一个文字.uV2”。 ② 新建一个 C51 源程序文件 “静态显示一个文字.C”，根据程序流程图，编写如下 C51 源程序代码。 · 编程实现 #include <reg51.h> #define uchar unsigned char // 共阳极数码管编码表unsigned char codeSEG_COD[10] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82,  0xf8, 0x80, 0x90}; void main(void) { while(1)    {  P1 = SEG[0];  // 通过P1口输出给共阳极数码管显示   } · 仿真调试程序 1　 启动仿真软件Proteus 7.4,新建一个仿真文件(静态显示一个字符.DSN)。 2　 根据电路原理图绘制仿真电路图(省略复位和时钟电路),添加电源(VCC) 和地端，修改元件标号和标称值。 · 下载程序，验证功能 ① 启动编程软件EasyPRO Programmer。 ② 加载HEX 文件(静态显示一个字符.HEX)。 ③ 单击“操作一键通”按钮，完成程序的下载。 ④ 将单片机插到最小系统板的ZIF 插座上。 ⑤ 加电，观察其功能。 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　 LED 数码管内部有几个段？ 2　 焊接 1 位 LED 数码管静态显示模块电路时，焊接顺序是什么？ 3　 在共阳极数码管编码表中，字符 “0” 的编码是多少？ 4　 测量 LED 数码管极性时，如果假设是共阳极，用万用表测量 5　 时黑表笔应接哪里？ 【分组讨论】 分组讨论，讨论如何优化 1 位 LED 数码管静态显示模块的电路设计，降低成本。分析在编程过程中，如何修改代码以实现不同字符的显示。 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 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 $$