单片机应用技术 教案全套 刘小平 项目1-11 LED指示灯设计与实现- 远程灯光控制器设计与实现

教案1项目1LED指示灯系统设计与实现（硬件设计）一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目项目1LED指示灯系统设计与实现授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材《单片机应用技术》授课时间授课方式教学内容项目1LED指示灯系统设计与实现（硬件设计）其他资源媒体资源微课，PPT，视频，动画，职教云平台，Keil软件，Proteus软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式（单片机）实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1.具有一定的电路基础知识。2.熟悉C语言基本语法和三种程序结构。认知能力1.具有一定的电路阅读分析和设计能力。2.有C语言程序设计基础能力。3.能识别常见的电子元器件。学习特点喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台的动画、视频等相关数字资源，熟悉常用的网络工具和软件；对单片机的应用充满好奇。2.对抽象概念畏难和抵触，不喜欢枯燥的理论讲解。教学目标素质目标知识目标能力目标1.通过单片机应用和国产芯片现状，激发学生的民族自信，厚植爱国情怀、责任感和使命感。2.通过任务实施过程培养学生自主学习及团队协作意识，提高学生合作探究解决问题的能力。3.通过软硬件设计培养学生的标准意识、规范意识、勇于实践的劳动精神和精益求精的工匠精神。1.能概述C51系列单片机的内部结构与主要型号；2.能概括C51系列单片机系统构成;3.能提供51单片机最小系统电路设计；4.能说出单片机应用系统的组成；5.熟练应用C51文件结构；1.能够根据设计要求，选择参数、性能合理的电子元器件，使用Proteus进行硬件电路仿真设计。2.能够根据项目和产品对微控制器的性能要求，进行单片机选型。3.能够使用Keil集成开发环境创建、编译、配置工程项目。4.能够根据芯片类型，选择和配置程序下载、调试工具。教学重难点重点1.单片机概念及外部引脚。2.单片机最小系统组成3.Proteus仿真软件和Keil软件的使用难点单片机时钟振荡电路、复位电路。Proteus仿真软件和Keil软件的使用。教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动课程导入课程定位课程目标课程内容考核评价学习方法职教云讨论：什么是单片机?词频统计分析：单片机是一块芯片，集成CPU、存储器及IO口一体。视频播放：单片机的应用领域职教云讨论：小小单片机在生活中的应用？总结引出：为什么学？学什么？怎么学？如何评？查阅&回帖：手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&回帖：结合自己对单片机技术在日常生活中的应用，参与讨论回帖。聆听&思考&记录通过对课程的简介，激发学生学习的兴趣，明确学习目标，学会学习。视频、PPT项目引入项目任务：设计制作以MCS-51单片机为主控芯片，外接LED电路，通过编程实现LED点亮与熄灭的LED指示灯控制系统。职教云讨论：LED信号指示功能应用在哪些领域？归纳分享：LED信号灯的应用场景片段实物展示：单片机实训开发板及LED点亮效果。职教云发起头脑风暴：引导学生思考：如果让单片机动起来？查阅&回帖：结合自己的所见所用，或手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&思考：观看应用场景，思考灯如何控制亮灭？同步体验：单片机实训开发板及LED点亮效果。参与头脑风暴：LED控制如何实现?通过创设情境，把学生引入项目学习。课堂上通过网上搜索相关资料及实物展示，激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产生对新知识的渴望，同时培养学生勤于思考的好习惯。职教云/实物/极域课堂项目分析LED控制系统整体方案设计启发引导：启发学生分组完成任务分析讨论，确定设计总体方案。归纳总结：教师总结LED灯光系统的功能模块组成，确定系统整体设计方案。讨论&分享：学生组内讨论，分享设计方案。聆听&记录：学生明确系统方案。任务分析，能有效培养学生勤于思考，敏于发现，勇于发言，敢于表达的习惯。PPT/职教云项目实施回顾强化：单片机的概念。单片机的选型原则单片机的性能；单片机的自身资源是否满足项目需求，长远考虑后续的更新迭代(封装、功能)、系统升级和维护难度；a、内存是否足够（储存常量数组、密码等数据）；b、I/O的数量充足；c、外设资源（RTC、IIC（硬件、模拟）、SPI、UART）;开发周期：熟悉该类型单片机的硬件与软件，可用高级语言编写和调试；单片机的价格、货源、体积、封装；职教云提问：什么是单片机？演示分析：STC单片机型号如何选择？市面的产品基本都是围绕这几款单片机：51(低端)、ST(中端)、ARM(高端)；阅读记录&回答：阅读教材P2：什么是单片机？相关内容并做好记录，并完成抢答。学生同步观看或操作，掌握STC单片机选型原则。结合实物或仿真实例教师进行相关知识的讲解，思政融入（芯片事件）STC下载软件、技术手册等项目实施单片机内部结构（重点）MCS-51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，其内部框图如下图所示。结合芯片技术手册教师进行相关知识的讲解：1.一个8位微处理器CPU。2.片内数据存储器(RAM128B/256B）:用以存放可以读/写的数据。3.片内4kB程序存储器Flash

ROM（4KB）:用以存放程序、一些原始数据和表格。4.两个或三个定时/计数器:用以对外部事件进行计数，也可设置成定时方式。5.一个全双工UART串行I/O口6.片内振荡器和时钟产生电路:但需外接晶振和电容。7.5个中断源中断控制系统。学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能培养动画辅助分析项目实施4.单片机外部结构（引脚）：常见的51单片机中一般采用双列直插（DIP）封装，共40个引脚。实物展示：结合实物分析引脚功能。40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O引脚。学生同步观看或操作，掌握STC引脚功能分配。⒈电源:

⑴VCC-接+5V；

⑵VSS-接地端；⒉时钟:XTAL1、XTAL2⒊控制线:

ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地RST（Reset）功能：复位信号输入端。EA功能：内外ROM选择端。

⒋I/O线

80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。

P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。项目实施任务1：绘制LED灯光系统设计方案组成框图硬件方案设计：LED灯光系统硬件子系统组成框图组织讨论：职教云发起讨论，请各小组讨论完成LED灯光系统硬件方案设计。任务发布：绘制LED灯光系统硬件设计方案组成框图。教师点评：对各小组设计方案做点评，充分肯定学生的成果，总结确定红外线报警子系统硬件电路设计方案。小组讨论：组内讨论LED灯光系统硬件设计方案，把设计方案上传职教云。动手绘制：LED灯光系统硬件设计方案组成框图。汇报方案：小组代表汇报方案设计。1.电路设计能有效地考查学生创造性思维能力,分析综合能力以及知识应用能力。2.小组讨论培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。PPT/职教云1.单片机最小系统电源：5V。供电电路40脚接的是+5V，通常也称为VCC或VDD，代表的是电源正极，20脚接的是GND，代表的是电源的负极。时钟电路复位电路新知引入：讲解&proteus演示：单片机最小系统组成及仿真电路演示单片机最小系统，也叫做单片机最小应用系统，是指用最少的原件组成单片机可以工作的系统。单片机最小系统的三要素就是电源、晶振、复位电路，Proteus绘制最小系统原理图：聆听&记录：跟随老师一起学习并在相应的活页式讲义中做好记录。通过Proteus仿真电路设计，加深学生对最小系统的理解，掌握时钟电路和复位电路的应用设计。Proteus/PPT/职教云Proteus的安装与使用单片机最小系统仿真设计操作演示：安装与使用Proteus绘制硬件仿真电路图重点：单片机最小系统绘制（时钟电路、复位电路）、LED接口电路。电源电路仿真默认。同步实践：安装Proteus及工程文件创建。跟我做——同步实践：在Proteus中完成单片机选型及电源、时钟、复位电路仿真设计。学生同步实践，建构新的知识与技能培养Proteus/PPT/职教云项目评价功能考核：根据项目评分细则，对学生作品进行项目功能考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目项目考核：进行项目考核并记录成绩，并记录典型问题测验发布：引导学生完成职教云课堂测验题目完成考核：完成任务考核完成测验：在职教云中独立完成课堂测验，将还存在疑问的题目记录下来通过准确合理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性STM32CubeIDE工具/职教云/单片机小车平台/赛道总结反思学生任务完成情况和存在问题分析与解决考核反馈：对任务完成度进行评价，充分鼓励学生的实践结果，同时对学生存在的问题进行反馈。总结：总结本节学习内容，加深学生对新知识的理解。学生反思总结，跟随老师汇总归纳本堂课的知识内容，加深对新知识的理解和记忆。以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，促使学生加深对所学知识的理解和记忆，培养其综合概括能力。项目拓展课后任务-理论&实操理论知识点测试：课后测验实操：单片机最小系统实物制作课后跟踪：了解学生对本堂课知识的掌握情况，对个别同学予以单独指导作业发布：1.通过职教云平台发布课后知识点测试作业。2.实物制作：分组完成，每组学生去实训室制作单片机最小系统，并强调注意安全。3.安排学生做好实训室清洁卫生。课后指导:及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导。1.完成职教云上的课后作业。2.以小组为单位分工协作完成单片机最小系统实物制作与调试。3.使用示例代码在制作的单片机最小系统进行功能验证。4.将遇到的问题记录下来及时向老师进行咨询。课后实践使教师及时了解学生学习情况，利于老师切准学生“脉搏”，把握教学进程思政点：通过焊接电子产品，鼓励学生认真细心，培养学生工匠精神和劳动精神。职教云教学反思教案2项目1LED信号指示灯设计与实现（软件设计）一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材《单片机应用技术》授课时间授课方式教学内容项目1LED信号指示灯设计与实现（软件设计）其他资源媒体资源微课，PPT，视频，动画，职教云平台，Keil软件，Proteus软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1.具有一定的电路基础知识。2.熟悉C语言基本语法和三种程序结构。认知能力1.具有一定的电路阅读分析和设计能力。2.有C语言程序设计基础能力。3.能识别常见的电子元器件。学习特点喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台的动画、视频等相关数字资源，熟悉常用的网络工具和软件；对单片机的应用充满好奇。2.对抽象概念畏难和抵触，不喜欢枯燥的理论讲解。教学目标素质目标知识目标能力目标1.通过趣味案例激发好奇心和学习兴趣。2.通过学习情境挖掘学生求知欲和创造欲，树立问题能力3.通过项目制作训练学生思考问题，解决问题能力4.通过情境实现培养学生互助、协作的团队精神。5.按照课前任务单实施线上学习，课中通过讨论、实践等环节，全过程培养学生团队合作意识、工匠精神、劳动意识。1.掌握C语言基本构成和基本语句；2.会利用单片机I/O口实现点亮一个LED。1.能应用C语言程序完成单片机输入输出控制，实现对LED点亮控制的设计、运行及调试2.会使用Proteus和KeilC软件进行仿真电路设计与调试。教学重难点重点1.单片机控制LED程序编写与调试3.Keil软件安装与使用难点单片机IO口定义与使用。Proteus仿真软件和Keil软件的使用。教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动任务导入复习:单片机的定义及组成单片机最小系统任务引入:LED信号指示灯系统软件设计点评：根据职教云课后作业完成情况及测试结果进行错题分析讲解。聆听&思考&记录通过对课程的简介，激发学生学习的兴趣，明确学习目标，学会学习。视频、PPT任务分析LED信号指示灯软件系统方案开始开始P2.0口输出“0”，Led灯点亮结束主程序设计流程图发起讨论：如何让灯亮起来？引导分析：LED接口电路分析亮灭条件。分组讨论&回帖同步思考&记录：LED的使用技巧职教云任务实施单片机软件keil4开发环境搭建新建keil4工程和文件回顾：C语言程序结构示范安装：软件分享，示范安装过程。示范操作：keil4工程和文件的新建和保存布置任务：新建LED工程工件，创建*.c文件，编写main()函数。学生同步观看&操作，掌握keil4安装步骤。学生同步观看&操作，掌握keil4基本操作。学生实践：回顾旧知，学会应用。Keil4软件、使用手册、微课等LED信号指示灯流程图C语言编程规范（重点）/*******//版权和版本声明//空行*文件标识：CH1.c*摘要：LED点亮//空行*当前版本：1.1*作者：输入作者（或修改者）名字*完成日期：2021年7月20日//空行*************/#include<at89x52.h>//包含51单片机寄存器定义的头文件/***********函数名称：main()*函数功能：点亮P2.0口的LED灯（共阳）*输入/输出参数：void*返回值：void*****************/voidmain(void)//主函数，程序入口{……}//函数体结束流程图绘制示范讲解：编程规范程序编写：根据流程图编写LED控制代码。程序仿真与调试:在Proteus与keil中联合调试。实践：学生应用已学知识绘制流程图。聆听&记录：学生实践：C语言程序框架创建与代码编写。学生实践：仿真与调试。Keil4软件、Proteus、编程规范等评估考核功能考核：根据项目评分细则，对学生作品进行项目功能考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目项目考核：进行项目考核并记录成绩，并记录典型问题测验发布：引导学生完成职教云课堂测验题目完成考核：完成任务考核完成测验：在职教云中独立完成课堂测验，将还存在疑问的题目记录下来通过准确合理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性STM32CubeIDE工具/职教云/单片机小车平台/赛道总结反思学生任务完成情况和存在问题分析与解决考核反馈：对任务完成度进行评价，充分鼓励学生的实践结果，同时对学生存在的问题进行反馈。总结：总结本节学习内容，加深学生对新知识的理解。学生反思总结，跟随老师汇总归纳本堂课的知识内容，加深对新知识的理解和记忆。以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，促使学生加深对所学知识的理解和记忆，培养其综合概括能力。学习APP融会贯通融会贯通课后任务-理论&实操理论知识点测试：课后测验实操：多个LED灯光控制仿真设计与实物验证课后跟踪：了解学生对本堂课知识的掌握情况，对个别同学予以单独指导作业发布：1.通过职教云平台发布课后知识点测试作业。2.实物制作：分组完成，每组学生去实训室制作单片机最小系统，并强调注意安全。3.安排学生做好实训室清洁卫生。课后指导:及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导。1.完成职教云上的课后作业。2.以小组为单位分工协作完成单片机最小系统实物制作与调试。3.使用示例代码在制作的单片机最小系统进行功能验证。4.将遇到的问题记录下来及时向老师进行咨询。课后实践使教师及时了解学生学习情况，利于老师切准学生“脉搏”，把握教学进程思政点：通过焊接电子产品，鼓励学生认真细心，培养学生工匠精神和劳动精神。职教云教学反思教案3项目2LED动感灯箱设计与实现一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材《单片机应用技术》授课时间授课方式教学内容项目2LED动感灯箱设计与实现其他资源媒体资源微课，PPT，视频，动画，职教云平台，Keil软件，Proteus软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1.熟悉Proteus和Keil软件和使用。2.熟悉C语言程序结构。3.……认知能力1.具有一定的电路阅读分析和设计能力。2.能识别常见的电子元器件。3.……学习特点教学目标素质目标知识目标能力目标1.通过需求分析、设计与制作等任务，培养学生自主学习能力，规范意识，安全意识。2.通过动感灯箱的创意设计，培养学生勇于实践和勇于创新的科学精神。1.能概述MCS-51单片机并行输入/输出（I/O）端口的结构和功能。2.能使用单片机的时钟和时序。3.熟练使用C语言基本语句，能区别循环语句while、do…while、for的语法特点。4.熟练应用延时程序设计。1.能根据用户需求进行灯光控制系统设计。2.能够编写MCS-51单片机控制多路LED灯组合的驱动程序。3.会制作与调试LED动感灯箱。教学重难点重点单片机并行I/O口和for循环难点位定义、数据运算符、循环程序结构。教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动任务导入项目任务——设计一个基于单片机LED信号灯控制系统，即以单片机的I/O口作输出口，接若干个LED发光二极管，通过编程实现发光二极管任意方式的闪烁发光控制系统。职教云讨论：LED闪烁功能应用在哪些领域？归纳分享：LED闪烁灯的应用场景片段实物展示：单片机实训开发板及LED闪烁效果。职教云发起头脑风暴：引导学生思考：如果让灯闪烁动起来？查阅&回帖：结合自己的所见所用，或手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&思考：观看应用场景，思考灯如何实现闪烁效果？同步体验：单片机实训开发板LED闪烁效果。参与头脑风暴：LED闪烁如何实现?通过创设情境，把学生引入项目学习。课堂上通过网上搜索相关资料及实物展示，激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产生对新知识的渴望，同时培养学生勤于思考的好习惯。职教云/实物/极域课堂任务分析LED闪烁灯整体方案设计启发引导：启发学生分组完成任务分析讨论，确定设计总体方案。归纳总结：教师总结LED灯光系统的功能模块组成，确定系统整体设计方案。讨论&分享：学生组内讨论，分享设计方案。聆听&记录：学生明确系统方案。任务分析，能有效培养学生勤于思考，敏于发现，勇于发言，敢于表达的习惯。PPT/职教云任务实施任务1：绘制LED灯光系统设计方案组成框图硬件方案设计：LED灯光系统硬件子系统组成框图组织讨论：职教云发起讨论，请各小组讨论完成LED灯光系统硬件方案设计。任务发布：绘制LED灯光系统硬件设计方案组成框图。教师点评：对各小组设计方案做点评，充分肯定学生的成果，总结确定红外线报警子系统硬件电路设计方案。小组讨论：组内讨论LED灯光系统硬件设计方案，把设计方案上传职教云。动手绘制：LED灯光系统硬件设计方案组成框图。汇报方案：小组代表汇报方案设计。1.电路设计能有效地考查学生创造性思维能力,分析综合能力以及知识应用能力。2.小组讨论培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。PPT/职教云任务实施并行输入输出(I/O)端口51系列单片机有4个I/O端口，每个端口都是8位准双向口，共占32根引脚。在具有片外扩展存储器的系统中，P2口作为高8位地址线，P0口分时作为低8位地址线和双向数据总线。新知引入：讲解&动画演示：P0口结构P1口结构聆听&记录：跟随老师一起学习做好记录。P0口是一个8位（P0.0-P0.7）漏极开路型双向I/O口。内部不带上拉电阻，通常作输出使用时需要外接上拉电阻。在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址(低8位)/数据总线。P1口是一个带内部上拉电阻的8位准双向通用的I/O口。通过动画辅助分析IO结构，加深学生对IO理解，掌握不同IO口的应用设计。Proteus/PPT/职教云任务实施补充知识：上拉电阻简单来说就是把电平拉高，通常用4.7K～10K的电阻接到Vcc电源，下拉电阻则是把电平拉低，电阻接到GND地线上。CPU时序：CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作。三种时序：常用的时序定时单位有时钟周期、状态周期、机器周期和指令周期P2口：P3口：图2－SEQ图2－\*ARABIC图2－SEQ图2－\*ARABIC4时钟周期、状态周期、机器周期、指令周期之间的关系图P2口是一个带内部上拉电阻的8位准双向通用的I/O口。访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。P3口是一个带内部上拉电阻的8位双功能口I/O口，能驱动4个LSTTL负载，作输入用时须先将端口置1。P3口还具有第二功能（如表所列），用于特殊信号输入输出和控制信号，任务实施Proteus系统仿真设计图2－图2－SEQ图2－\*ARABIC7单片机控制灯闪烁系统的电路图开始开始P0=0xFF，D1灯点亮熄灭调用延时子程序P0=0x00，D1灯熄灭调用延时子程序主程序设计流程图跟我做——用Proteus作硬件电路图知识点：单片机外部结构、时钟电路、复位电路、LED接口电路分析讲解：当P0口输出高电平，即P0＝0xff时，根据发光二极管的单向导电性可知，这时发光二极管全亮；当P0口输出低电平，即P0＝0x00时，发光二极管D1～D7全熄灭；提问：如果完成交替闪烁，如何设置参数？同步实践：在Proteus中完成单片机选型及电源、时钟、复位电路仿真设计。聆听&记录：灯亮灭条件与电路设计的关系。讨论&回答：分组讨论并回答。学生同步实践，建构新的知识与技能培养Proteus/PPT/职教云任务实施延时功能函数开始开始外循环次数i内循环次数j空操作j-1=0?i-1=0?结束YYNN延时函数流程引导回顾：C语言的三种程序结构布置编程任务：根据流程图用for循环结构，实现延时功能提示：循环体:{;}每个语句执行时间为1μs。职教云讨论回帖：学生回顾所学知识，回帖。学生实践：编程调试。注意：延时函数delay使用了双重循环，内外循环的循环次数由变量i和j提供，总的循环次数是i×j，循环体是空操作。Proteus/PPT/职教云任务实施程序编写：根据流程图编写LED控制代码。程序仿真与调试:在Proteus与keil中联合调试。任务布置：程序编写与调试学生实践：C语言程序框架创建与代码编写。学生实践：仿真与调试。评估考核功能考核：根据项目评分细则，对学生作品进行项目功能考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目项目考核：进行项目考核并记录成绩，并记录典型问题测验发布：引导学生完成职教云课堂测验题目完成考核：完成任务考核完成测验：在职教云中独立完成课堂测验，将还存在疑问的题目记录下来通过准确合理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性STM32CubeIDE工具/职教云/单片机小车平台/赛道总结反思学生任务完成情况和存在问题分析与解决考核反馈：对任务完成度进行评价，充分鼓励学生的实践结果，同时对学生存在的问题进行反馈。总结：总结本节学习内容，加深学生对新知识的理解。学生反思总结，跟随老师汇总归纳本堂课的知识内容，加深对新知识的理解和记忆。以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，促使学生加深对所学知识的理解和记忆，培养其综合概括能力。学习APP融会贯通课后任务-理论&实操理论知识点测试：课后测验实操：单片机最小系统实物制作课后跟踪：了解学生对本堂课知识的掌握情况，对个别同学予以单独指导作业发布：1.通过职教云平台发布课后知识点测试作业。2.实物制作：分组完成，每组学生去实训室制作单片机最小系统，并强调注意安全。3.安排学生做好实训室清洁卫生。课后指导:及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导。1.完成职教云上的课后作业。2.以小组为单位分工协作完成单片机最小系统实物制作与调试。3.使用示例代码在制作的单片机最小系统进行功能验证。4.将遇到的问题记录下来及时向老师进行咨询。课后实践使教师及时了解学生学习情况，利于老师切准学生“脉搏”，把握教学进程思政点：通过焊接电子产品，鼓励学生认真细心，培养学生工匠精神和劳动精神。职教云教学反思教案3项目3汽车转向灯设计与实现一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目项目3汽车转向灯设计与实现授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材《单片机应用技术》授课时间授课方式教学内容项目3汽车转向灯设计与实现其他资源媒体资源微课，PPT，视频，动画，职教云平台，Keil软件，Proteus软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式（单片机）实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1.具有一定的单片机基础知识。2.熟悉C语言基本语法和三种程序结构。认知能力1.具有一定的电路阅读分析和设计能力。2.有C语言程序设计基础能力。3.能识别常见的电子元器件。学习特点喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台的动画、视频等相关数字资源，熟悉常用的网络工具和软件；对单片机的应用充满好奇。2.对抽象概念畏难和抵触，不喜欢枯燥的理论讲解。教学目标素质目标知识目标能力目标1.通过汽车转向灯项目分析，培养学生安全意识和遵守规则意识。2.通过天问Block国产软件的应用，了解中国科技、增强民族自信。3.通过软硬件设计培养学生的标准意识、规范意识、勇于实践的劳动精神和精益求精的工匠精神。1.能解释独立式键盘的工作原理与应用。2.能熟练应用C语言选择语句。3.能设计分支结构程序。1.能够根据设计要求，选择参数、性能合理的电子元器件，使用Proteus进行硬件电路仿真设计。2.熟练采用循环及选择语句编写程序。在调试过程中，针对出现的问题，提出合适的解决方案。3.能够熟练利用独立式按键的思想编程，运用对并行I/O端口操作的编程方法实现开关控制及信息输入。教学重难点重点独立式键盘结构原理及应用。难点选择结构程序设计方法教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动项目引入项目任务：设计制作以C51单片机为主控芯片，外接键盘电路、LED电路，通过编程实现汽车转向灯控制系统。职教云讨论：汽车信号灯的种类及功能？归纳分享：汽车信号灯的种类及功能介绍片段动画展示：汽车信号灯的功能介绍职教云发起头脑风暴：引导学生思考：汽车信号灯的控制如何实现？查阅&回帖：结合自己的所见所用，或手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&思考：观看功能介绍动画，思考如何控制汽车信号灯？参与头脑风暴：汽车信号灯的控制如何实现?通过创设情境，把学生引入项目学习。课堂上通过网上搜索相关资料及动画展示，激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产生对新知识的渴望，同时培养学生勤于思考的好习惯。职教云/实物/极域课堂项目分析汽车转向灯系统整体方案设计启发引导：启发学生分组完成任务分析讨论，确定设计总体方案。归纳总结：教师总结汽车转向灯控制系统的功能模块组成，确定系统整体设计方案。讨论&分享：学生组内讨论，分享设计方案。聆听&记录：学生明确系统方案。任务分析，能有效培养学生勤于思考，敏于发现，勇于发言，敢于表达的习惯。PPT/职教云项目实施回顾强化：LED灯的亮灭控制。LED灯的工作原理LED接口电路采用发光二极管LED，发光二极管（LED）的接法采取了二极管经过限流电阻接到单片机I/O口，可分为低电平点亮和高电平点亮两种。职教云提问：LED灯的工作原理？演示分析：LED灯的亮灭控制。阅读记录&回答：阅读教材23：LED灯亮灭控制相关内容并做好记录，并完成抢答。学生同步观看或操作，掌握LED灯的工作原理。结合实物或仿真实例教师进行相关知识的讲解Proteus/PPT/职教云项目实施新知引入：1.按键分类及结构键盘由规则排列的按键组成，按键实际上是一种开关元件，也就是说键盘是一组规则排列的开关。全编码键盘能够由硬件逻辑自动提供与按键对应的编码，此外，键盘一般还具有去抖动和多键、窜键保护电路，这种键盘使用方便，但需要较多的硬件，价格较贵，一般的单片机应用系统较少采用。而非编码键盘只简单地提供行和列的矩阵，其它工作均由软件完成，由于其经济实用，较多地应用于单片机系统中。下面将重点介绍非编码键盘接口。按键触电的机械抖动教师进行相关知识的讲解：为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施，可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。在硬件上可采用在按键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路软件上采取的措施是：在检测到有按键按下时，执行一个10ms左右（具体时间应视所使用的按键进行调整）的延时程序后，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态；学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能培养动画辅助分析，让学生更直观了解按键抖动的过程及影响，从而掌握按键消抖的目的及方法。PPT/职教云项目实施2.键盘与单片机的连接方式作为人机交流的按键设计多种多样，不同的设计方法，有着不同的优缺点。其中应用最为广泛的是独立式键盘和矩阵式键盘，下面对这两种键盘连接方式简要进行介绍。独立式按键矩阵式按键微课展示：结合微课分析独立式键盘结构原理。其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。按键输入均采用低电平有效，此外，上拉电阻保证了按键断开时，I/O口线有确定的高电平。通过检测I/O口的电平状态可以判断哪个按键被按下。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单。学生聆听或操作，掌握独立式键盘结构原理及应用。每个按键需占用一个I/O口，在按键数量较多时，占用I/O资源多，电路结构显得比较繁杂，因此此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。通过教师的讲解和学生动手操作，掌握独立式键盘结构及工作原理，解决教学重点。Proteus/PPT/职教云项目实施任务1：绘制汽车转向灯系统设计方案组成框图硬件方案设计：LED电路按键输入电路复位电路时钟电路LED电路按键输入电路复位电路时钟电路电源电路单片机组织讨论：职教云发起讨论，请各小组讨论完成汽车转向灯系统硬件方案设计。任务发布：绘制汽车转向灯系统硬件设计方案组成框图。教师点评：对各小组设计方案做点评，充分肯定学生的成果，总结确定汽车转向灯系统硬件电路设计方案。小组讨论：组内讨论汽车转向灯系统硬件设计方案，把设计方案上传职教云。动手绘制：汽车转向灯系统硬件设计方案组成框图。汇报方案：小组代表汇报方案设计。1.电路设计能有效地考查学生创造性思维能力,分析综合能力以及知识应用能力。2.小组讨论培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。PPT/职教云汽车转向灯系统仿真设计Proteus绘制硬件仿真电路图重点：独立式键盘接口电路、LED接口电路。电源电路仿真默认。聆听&记录：跟随老师一起学习并在相应的活页式讲义中做好记录。跟我做——同步实践：在Proteus中完成汽车转向灯系统电路仿真设计。通过Proteus仿真电路设计，加深学生对汽车转向灯电路的应用设计。学生同步实践，建构新的知识与技能培养Proteus/PPT/职教云项目实施任务2：汽车转向灯系统软件设计C语言运算符及表达式选择分支语句1、if语句2、if……else语句3、if-elseif-else语句教师讲解C语言相关知识：1.常见运算符及表达式；2.选择分支语句聆听&记录：跟随老师一起学习并在相应的活页式讲义中做好记录。通过C语言知识的学习，加强学生软件设计的能力思政点：通过选择语句的学习，树立学生正确的世界观、人生观、价值观。PPT/职教云键盘扫描方式键盘扫描程序一般应包括以下内容：（1）判别有无键按下。（2）键盘扫描取得闭合键的行、列值。（3）用计算法或查表法得到键值。（4）判断闭合键是否释放，如没释放则继续等待。（5）将闭合键键号保存，同时转去执行该闭合键的功能。教师讲解：在单片机应用系统中，键盘扫描只是CPU的工作内容之一。CPU对键盘的响应取决于键盘的工作方式。通常，键盘的工作方式有三种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。记录要点：（1）认真听讲，并记录键盘得我三种工作方式；（2）明确键盘扫描的方法。通过学习让学生了解键盘扫描的过程PPT/职教云主程序算法及流程图：主程序主要完成硬件初始化、键盘扫描与键位功能处理程序、延时功能函数调用等功能。键盘扫描程序算法及流程图：1.判别有无键按下（延时去抖）2.采用查询方式确定键位，根据键值转去执行该闭合键的功能教师分析系统软件组成及实现方法，并引导学生分析程序算法及流程图分析程序算法讨论并确定软件系统方案，并画出流程图；编写项目软件程序，并实现项目功能。通过讨论分析，锻炼学生发现问题及解决问题的能力，同时让学生熟悉选择结构程序的编写，解决教学难点。PPT/职教云/Keil项目评价功能考核：根据项目评分细则，对学生作品进行项目功能考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目项目考核：进行项目考核并记录成绩，并记录典型问题测验发布：引导学生完成职教云课堂测验题目完成考核：完成任务考核完成测验：在职教云中独立完成课堂测验，将还存在疑问的题目记录下来通过准确合理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性STM32CubeIDE工具/职教云/单片机小车平台/赛道总结反思学生任务完成情况和存在问题分析与解决考核反馈：对任务完成度进行评价，充分鼓励学生的实践结果，同时对学生存在的问题进行反馈。总结：总结本节学习内容，加深学生对新知识的理解。学生反思总结，跟随老师汇总归纳本堂课的知识内容，加深对新知识的理解和记忆。以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，促使学生加深对所学知识的理解和记忆，培养其综合概括能力。项目拓展课后任务-理论&实操理论知识点测试：课后测验实操：汽车转向灯实物制作课后跟踪：了解学生对本堂课知识的掌握情况，对个别同学予以单独指导作业发布：1.通过职教云平台发布课后知识点测试作业。2.实物制作：分组完成，每组学生去实训室制作汽车转向灯，并强调注意安全。3.安排学生做好实训室清洁卫生。课后指导:及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导。1.完成职教云上的课后作业。2.以小组为单位分工协作完成汽车转向灯系统实物制作与调试。3.使用示例代码在制作的汽车转向灯系统进行功能验证。4.将遇到的问题记录下来及时向老师进行咨询。课后实践使教师及时了解学生学习情况，利于老师切准学生“脉搏”，把握教学进程。职教云教学反思教案4项目4产品计数器设计与实现一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目项目4产品计数器设计与实现授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材《单片机应用技术》授课时间授课方式教学内容项目4产品计数器设计与实现其他资源媒体资源微课，PPT，视频，动画，职教云平台，Keil软件，Proteus软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式（单片机）实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1.具有一定的单片机基础知识。2.熟悉C语言基本语法和三种程序结构。认知能力1.具有一定的电路阅读分析和设计能力。2.有C语言程序设计基础能力。3.能识别常见的电子元器件。学习特点喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台的动画、视频等相关数字资源，熟悉常用的网络工具和软件；对单片机的应用充满好奇。2.对抽象概念畏难和抵触，不喜欢枯燥的理论讲解。教学目标素质目标知识目标能力目标1.通过数码管低功耗节能显示培养学生节约意识。2.通过软硬件设计培养学生的标准意识、规范意识、勇于实践的劳动精神和精益求精的工匠精神。1.能说出数码管常见型号和类型和数码管静态显示方式。2.能提供数码管静态电路设计。3.能说出C语言一维数组的使用。1.能分析电路原理图和能使用常用元器件设计数码管静态显示电路模块。2.能够基于C语言，熟练使用一维数组的查表功能，学会数码管静态显示的程序编写调试。教学重难点重点1.数码管分类及外部引脚。2.数码管静态显示方法3.C语言一维数组的定义和初始化难点一维数组的查表功能教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动课前导入产品计数器的应用领域。数码管的分类及尺寸。数码管的显示方式数组的使用职教云讨论：什么是产品计数器?产品计数器的主要载体？词频统计分析：产品计数器，计数、数码管。视频播放：数码管的应用领域职教云讨论：数码管在生活中的应用？总结引出：产品计数器的应用领域？数码管的应用及分类？查阅&回帖：手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&回帖：结合自己对产品计数器（数码管）在日常生活中的应用，参与讨论回帖。聆听&思考&记录通过对课程的简介，激发学生学习的兴趣，明确学习目标，学会学习。视频、PPT项目引入项目任务：设计一个产品计数器的单片机应用系统，即单片机的某个I/O口作输入口，外接红外线光电传感器作为实时产品计数，1个独立按键为计数值复位清零的功能按钮；单片机的某些I/O口作输出口，接2个1位数码管，通过编程实现产品计数显示效果。职教云讨论：数码管的结构和分类？归纳分享：数码管的应用场景实物展示：产品计数器显示计数效果。职教云发起头脑风暴：引导学生思考：如果让数码管显示数字？查阅&回帖：结合自己的所见所用，或手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&思考：观看应用场景，思考数码管如何显示数字？同步体验：产品计数器显示计数效果。参与头脑风暴：数字显示如何实现?通过创设情境，把学生引入项目学习。课堂上通过网上搜索相关资料及实物展示，激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产生对新知识的渴望，同时培养学生勤于思考的好习惯。职教云/实物/极域课堂项目分析（硬件设计）产品计数器整体方案设计启发引导：启发学生分组完成任务分析讨论，确定设计总体方案。归纳总结：教师总结产品计数器系统的功能模块组成，确定系统整体设计方案。讨论&分享：学生组内讨论，分享设计方案。聆听&记录：学生明确系统方案。任务分析，能有效培养学生勤于思考，敏于发现，勇于发言，敢于表达的习惯。PPT/职教云项目实施（硬件设计）回顾强化：什么是数码管。数码管的结构和分类数码管八段数显结构；数码管的位数；共阴极数码管和共阳极数码管；数码管显示颜色也不同；2.数码管字形编码（难点）共阴极数码管的字形编码；共阳极数码管的字形编码；3.数码管的显示方式数码管静态显示方式；（重点）数码管动态显示方式职教云提问：什么是数码管及特点？演示分析：共阴极和共阳极数码管如何连接电源？共阴极数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上；共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V；字型码是怎么定义的？各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应……，依此类推。数码管的显示方式？静态显示和动态显示阅读记录&回答：阅读教材：什么是数码管？它的特点？相关内容并做好记录，并完成抢答。学生同步观看或操作，掌握数码管的结构和分类。理解并掌握数码管的字形编码。掌握两者的电路连接和显示方式的区别结合实物或仿真实例教师进行相关知识的讲解，思政融入（节约意识培养）STC下载软件、技术手册等项目实施（硬件设计）红外线光电传感器红外线光电传感器是一种利用人肉眼看不见的、波长为780nm-1mm的近红外线和红外线的反射在介质中传播后经过长距离后返回接收信息来自动检测和判别物体的传感器，其实物见图红外线光电传感器是由发射器、接收器和检测电路三部分组成。结合传感器技术手册教师进行相关知识的讲解：1.波长为780nm-1mm的近红外线和红外线的反射在介质中传播后经过长距离后返回接收信息来自动检测和判别物体的传感器。2.由发射器、接收器和检测电路三部分组成。3.发射器对检测对象发射光束，发射的光束一般来源于发光二极管（LED）或者激光二极管。4.接收器由光电二极管或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等，在其后面的是检测电路，它能输出和应用有效信号。学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能培养动画辅助分析项目实施（硬件设计）任务1：绘制产品计数器设计方案组成框图硬件方案设计：产品计数器硬件子系统组成框图组织讨论：职教云发起讨论，请各小组讨论完成产品计数器硬件方案设计。任务发布：绘制产品计数器硬件设计方案组成框图。教师点评：对各小组设计方案做点评，充分肯定学生的成果，总结确定产品计数器硬件电路设计方案。小组讨论：组内讨论产品计数器硬件设计方案，把设计方案上传职教云。动手绘制：产品计数器硬件设计方案组成框图。汇报方案：小组代表汇报方案设计。1.电路设计能有效地考查学生创造性思维能力,分析综合能力以及知识应用能力。2.小组讨论培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。PPT/职教云任务2产品计数器电路仿真设计Proteus绘制硬件仿真电路图重点：两位数码管显示电路、按键电路。电源电路仿真默认。跟我做——同步实践：在Proteus中完成数码管选择及数码管电路、按键电路的仿真设计。学生同步实践，建构新的知识与技能培养Proteus/PPT/职教云项目分析（软件设计）数组数组是构造数据类型，是一组有序数据的集合，数组的基本特点数组是同类型数据的一个有序集合。一维数组的定义和引用一维数组的定义：类型标识符数组名[常量表达式];一维数组的初始化一维数组初始化的一般格式：数据类型数组名[常量表达式]＝{初值表};一维数组的查表功能数组非常有用的功能之一就是查表。表可以事先定义以后装入程序存储器中。二维数组、多维数组和字符数组结合图书馆书架存书例子讲解数组数组用一个名字来标识，称为数组名。数组中各元素的顺序用下标表示，下标为n的元素可以表示为数组名[n]。改变[]中的下标就可以访问数组中所有的元素。对一维数组使用的说明：（1）数组名——见名知意；数组名中存放的是一个地址常量，它代表整个数组的首地址。同一数组中的所有元素，按其下标的顺序占用一段连续的存储单元。（2）方括弧而非圆括弧。（3）常量表达式：可以是常量或符号常量；表示数组元素的个数（也称数组长度）。不允许对数组大小作动态定义。（4）数组元素下标从0开始。array[10]中的数组元素分别是:array[0],array[1],…array[9];对一维数组初始化的说明：（1）定义时赋初值。（2）给一部分元素赋值。（3）不对数组全部元素赋值，则全部元素被赋值为0。（4）给全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度。4.一维数组的查表功能数组非常有用的功能之一就是查表。表可以事先定义以后装入程序存储器中。学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能培养结合实际例子讲解项目实施（软件设计）任务1：算法分析共阳极数码管的段码表：所谓表格（数组）是指在程序中定义的一串有序的常数，如平方表、字形码表、键码表等。因为程序一般都是固化在程序存储器（通常是只读存储器ROM类型）中，因此可以说表格（数组）是预先定义在程序的数据区中，然后和程序一起固化在ROM中的一串常数。在程序设计中，有时需要预先把非线性数据以表格的形式存放在存储器中，然后使用程序读出，这种能读出数据表格的程序就称为查表程序。查表程序的关键是表格的定义和如何实现查表。任务2：主程序流程图分析与绘制主程序主要完成数码管静态显示（即循环查表）、延时功能函数调用以及键盘扫描与键位功能处理子程序等功能。数码管静态显示子程序是在两个1位数码管上显示计数值，其中一个数码管作为个位数显示，与单片机的P3口相连；另外一个数码管作为十位数显示，与单片机的P2口相连。显示的时候将个位和十位分离后通过循环查表的方式来实现显示。键盘扫描与键位功能处理子程序是查询判断哪个功能键被按下，确认某个键被按下后再转到该键的功能处理程序。组织讨论：职教云发起讨论，请各小组讨论完成产品计数器计数显示方案。任务发布：绘制产品计数器主程序流程图。教师点评：对各小组流程图做点评，充分肯定学生的成果，总结确定产品计数器主程序流程图设计。小组讨论：组内讨论产品计数器计数显示方案，把设计方案上传职教云。动手绘制：产品计数器主程序流程图。汇报方案：小组代表汇报流程图设计。1.流程图设计能有效地考查学生创造性思维能力,分析综合能力以及知识应用能力。2.小组讨论培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。PPT/职教云项目实施（软件设计）任务3产品计数器软件程序设计主程序定义段码表（数组）查表语句Keil软件编写产品计数器程序重点：定义段码表、利用在for循环中执行一维数组实现查表。跟我做——同步实践：在Keil中完成段码表定义、查表语句以及产品计数器程序设计。学生同步实践，建构新的知识与技能培养Keil/PPT/职教云项目评价功能考核：根据项目评分细则，对学生作品进行项目功能考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目项目考核：进行项目考核并记录成绩，并记录典型问题测验发布：引导学生完成职教云课堂测验题目完成考核：完成任务考核完成测验：在职教云中独立完成课堂测验，将还存在疑问的题目记录下来通过准确合理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性STM32CubeIDE工具/职教云/单片机小车平台/赛道总结反思学生任务完成情况和存在问题分析与解决考核反馈：对任务完成度进行评价，充分鼓励学生的实践结果，同时对学生存在的问题进行反馈。总结：总结本节学习内容，加深学生对新知识的理解。学生反思总结，跟随老师汇总归纳本堂课的知识内容，加深对新知识的理解和记忆。以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，促使学生加深对所学知识的理解和记忆，培养其综合概括能力。项目拓展课后任务-理论&实操理论知识点测试：课后测验实操：产品计数器实物制作课后跟踪：了解学生对本堂课知识的掌握情况，对个别同学予以单独指导作业发布：1.通过职教云平台发布课后知识点测试作业。2.实物制作：分组完成，每组学生去实训室制作产品计数器，并强调注意安全。3.安排学生做好实训室清洁卫生。课后指导:及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导。1.完成职教云上的课后作业。2.以小组为单位分工协作完成产品计数器实物制作与调试。3.使用示例代码在制作的产品计数器进行功能验证。4.将遇到的问题记录下来及时向老师进行咨询。课后实践使教师及时了解学生学习情况，利于老师切准学生“脉搏”，把握教学进程思政点：通过焊接电子产品，鼓励学生认真细心，培养学生工匠精神和劳动精神。职教云教学反思教案4项目5篮球计分器设计与实现一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目项目5篮球计分器设计与实现授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材《单片机应用技术》授课时间授课方式教学内容项目5篮球计分器设计与实现其他资源媒体资源微课，PPT，视频，动画，职教云平台，Keil软件，Proteus软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式（单片机）实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1.具有一定的单片机基础知识。2.熟悉C语言基本语法和三种程序结构。认知能力1.具有一定的电路阅读分析和设计能力。2.有C语言程序设计基础能力。3.能识别常见的电子元器件。学习特点喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台的动画、视频等相关数字资源，熟悉常用的网络工具和软件；对单片机的应用充满好奇。2.对抽象概念畏难和抵触，不喜欢枯燥的理论讲解。教学目标素质目标知识目标能力目标1.通过调研显示装置的应用现状，树立科技创新和民族品牌意识。2.通过软硬件设计培养学生的标准意识、规范意识、勇于实践的劳动精神和精益求精的工匠精神。3.通过团结协作培养学生自主学习及团队协作意识，提高学生合作探究解决问题的能力。1.能说出数码管动态显示方式。2.能提供数码管动态电路设计。3.能说出全局变量的使用。1.能分析电路原理图和能使用常用元器件设计数码管电路模块；2.能够基于C语言，熟练运用数组和全局变量，学会数码管动态显示的程序编写调试。教学重难点重点1.数码管动态显示方法2.C语言全局变量的使用难点动态显示的工作原理教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动课前导入计分器的作用。篮球计分器的原理。职教云讨论：什么是篮球计分器?篮球计分器的原理？词频统计分析：篮球计分器，显示装置、操作、LED显示屏。视频播放：数码管的应用领域职教云讨论：篮球计分器在生活中的应用？总结引出：篮球计分器的显示装置？查阅&回帖：手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&回帖：结合自己对篮球计分器在日常生活中的应用，参与讨论回帖。聆听&思考&记录通过对课程的简介，激发学生学习的兴趣，明确学习目标，学会学习。视频、PPT项目引入项目任务：设计一个篮球比赛计分器的单片机应用系统，即单片机的某个I/O口作输入口，接5个独立按键为功能按钮；单片机的某些I/O口作输出口，接两个4位数码管，通过编程实现A、B两队的比分显示效果；单片机的某些I/O口作输出口，接两个LED发光二极管，作为A、B两队的加分指示灯。（1）用数码管显示A、B两队的分值；能显示A、B两个字母，这两个字母后面显示两队的得分；（2）有5个按键，按下1键是A、B两队加减分的切换键，按下2键数码管显示加1分，按下3键数码管显示加2分，按下4键数码管显示加3分，按下5键数码管显示复位0分；（3）用两个LED发光二极管作为两个队的加分指示信号灯。职教云讨论：数码管的动态显示？实物展示：篮球计分器动态显示效果。职教云发起头脑风暴：引导学生思考：如何进行动态扫描？查阅&回帖：结合自己的所见所用，或手机上网查阅答案，参与讨论回帖。同步体验：观看实物展示，思考数码管如何进行动态扫描？参与头脑风暴：动态扫描显示如何实现?通过创设情境，把学生引入项目学习。课堂上通过网上搜索相关资料及实物展示，激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产生对新知识的渴望，同时培养学生勤于思考的好习惯。职教云/实物/极域课堂项目分析（硬件设计）篮球计分器整体方案设计启发引导：启发学生分组完成任务分析讨论，确定设计总体方案。归纳总结：教师总结篮球计分器系统的功能模块组成，确定系统整体设计方案。讨论&分享：学生组内讨论，分享设计方案。聆听&记录：学生明确系统方案。任务分析，能有效培养学生勤于思考，敏于发现，勇于发言，敢于表达的习惯。PPT/职教云项目实施（硬件设计）回顾强化：数码管的静态显示电路。数码管的动态显示和动态扫描（重点、难点）LED数码管显示驱动技术三极管驱动LED驱动控制专用电路TM1618总线驱动集成电路74HC244/74HC245移位寄存器74HC595职教云提问：如何设计数码管的静态显示电路？演示分析：数码管的动态显示电路数码管动态显示的连接方式是将所有数码管的段码"a、b、c、d、e、f、g、Dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制。2.所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选信号，利用发光二极管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。3.LED数码管显示驱动采用动态显示方式比较节省I/O口，硬件电路也较静态显示方式简单，但其亮度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时，CPU要依次扫描，占用CPU较多的时间。为了让数码管达到预期的显示亮度，电路上应当配备合适的驱动电路，由于受单片机口线驱动能力的限制，采用直接驱动的方法，只能连接小规格的LED，大尺寸的LED就必须采用适当的扩展电路来实现与单片机的接口，常用的接口元件可以是三极管、集成电路74LS06、74LS245、74LS138、ULN2003等和专用芯片TM1618、CD4511、MAX7219等。阅读记录&回答：阅读教材：数码管静态显示连接？相关内容并做好记录，并完成抢答。学生同步观看或操作，掌握数码管动态显示电路的连接。理解并掌握数码管的动态扫描工作原理。掌握数码管的显示驱动方式结合实物或仿真实例教师进行相关知识的讲解，思政融入（节约意识培养）STC下载软件、技术手册等项目实施（硬件设计）任务1：绘制篮球计分器设计方案组成框图硬件方案设计：篮球计分器硬件子系统组成框图组织讨论：职教云发起讨论，请各小组讨论完成篮球计分器硬件方案设计。任务发布：绘制篮球计分器硬件设计方案组成框图。教师点评：对各小组设计方案做点评，充分肯定学生的成果，总结确定篮球计分器硬件电路设计方案。小组讨论：组内讨论篮球计分器硬件设计方案，把设计方案上传职教云。动手绘制：篮球计分器硬件设计方案组成框图。汇报方案：小组代表汇报方案设计。1.电路设计能有效地考查学生创造性思维能力,分析综合能力以及知识应用能力。2.小组讨论培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。PPT/职教云任务2篮球计分器电路仿真设计Proteus绘制硬件仿真电路图重点：四位数码管显示电路、按键电路。电源电路仿真默认。跟我做——同步实践：在Proteus中完成数码管选择及数码管电路、按键电路的仿真设计。学生同步实践，建构新的知识与技能培养Proteus/PPT/职教云项目分析（软件设计）局部变量和全局变量（重点）变量可以在程序中函数内部或所有函数外部两个地方说明。根据所定义变量值位置（作用域）的不同，变量可分为局部变量和全局变量。（1）静态存储变量和动态存储变量（2）C语言中的变量存储分类指定局部变量在函数内部定义的变量称为局部变量。全局变量全局变量与局部变量不同，能贯穿整个程序，并且可被任何一个模块使用。它们在整个程序执行期间保持有效。结合示例程序例子讲解对于程序运行期间根据需要进行临时动态分配存储空间的变量为动态存储变量；对于那些程序运行期间永久占用固定内存的变量称为静态存储变量。auto变量动态分配存储空间，用完后释放。auto称为自动变量如果函数不做其他说明的话均为自动变量。static变量，存储单元固定，用完后不释放。extern全局变量（在函数外部定义）的作用域为从变量的声明处开始，到本程序文件的结尾。局部变量仅由被定义的函数内部的语句所访问。函数以“｛”开始，以“｝”结束，也就是说局部定义的变量只在｛｝内有效，即只有在程序执行到定义他的模块时才能生成，一旦执行退出该模块则起变量消失。另外，一个函数可以为局部变量定义任何名字，而不用担心其他函数使用过同样的名字。4.全局变量与局部变量不同，能贯穿整个程序，并且可被任何一个模块使用。它们在整个程序执行期间保持有效。全局变量定义在所有函数之外，它可以被函数内的任何表达式访问，在程序执行的过程中一直有效。定义全局变量最好是在程序的顶部，也可以特别指定某变量是全局变量。如果全局变量和某一函数的局部变量同名时，函数对该名的引用是针对局部变量。也就是说，局部变量能够屏蔽全局变量。全局变量由C编译器在动态区之外的固定存储区域中存储。当程序中多个函数都使用同一数据时，全局变量将是很有效的。全局变量在主函数main()运行之前就开始存在了。全局变量通常在程序顶部定义。全局变量一旦定义后就在程序的任何地方可知。可以在程序中间的任何地方定义全局变量，但要在任何函数之外。学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能培养结合实际例子讲解项目实施（软件设计）任务1：算法分析动态显示算法分析4位数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,Dp"的同名端是连在一起的，当程序从P0口输出字形码时，在同一个时间所有数码管都会接收到相同的字形码。如何显示出4个不同的字符呢？因此，就要使用动态扫描了，在程序中，首先显示一个数，然后关掉；然后显示第二个数，又关掉，显示第三个数，又关掉……直到所有要显示的4个数完成，再从头开始扫描。轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。任务2：主程序流程图分析与绘制主程序包括键盘扫描与键位功能处理子程序、十进制数分离子程序和数码管动态扫描显示子程序的调用。键盘扫描与键位功能处理子程序是查询判断哪个功能键被按下，确认某个键被按下后再转到该键的功能处理程序。十进制数分离子程序是将A、B两队积分数据的百位、十位和个位上的数字分离出来并送数码管显示。数码管动态扫描显示子程序是在数码管上动态显示A、B队和它们的比分情况。任务3：数据分离子程序设计十进制数分离子程序的编写思路是：表示A队在数码管的最高位显示“A”，则引用数组中字符A的编码位置下标10，接着将积分对100取整即得到百位数字送数码管，然后将积分对100求余数运算，用余数对10取整即得到十位数字，最后将积分对10求余运算，得到的余数即个位数字。任务4：数码管动态扫描显示子程序数码管动态显示的具体编程思路是：第一位数码管显示“A”→延时1ms→关闭所有数码管显示→第二位数码管显示“百位数”→延时1ms→关闭所有数码管显示→第三位数码管显示“十位数”→延时1ms→关闭所有数码管显示→第四位数码管显示“个位数”→延时1ms→关闭所有数码管显示→返回到第一步重新进行新一轮扫描过程。组织讨论：职教云发起讨论，请各小组讨论完成动态显示算法。任务发布：绘制篮球计分器主程序、子程序流程图。教师点评：对各小组流程图做点评，充分肯定学生的成果，总结确定篮球计分器主程序、子程序流程图设计。小组讨论：组内讨论动态显示算法，把设计算法上传职教云。动手绘制：篮球计分器主程序、子程序流程图。汇报方案：小组代表汇报流程图设计。1.流程图设计能有效地考查学生创造性思维能力,分析综合能力以及知识应用能力。2.小组讨论培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。PPT/职教云项目实施（软件设计）任务5篮球计分器软件程序设计主程序十进制数分离子程序数码管动态显示子程序Keil软件编写篮球计分器程序重点：动态显示子程序。跟我做——同步实践：在Keil中完成十进制分离子程序、动态显示子程序、主程序。学生同步实践，建构新的知识与技能培养Keil/PPT/职教云项目评价功能考核：根据项目评分细则，对学生作品进行项目功能考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目项目考核：进行项目考核并记录成绩，并记录典型问题测验发布：引导学生完成职教云课堂测验题目完成考核：完成任务考核完成测验：在职教云中独立完成课堂测验，将还存在疑问的题目记录下来通过准确合理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性STM32CubeIDE工具/职教云/单片机小车平台/赛道总结反思学生任务完成情况和存在问题分析与解决考核反馈：对任务完成度进行评价，充分鼓励学生的实践结果，同时对学生存在的问题进行反馈。总结：总结本节学习内容，加深学生对新知识的理解。学生反思总结，跟随老师汇总归纳本堂课的知识内容，加深对新知识的理解和记忆。以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，促使学生加深对所学知识的理解和记忆，培养其综合概括能力。项目拓展课后任务-理论&实操理论知识点测试：课后测验实操：篮球计分器实物制作课后跟踪：了解学生对本堂课知识的掌握情况，对个别同学予以单独指导作业发布：1.通过职教云平台发布课后知识点测试作业。2.实物制作：分组完成，每组学生去实训室制作篮球计分器，并强调注意安全。3.安排学生做好实训室清洁卫生。课后指导:及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导。1.完成职教云上的课后作业。2.以小组为单位分工协作完成篮球计分器实物制作与调试。3.使用示例代码在制作的篮球计分器进行功能验证。4.将遇到的问题记录下来及时向老师进行咨询。课后实践使教师及时了解学生学习情况，利于老师切准学生“脉搏”，把握教学进程思政点：通过焊接电子产品，鼓励学生认真细心，培养学生工匠精神和劳动精神。职教云教学反思教案6项目6呼叫器设计与实现一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目项目6呼叫器设计与实现授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材《单片机应用技术》授课时间授课方式教学内容项目6呼叫器设计与实现其他资源媒体资源微课，PPT，视频，动画，职教云平台，Keil软件，Proteus软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式（单片机）实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1.具有一定的单片机基础知识。2.熟悉C语言基本语法和三种程序结构。认知能力1.具有一定的电路阅读分析和设计能力。2.有C语言程序设计基础能力。3.能识别常见的电子元器件。学习特点喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台的动画、视频等相关数字资源，熟悉常用的网络工具和软件；对单片机的应用充满好奇。2.对抽象概念畏难和抵触，不喜欢枯燥的理论讲解。教学目标素质目标知识目标能力目标1.通过对呼叫器的深入了解，培养学生利用科学技术改造生活、服务社会的意识。2.通过矩阵键盘功能的实现，培养学生严谨、求实的科学态度和思维方式。3.通过软硬件设计培养学生的标准意识、规范意识、勇于实践的劳动精神和精益求精的工匠精神。1.掌握矩阵式键盘的工作原理与接口连接。2.掌握C语言开关语句switchcase的使用。3.掌握单片机矩阵键盘接口的程序设计方法。1.能够根据设计要求，选择参数、性能合理的电子元器件，使用Proteus进行硬件电路仿真设计。2.熟练使用C语言开关语句switchcase。3.熟悉单片机矩阵键盘接口的程序设计方法。教学重难点重点矩阵式键盘结构原理及应用。难点矩阵键盘扫描程序设计方法教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动项目引入项目任务：设计制作以MCS-51单片机为主控芯片，外接矩阵键盘、数码管显示电路，通过编程实现按键识别和状态信息显示等功能的呼叫器控制系统。职教云讨论：呼叫器的种类及应用？归纳分享：呼叫器的种类及功能介绍片段职教云发起头脑风暴：引导学生思考：呼叫器的控制如何实现？查阅&回帖：结合自己的所见所用，或手机上网查阅答案，参与讨论回帖。参与头脑风暴：呼叫器的控制如何实现?通过创设情境，把学生引入项目学习。课堂上通过网上搜索相关资料，激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产生对新知识的渴望，同时培养学生勤于思考的好习惯。职教云/实物/极域课堂项目分析呼叫器整体方案设计启发引导：启发学生分组完成任务分析讨论，确定设计总体方案。归纳总结：教师总结呼叫器控制系统的功能模块组成，确定系统整体设计方案。讨论&分享：学生组内讨论，分享设计方案。聆听&记录：学生明确系统方案。任务分析，能有效培养学生勤于思考，敏于发现，勇于发言，敢于表达的习惯。PPT/职教云项目实施回顾强化：数码管动态显示控制。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。职教云提问：数码管动态显示原理？演示分析：数码管动态显示控制。阅读记录&回答：阅读教材147：数码管动态显示相关内容并做好记录，并完成抢答。学生同步观看或操作，掌握数码管动态显示控制。结合实物或仿真实例教师进行相关知识的讲解Proteus/PPT/职教云项目实施新知引入：1.矩阵键盘结构4X4的矩阵键盘将16个按键排成4行4列，第一行将每个按键的一端连接在一起构成行线，第一列将每个按键的另一端连接在一起构成列线，这样便一共有4行4列共8根线，将这8根线连接到单片机的8个I/O口上，通过程序扫描键盘就可检测16个键。播放微课视频：帮助了解矩阵键盘的结构教师讲解：矩阵键盘结构辅助讲解提出问题：独立式键盘和矩阵键盘的区别及各自的特点是什么？学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能培养结合独立式键盘和矩阵键盘的结构及应用分析二者的区别及各自的特点。小组内展开讨论。并做好记录。微课辅助分析，让学生更直观了解矩阵键盘的结构，解决教学重点。PPT/