单片机LED组装

1、【课例设计】溧阳市职业教育中心丁盛项目名称：LED流水灯的制作一、学习项目确定项目名称：LED流水灯的的制作二、课例背景介绍课程目标分析：单片机应用技术是电子技术应用专业的一门专业主干课程，旨在通过该课程的学 习，使学生举办本专业的高素质劳动者和中级技术应用性人才所必需的单片机系统的设计、装配与调试所 必备的知识与技能，其课程目标主要为：了解单片机的组成和工作原理。能编写常见的单片机应用软件代码。能使用单片机仿真软件进行辅助设计或仿真分析。能依据原理图完成应用系统的实物装配。了解单片机应用系统的开发流程。能借助网络查找电子技术资料。其它方面的综合职业能力如：合作、计划、沟通等能力。项目分析：该

2、项目是电子技术应用专业单片机应用技术课程的一个项目，本课例以制作LED流水灯为载体，选择 AT89C51为主要元件，着重从应用角度制作一个具有一定功能的样品，涉及单片机及其外 围电路设计、二极管单向导通、延时程序、数据传送指令、移位指令、转移控制指令等多个知识，要求学 生会使用 PROTEUS软件进行仿真调试，这些对学生职业能力的培养都会有较强的作用。同时因为该项目综 合有多个知识点及较全面的能力要求，故该项目可以作为本课程一个阶段性的综合项目。学生能力基础分析：该项目是学生在学习单片机应用技术的第二个入门项目。学生已经学习过电 子技术基础，对半导体器件的性质、集成电路的应用有了一定的认识与了

3、解，同时通过电子装配的实训， 在动手方面也已经有一定的基础，学生自身具备完成本项目的基础条件。在第一个项目“初识单片机”的 基础上但学生首次利用单片机制作一个实物电路，一定要想方设法培养他们求知的欲望和钻研的兴趣。前期知识与技能要求:计算机基本技能软件的安装与操作技能 上网查找资料的技能电子技术基础知识模拟电路二极管、三极管等分立兀件相关知识 数字电路数码管、译码、编码、计数器等相关知识 集成电路芯片相关知识电子电路制作与调试万用表、示波器、稳压电源等常用电子仪器仪表的使用LED电阻、电容等常用电子元件的识别与使用电子电路的焊接二、学习目标设定依据本项目的内容特点、课程标准的要求，设定如下学习

4、目标:类别目标描述知识与技能单片机如何控制灯的亮火及闪烁时间具备识别知道什么）如何使亮点移动能利用网会做什么）如何设计和调用延时程序能高质量过程与方法通过团队合作，学会制定工作计划与协作工作。具备定要做什么）通过仿真软件，学会在虚拟环境下进行电路模拟仿真实验养成严谨达到什么）通过对工作过程中有关参数的记录与反思，能正确撰写项目工作报告。有与人合情感态度与价值观形成什么）成为什么）组织合作学习过程，培养良好的合作意识与团队精神。 通过电路的安装，形成严谨、规范的工作作风和工作态度。四、学习任务描述学习过程学习者）学习任务描述 强调过程）项目准备阶段获取资讯针对现在市场上很流行的五颜六色跑马灯”霓

5、虹灯”，我们决定让我们的发光二极管LED1 .制作一个流水灯电路。2 .描述任务：用单片机控制八个LED从左到右依次点亮，循环不断。制定计划1 .讨2.确定各阶3.确定人员的讨论决策1、确定本项目实施中被采用2、讲解基本指令功能及3、在 Proteus 软件中4、用Proteus软件编写ASM格式程序并编译得到项目实施阶段合作实施1.根据原理图搭2 编写汇编程序源代码调试检查1.通过编程器将HEX文件下载到AT89C51芯片中，通电观察 2.编制有关项项目完善阶段交流评估1.评价项目作2 .评价学习过程，评价形式：自我评价、小组互评五、学习内容组织能力 训练 项目 名称对应 单项 任务 名称拟

6、实现的 技能目标需要掌握的知识点训练手段项目LED 流水 灯任务 .单灯亮火能够进行 单片机基 本连接能够用单 片机控制 单灯亮火位操作指令SETB bitCLRB bitI/O 口的使用 二极管单向导通性将项目分解为几个较小的、循序渐进的任务，辅之以Proteus软件进行仿真教案，最后通过实物电路的装配和调试实现做中 学，学中做的目标任务延时程序会编写延 时程序 能够使灯 的状态延 时一段时 间控制转移指令DJNZ Rn ,rel掌握寄存器A,Rn的使用方法 标号及子程序调用任务亮点 循环 移动能够设计LED显示电路能够编写 基于软件 延时的彩 灯循环控 制器的程 序移位指令RL ARR A

7、累加器A的使用六、教案情境创设1 创设项目的问题情景：如今，发光二极管LED ）广泛应用于社会生活，今天，我们的学习任务是要制作一个LED显示电路，我们需要一个什么样的信号才控制这个灯呢？2 创设自主的学习情景：在课前的教案准备阶段，要求各学习小组通过上网查阅电路的技术资料，了 解AT89C51的外形、封装、内部电路原理、各引脚作用、二极管及其驱动电路的设计。学生学会上网查阅资 料对于学生的后续自主学习能力的提高有重要作用。3 创设交流的学习情景：在电路方案的确定教案环节中，老师可以根据学生课前自主学习的情况，组 织学生展示各自的学习成果，交流各小组对产品工作状态的分析及确定的电路，通过仿真软

8、件对设计电路 进行仿真测试，从而确定一个较完善与成熟的电路作为装配电路，这一设计可以提高学生的探究能力。在 方案的实施环节，每个项目学生分组实施，硬件电路的设计和软件程序的编写必须由专人实施。4 创设协作的仿真情景：在企业的装配线上，各岗位工种的工作任务不相同，但共同的目标是完成产 品的生产。在本项目的学习过程中可以创设这样一个仿真企业工作的情景，每一个小组中的学生分别完成 装配过程中的一道或二道工序，合作完成产品的装配，这样既培养了学生的合作意识又提高了学生的责任 意识，因为每一道工序都会对最后的产品产生影响，每一个同学都要对这个产品负责。5 创设评价的教案情景：小组评价：把各小组的产品贴上

9、标签，各小组对其它各小组产品的装配工艺 及运行结果进行打分，最后进行汇总与平均，评定质量最好的作品，并有学校收藏；小组学生自评与互评:学生自己评价学习过程与学习成果、小组成员长）对其它成员的工作进行评价、老师的评价按一定权重折合得各同学本次工作的学习成绩七、教案资源准备时间资源，4课时材料资源，元件名称型号数量Proteus 中的名称单片机芯片AT89C511AT89C51晶振12MHz1CRYSTAL电容22pF2CAP电解电容22uF1CAP-ELEC发光二极管8LED-RED电阻220 Q8RES电阻1KQ1RES设备资源，电烙铁、万能电路板、示波器、万用表等信息资源，网络上网功能、仿真

10、软件Proteus环境资源，计算机仿真室、电子装配与调试室综合实验室资源使用策略分组合理使用八、教案过程实施教案步骤1:新项目的引入 教师讲授）发光二极管LED ）广泛应用于社会生活。制作一个流水灯电路。要求基于软件延时，用单片机控制八 个LED从左到右依次点亮，循环不断。教案步骤2：展示学习目标 放幻灯片）LED数据传送指令广汇编指令硬件电路rProteus 仿真软件示电路Ssi 丄位操作指令控制转移指令x二极管及其r驱动电路気线的使用%JJ绘制仿真电 路编译程序 仿真调试Imovr、SETBCLR实物电路制作ur程序下载和烧录图i学习目标展现教案步骤3:指出本项目的学习过程 放幻灯片）LE

11、D流水灯项目分析项目控制要求J设计单片机仿真电路LJ学习相关指令用汇编语言编程并编译仿真电路模拟调试搭建实物电路下载程序并烧录1实物电路调试监控拓展与延伸图2项目学习过程教案步骤4:分析项目控制要求 教师引领，学生分析)1、任务要求介绍：设计制作基于软件延时的循环彩灯控制器2 .任务要求分析：用单片机控制八个 LED从左到右依次点亮，循环不断。教案步骤5:根据项目控制任务，设计仿真电路 图3)1、元件清单元件名称型号数量Proteus 中的名称单片机芯片AT89C511AT89C51晶振12MHz1CRYSTAL电容22pF2CAP电解电容22uF1CAP-ELEC发光二极管1LED-RED电

12、阻220 Q8RES电阻1KQ1RESIDPlOi Pll.P12P1JPU PlpPlb ?rDJTl airoXIX?p p p p p F pHMFai p p p p p p pI.7KLEDl2LID!-Muyjj% % -M LED!一 K 一-MLED %、M-LED；%-K图3仿真电路单片机共有四组输入输出口共计 32个引脚，每组8个，可以用来接常见的输入设备如按钮、键盘和输出 设备如发光二极管、数码管等。P1 口在我们这个实验中扮演着重要的角色，从图上可知，发光二极管是由P1 口驱动的，同时大家要注意，pl 口的输出级是漏级开路的的形式，所以它应该外接上拉电阻以限制电流。教案

13、步骤6:根据项目控制任务，学习相关指令和知识点。 教师讲授，学生分析、回答、解决问题）单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能 看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，即编写程序控制单片机 管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。软件编程是单片机应用系统中的一个重 要的组成部分，是单片机学习的重点和难点。下面我们以最简单的LED灯控制功能来介绍几种软件编程方法。任务一单灯亮灭 如何实现灯的亮灭？位操作指令SETB P1.0CLR P1.0如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，根据发光二极管的单向导电性可知，只要把 P1.0 口

14、的 电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0 口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平； 同理，接在P1.1P1.7 口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同 LED1。如果要使同时接在P1 口的八盏灯亮，可以逐条使用上述语句，但这样太麻烦了，有没有好一 点的方法呢？可以采用如下指令MOV PO,#FFH结合Proteus单片机仿真软件观察现象，重点观察输出端电平状态的变化对灯状态的影响红点为高电平，蓝点为低电平）任务二单灯闪烁在单片机的实时系统中，常常用到延时操作。实现延时方法有两种：硬件延时和软件延时。硬件延时是利用单片机的定时/计数器功能来实现，不影响CPU效率，延时精确

15、。本任务主要介绍软件延时，其基本原理是让计算机重复执行一些无实际意义的指令，从而达到延时目 的。延时功能可以通过编写延时子程序实现。该子程序模块相对固定，适合于精确程度和效率 要求不高的一些场合，可以在一个程序中被反复调用，只需稍稍修改一些参数值也可实现不同 时间的延时。上面刚才讲的程序虽然在理论上可以让灯闪烁一次，但在实际操作中你是看不到的，因 为计算机的运算速度实在是太快了作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量一般为微秒级），你的肉眼是看不出来这个灯 眨了一下眼睛，所以我们还必须想办法插入延时程序，让亮灭的状态再持续一段时间。延时程序是如何设计呢？下面具体介绍其原理：机器周期，就是机器访

16、问一次存储器所用的时间；晶振周期，就是机器周期的来源，振荡源的周期，一个机器周期包括12个晶振周期；若按一个12M的晶振，T=1/f，晶振周期T= 1/12ys,所以一个机器周期是1ys指令周期：单片机执行一条指令需要的时间。一个指令周期通常含有14个机器周期。各指令的机器周期数请参阅附录 A,例如皿0为单周期指令，DJNZ为双周期指令。如果要求的闪烁时间间隔为0.2秒，流程图如下模块一：一秒延时子程序DELAY1S:MOV R5,#20D1:MOV R6,#20D2:MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1RET图4DJNZ为减1不为零指令。此程序采用

17、三重循环结构，先运行第 5行代码操 作，每次减1，直到R7 减到0为止。再运行第 六行代码对进行减1操作，若不为0则转移到标号D1处运行，此时将R6赋值再次进行减法内循环。当R6 减为0时，程序运行到第7行转到 标号D1处开始外循环。执行的次数为R7,R6,R5 的乘积，女口 R7=50,R6=100,R5=100总延时时间为 2 ysX R7X R6X R5=2 ysX 50X 100X 100=1S说明：1. 模块中R7,R6,R5为通用寄存器，取值范围为12552. 可以改变循环嵌套的层数来实现更长或更短时间的延时3. 可以通过在调用前单独对外层循环计数器赋值来实现多种延时时间任务二亮点

18、循环移动RL A这条指令的功能是：把累加器 a中的内容向左移动一位，最高位的内容 A7被移动到最低位A 0,图示如下:A7 VAO顺便说一下累加器a,它是单片机中的最常用的寄存器，大部分单操作数的指令都以 a作为操 作对象例如ria );也有很多双操作数指令的一个操作数取自 a例如mov a,#00h);还有 加、减、乘、除等算数指令的运算结果也经常保留在 a中，或者ab寄存器对中。所以我们的程序就可以这样来实现啦：首先给a赋值，再输出到p0；实现流水灯效果然后延时；接下来把a中的数进行左移。然后重复上面的过程就可以实现流水灯效果啦。教案步骤7:用汇编语言编程并编译可以利用KEIL软件实现 具

19、体看项目一中的任务三)也可用 Proteus自带编译功能实现。LED亮点循环左移的源程序代码如下:ORG 0000HMOV A,#0FEHLOOP: MOV P0,A LCALL DELAYRL AAJMP LOOPDELAY: MOV R6,#02HDEL1:DEL2:MOV R5,#0FFH DJNZ R5,DEL2DJNZ R6,DEL1 RETEND首先在源文件菜单下选择添加删除源代码，出现如图所示对话框，选择目标处理器和代码生成 工具如图所示。并新建或选择源文件并编辑 注意：加后缀名为ASM。然后在同一菜单下选 择“全部编译”。若编译通过会自动生成后缀名为HEX格式的文件。|壳真俑环左移 asm+ |更改新建 I教案步骤&仿真电路模拟调试Proteus软件中绘制仿真电路，然后双击单片机芯片，将生成的HEX格式的文件加载，最后按左下方的开始按钮即可运行仿真，查看实验效果。|Smi*5 Rjai Feldiei j pin三 |恤川 T射8世|朋邨I帕CthvFqoHte:SKJILE.VAM 丈if丈憎.七牟 itTF谢j 糕囚于KWeiLI 關丈甜弍瘢断弟宦因99奄找擀/畧臓蜃田藍K国因J:j mu叮mwi Kl-fMJilF htinn JUtfcffsfzlif_=ErFr3M“F一一r_ 弓 rFg冲5 riiiTrvmi.Hbi卜 1 “ II G 1