《单片机的简单编程》案例

《单片机的简单编程》教学案例【教学内容】：高中二年级劳动技术教材（上海科教版）第四章2课时Ⅰ：教案一、教学目标1、知识和技能：1）、了解单片机的各个引脚、寄存器和基础指令。2）、学会使用汇编语言编写程序，控制单片机的I/O口输出。2、过程和方法：在学习编程的过程中体验思考、交流、操作、展示的学习过程。3、情感、态度和价值观1）、通过小组学习提高勇于表达、善于表达的交流能力。2）、通过编程训练，感受用单片机成功控制简单电路的喜悦。二、教学重点和难点1、教学重点：编写简单的汇编程序2、教学难点：1）、单片机内部工作的过程。2）、用汇编命令表达控制电子线路的意图。三、教学准备教具和学具：直流稳压电源、面包板、PIC编程器、电脑PIC12F629单片机1片、发光二极管6个、200欧姆电阻6个四、教学过程教学步骤教师活动学生活动教学意图一、新课引入展示单片机在自动控制应用的图片或视频资料提出本节课的学习任务【板书】单片机的简单编程观看视频资料观察与思考【板书】1、单片机的控制引脚Vdd——电源正极Vss——电源负极GP3——单向输入口GP0、1、2、4、5——双向输入输出口【板书】2、单片机的特殊功能寄存器单片机的GP0、GP1、GP2端口由比较控制寄存器CMCON进行控制，若要将他们设置为输入输出端口，则CMCON寄存器的值设置为00000111b（07h）。GPIO端口的方向由TRISIO寄存器控制，GPIO寄存器位于单片机的0存储区（00h—7Fh）；而TRISIO寄存器位于1存储区（80h—FFh）。将TRISIO中的相应位置1可将GPIO引脚设置为输入引脚；将TRISIO中相应位清零可将GPIO引脚设置为输出引脚，GP3是个例外，它只能作为输入引脚，其TRISIO位始终读作1。当将GPIO设置为输出时，该数据位置1，端口输出为高电平；该数据位清零，端口输出为低电平。因此控制单片机I/O口输出的关键是通过汇编程序设置GPIO和TRISIO寄存器的值。【提问】：如果将GP2作为输出口，即它能输出5V电信号，那么GPIO寄存器中的数据位应该处于什么状态？TRISO的数据为应该处于什么状态？他们各处于什么存储区域内？观察单片机的各个引脚。观察单片机的内部结构图，知道它的CMCON、GPIO和TRISO三个寄存器的功能。思考教师的提问，弄清端口设置和几个寄存器状态的关系。使学生了解单片机内部的大概工作过程，讲解要做到清晰准确。讲述和示范【讲述】初始化设置的流程：通过CMCON寄存器设置引脚功能通过CMCON寄存器设置引脚功能选择0存储区选择1存储区输出端引脚清零选择0存储区通过TRISIO寄存器设置引脚方向通过GPIO寄存器设置输出引脚状态常用单片机指令：MOVLW：将立即数移动到W寄存器语法：[标号]MOVLWk操作数：0≤k≤255工作原理：k→(W)MOVWF：将W寄存器的内容移动至f寄存器语法：[标号]MOVWFf操作数：0≤f≤127工作原理：(W)→(f)3．CLRFf：f寄存器清零语法：[标号]CLRFf操作数：0≤f≤127工作原理：00h→(f)说明：寄存器f已清零，Z位置14．BCFf：位清零语法：[标号]BCFf,b操作数：0≤f≤1270≤b≤7工作原理：0→(f<b>)受影响的状态位：无说明：寄存器“f”中的“b”位被清零5．BSFf：位置1语法：[标号]BSFf,b操作数：0≤f≤1270≤b≤7工作原理：1→(f<b>)说明：寄存器“f”中的“b”位置被置1思考：要使单片机的输入输出端口能正常工作，必须进行那些初始化设置？观察教师初始化的工作框图，看懂它表达的意思。听教师介绍5个常用指令，如对基本的语法有疑义，可以询问老师。四、讨论与设计【板书】出示发光电路图，要求当开关闭合时两个发光二极管发光。连接将发光二极管和200欧姆电阻串联在单片机GP0、GP1引脚和GND两端；开关串联上拉电阻为1K欧姆。【讲述】单片机初始化的程序代码，做简单解释。…………….LISTP=12F629………#INCLUDE“”ORG00H………MAINBCFSTATUS,RP0MOVLW07HMOVWFCMCONCLRFGPIOBSFSTATUS,RP0MOVLW08HMOVWFTRISIOBCFSTATUS,RP0…….解释各条程序语句的含义，出示使电路图中放光二极管发光的单片机程序。LOOPBCFGPIO,GPIO0BCFGPIO,GPIO1BTFSSGPIO,3GOTOLOOPBSFGPIO,GPIO0BSFGPIO,GPIO1…….END附：BTFSS：检测f的位，为1跳过语法：[标号]BTFSSf,b操作数：0≤f≤1270≤b<7工作原理：如果（f<b>）=1则跳过受影响的状态位说明：如果寄存器“f”的位“b”为“0”，则执行下一条指令。如果位“b”为“1”，则放弃执行下一条指令而执行一条NOP指令。观察电路图，知道单片机的输入口输出口。明白程序编写的目标。观察教师给出的程序，对照电路图看懂。给出一个十分简单的程序，要求学生看懂初始化程序的含义。使学生看懂电路的要求和简单程序的含义，不要求学生马上学会编写程序。五、验证与小结1、将程序输入计算机，示范编程器与单片机的连接。2、利用PIC编程器将程序写入单片机。3、将单片机连入电路，演示电路中发光二极管的闪烁。小结本节课的只是要点，表扬一些学生。观察教师的示范和操作，将关键的操作要领记录下来，对不清楚的地方询问教师。使学生明白电路图、程序编写、程序烧写、电路工作的相互关系。六、展示与交流展示各组编写的程序和电路，安排学生讲述自己的设计体会，对错误的程序指出错误的原因。小结学生编写程序的情况，讲述程序编写的学习要点。观看其它小组电路工作的情况，明白程序容易出错的原因。展示学生作品也是一种评价从三个维度的教学目标来评价学生的学习成果与进步II：教案设计说明本节课是高中二年级电子技术课程较靠后的内容，主要的教学目标是让学生掌握由单片机实现的简单的自动控制电路，学会使用汇编语言编写简单的程序，控制单片机的I/O口实现简单的输入输出。由于单片机是一个系统性很强的电子学知识点，而且作为教学内容的重点——汇编语言，学生也是第一次接触，需要交代的基础知识较多。因此，本堂课的教学设计以学生的观察、体会为主，通过教师展示的单片机在自动控制中的应用视频，单片机的外部、内部结构图，程序流程图以及范例程序等直观的内容，是学生在观察体验中思考，在操作的过程中讨论交流，在展示的过程中分享经验与教训。整堂课的授课重点在单片机基础知识的展示，由于内容本身的抽象性，教师在展示各种资料图片以及范例程序的时候要做到循序渐进，层次分明，本节内容从单片机的外部结构到内部结；从单片机控制的核心即寄存器的状态到设置寄存器状态的方法；从简单指令作用于寄存器到将简单指令按照一定流程进行编排组成程序，每一个过程都要求学生能够很好的理解，在此基础上，通过一个简单的关于I/O口输入输出控制的小任务，让学生在动手实践的过程中能够对观察到的内容进行思辨，与教师和同学们交流讨论，巩固所学内容。III：教学反思本堂课是以知识讲授为主的一堂课，面对单片机系统无论是硬件的电路连接还是单片机内部的寄存器结构以及汇编语言编写的程序对于学生来说都是一个不小的挑战，所以教学过程中语言的精炼与准确就显得格外重要，我通过多幅直观的图片以及流程图将这一过程清楚的展示在学生面前，供学生观察与体会，同时用一个简单的I\O控制实验来让学生验证所学的知识，在实际操作过程对于学生最终的作品起关键作用主要在于电路连接是