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1、（科教版）十一年级劳动技术教学设计第四章 自动控制基础第四节 单片机应用系统的开发与实例七宝中学 崔懿 一、 教学设计思路本节内容主要是应用单片机进行应用系统开发的实例，本节主要介绍了用单片机控制夜明灯、自动跟踪小车等例子，通过应用实例的设计将前几节所学的知识综合应用，提高了学生动手实践能力，同时激发学生学习的兴趣。本设计的基本思想是以学生设计实践为主线，通过自制夜明灯及自动跟踪光电小车的设计使学生亲身体验感受使用单片机进行应用系统开发的一般步骤。在具体教学过程中，考虑到是学生第一次应用单片机进行实例开发，对设计开发过程比较陌生，所以在自制夜明灯教学中采用以教师引导教学为主、学生探究实验为辅的

2、方式。在设计的关键环节教师以情景分析的方式引导学生探究，把设计环节具体化，使学生条理清楚、更加容易参与到实践活动中来。在学生通过教师的引导，自身的实践设计制作出作品后，再让其总结归纳开发设计的一般方法步骤，用以指引今后的设计。最后以学生实验为主、教师答疑为辅的形式，进行由学生自己设计光电自动跟踪小车的实践练习。在实验过程中采用步步为营的任务驱动型实验方式，老师设定几个由简到难的阶段性任务，带领学生一步步实现预定的功能设计。本节内容建议安排18课时。二、 教学目标1. 知识与技能：（1）了解单片机开发设计过程，初步学会简单的编程（2）初步学会汇编源程序，了解模拟调试的方法，初步学会源程序的烧写方

3、法（3）初步学会用单片机完成一些简单的智能控制2. 过程与方法（1） 通过实例分析，了解建模、编写程序、编译烧写程序、硬件系统组装等的过程（2） 通过操作使用，初步学会软件的使用（3） 通过对光电自动跟踪小车的设计过程，初步学会简单的智能控制的设计3. 情感态度与价值观（1） 通过程序分析，形成科学的、严谨、细致、耐性工作态度（2） 通过具体实践操作，形成理论联系实际习惯及学习的主观能动性三、 教学重点和难点重点：1.简单的编程2.源程序的汇编和烧写方法难点：1.编程格式正确编写2. 模拟调试的方法四、 教学器材 教具：夜明灯实验教具、电脑、MPLAB软件、烧写器、光电自动跟踪小车教具 学具：

4、电子实验板、单片机、光敏电阻、电阻、继电器、发光二极管、晶体三极管、焊接工具、万用表、示波器、自动跟踪小车套件、电脑、MPLAB软件、烧写器五、 教学流程图夜明灯的设计光电自动跟踪小车的设计程序的一般过程一般单片机应用光电自动跟踪小车的制作六、 教学过程1. 夜明灯的设计（1）目标呈现：设计一盏晚上会自动点亮、白天会自动熄灭的“自动夜明灯”。（2）建模 a如何实现自动感光？ 光电传感器 具体确定将要使用的光敏元件（例如：光敏电阻） b光敏电阻感知外界光的情况后用什么设备控制灯，如何使之成为夜明灯？ 使用单片机控制；程序控制时，设置为当光敏电阻感知到光线暗时灯亮。 c如何用单片机控制灯的亮灭？

5、提示：考虑到实际操作时强弱电的分离，一般采用单片机输出接口控制继电器，用继电器做灯的开关。（3）硬件电路设计 指导学生设计夜明灯电路。 根据设计的电路，说明：在白天（光照强时）输入信号为 电位； 输出信号为 电位时，灯亮。（4）软件设计 a画流程图 b指导学生将流程图分板块转化为具体程序，再组合为一段完整程序。 c程序的编译、烧写（教师演示使用MPLAB软件的方法、学生实践练习）l 编辑源程序l 汇编源程序l 模拟调试源程序l 目标程序的烧写（5）电路组装与调试2. 回顾总结（1） 使用单片机进行应用程序开发的一般过程。接受任务明确任务，归并要求划分软硬件硬件的设计与制作软件的设计与制作调试程

6、序烧写研制完成（2） 记录在设计过程中你的经验与体会。说明：在学生实验过后，不仅要引导学生进行知识的梳理，提示学生及时进行过程或方法的心得记录也是一个不错的人文教育。或许一个灵感的突现，一次经验的积累对今后的发展都有不错的指导意义。 3光电自动跟踪小车的设计：（1）目标呈现：（教师演示）在“光电自动循迹小车”上加装一组PIC12F629控制探头，使小车能对1030cm前的白色移动物体进行自动跟踪运行。（2）建模 小车左右发射红外光信号感知前方是否有白色物体，从而通过单片机控制小车的运行。l 若小车的正前方有白色物体，小车前进（两轮均前进）；l 若小车的左前方有白色物体，小车左转（左轮停、右轮前

7、进）；l 若小车的右前方有白色物体，小车右转（左轮前进、右轮停）。（3）单片机引脚功能分配说明 （4）步步为营任务驱动式实验实验一：用单片机控制小车依次前进一段时间、左转一段时间、右转一段时间实验二：控制GP0发射38KHZ方波信号，256周期实验三：GP0（右发射管）发射信号，若GP3接收到信号，小车右转。再判断，直到接收不到信号，车停实验四：自动跟踪小车的设计说明：由于让学生直接完成光电自动跟踪小车的完整设计，对于刚刚涉及单片机不久的他们来说是件比较困难的事情。所以本设计将自动跟踪小车的这个大项目分解为几个小任务，任务分布由易到难，每个任务是一个独立实验，学生用12课时可完成。这样学生可以

8、按照前期已学过的方法进行一个个小设计，每次做一点、提高一点，逐步完成实现自动跟踪小车的设计。 提示：左右发射管轮流发射信号(5) 拓展训练：你能将自动跟踪小车改变为避障小车吗？七、 教学参考资料1. 实验一的参考程序：LIST P=12F629 #INCLUDE<P12F629.INC>M1 EQU 20H M2 EQU 21H M3 EQU 22H ORG 23H BCF STATUS,RP0 CLRF GPIO MOVLW07H MOVWFCMCON BSFSTATUS,RP0 MOVLW08H MOVWFTRISIO BCF STATUS,RP0 GOTOL11DELAY1

9、MOVLW09H MOVWFM1LOOP1 MOVLW0FFH MOVWFM2LOOP2 MOVLW0FFH MOVWFM3LOOP3 NOP NOP NOP NOP DECFSZM3,1 GOTOLOOP3 DECFSZM2,1 GOTOLOOP2 DECFSZM1,1 GOTOLOOP1 RETLW 0L11 BSF GPIO,4 BSF GPIO,5 CALL DELAY1 BCF GPIO,4 BSF GPIO,5 CALL DELAY1 BCF GPIO,5 BSF GPIO,4 CALL DELAY1 END2. 实验二的参考程序：LIST P=12F629 #INCLUDE<

10、;P12F629.INC>M1 EQU 20H ORG 23H BCF STATUS,RP0 CLRF GPIO MOVLW07H MOVWFCMCON BSFSTATUS,RP0 MOVLW08H MOVWFTRISIO BCF STATUS,RP0 L11 MOVLW0FFH MOVWFM1LOOP1 BSF GPIO,0 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP BCF GPIO,0 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP DECFSZM1,1 GOTOLOOP1 END3. 实验三的参考程序：L

11、IST P=12F629 #INCLUDE<P12F629.INC>M1 EQU 20H M3 EQU 22H ORG 23H BCF STATUS,RP0 CLRF GPIO MOVLW07H MOVWFCMCON BSFSTATUS,RP0 MOVLW08H MOVWFTRISIO BCF STATUS,RP0 GOTOL11DELAY1 MOVLW0FFH MOVWFM3LOOP3 NOP NOP NOP NOP NOP DECFSZM3,1 GOTOLOOP3 RETLW 0L11 MOVLW0FFH MOVWFM1LOOP1 BSF GPIO,0 NOP NOP NOP

12、NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP BCF GPIO,0 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP DECFSZM1,1 GOTOLOOP1 BTFSC GPIO,3 GOTO L1 CALL DELAY1 BTFSC GPIO,3 GOTO L1 BSF GPIO,4 BCF GPIO,5 GOTO L11L1 BCF GPIO,4 BCF GPIO,5 GOTO L11 END4. 实验四的参考程序：LIST P=12F629 #INCLUDE<P12F629.INC>M1 EQU 20H M2 EQU 21H

13、M3 EQU 22H ORG 23H BCF STATUS,RP0 CLRF GPIO MOVLW07H MOVWFCMCON BSFSTATUS,RP0 MOVLW08H MOVWFTRISIO BCF STATUS,RP0 GOTOL11DELAY1 MOVLW0FFH MOVWFM3LOOP3 NOP NOP NOP NOP NOP DECFSZM3,1 GOTOLOOP3 RETLW 0L1 BCFGPIO,5L11 MOVLW0FFH MOVWFM1LOOP1 BSF GPIO,0 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP BCF GPIO,0 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP DECFSZM1,1 GOTOLOOP1 BTFSC GPIO,3 GOTO L2 CALL DELAY1 BTFSC GPIO,3 GOTO L2 BSF GPIO,4 GOTO L22L2 BCF GPIO,4L22 MOVLW0FFH MOVWF