項目10單片機應(yīng)用技能實訓(C語言)教案(共16頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上單片機應(yīng)用技能實訓(C語言)教案項目10項目10 溫度測試電路制作任務(wù)1 A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的使用方法一、案頭任務(wù)學習AD、DA轉(zhuǎn)換器的使用方法授課時間年 月 日授課班級教學形式講授、討論授課時數(shù)2課時教學用具教學資源項目制作成品或元件、課件課前準備教學目標1、理解ADC0808引腳及功能。2、掌握ADC與單片機的連接及應(yīng)用編程。3、了解DA轉(zhuǎn)換器的功能及DAC0832引腳功能。4、熟悉C語言軟件包的制作。教學重點1、ADC0808與單片機的連接及應(yīng)用編程。教學難點1、對ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用的理解。教學過程1、通過對實際應(yīng)用項目的討論，引出項目任務(wù)。2、AD

2、C0808引腳及功能。3、ADC0808與單片機的連接及應(yīng)用編程。4、DAC0832引腳及功能。5、DAC0832與單片機的連接及應(yīng)用編程。6、C語言軟件包的制作。教學后記二、教學實施過程實施環(huán)節(jié)教學內(nèi)容導學方法組織教學1、檢查學生出勤情況并做好記錄。2、調(diào)整學生的注意力，為上課作準備。互動交流復(fù)習提問1、MCS-51單片機由幾個邏輯功能單元組成？2、通過項目19的制作學習，單片機各功能單元是否都以用到？3、以同學們的理解，如何制作一個溫度控制系統(tǒng)？本項目的終極目標是制作一個溫度測試電路。提問導思導入通過項目19的制作學習，我們可以用單片機對數(shù)字量控制項目進行設(shè)計制作了，可是實際中許多控制是對

3、模擬量進行的，比如電冰箱、電飯鍋、電磁爐等。所以，在本項目中，我們學習A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的相關(guān)知識，從而能夠進行模擬量控制。啟發(fā)學習積極性講授新課一、A/D轉(zhuǎn)換器簡介目前A/D轉(zhuǎn)換器品種很多，8位的有ADC0808、ADC0809、AD570等，下面以ADC0808為例介紹AD轉(zhuǎn)換器的引腳功能及其與單片機的連接。1、ADC0808的引腳功能ADC0808芯片是28腳雙列直插封裝，這些引腳根據(jù)功能可以分為三類引腳，分別是電源類5個、控制類7個和數(shù)據(jù)類16個。圖12-2是ADC0808的邏輯符號。 圖12-2（1）電源類引腳分別是：VCC（11腳）：電源正極。GND（13腳）：電源負極。Cloc

4、k ：時鐘輸入端，典型頻率為640KHz。VREF(+)、VREF(-)：正、負參考電壓輸入端。（2）控制類引腳分別是：START：轉(zhuǎn)換啟動信號，由低變高時，AD轉(zhuǎn)換器復(fù)位，由高變低時啟動AD轉(zhuǎn)換。ADDA、ADDB、ADDC：模擬通道選擇端。ALE：地址鎖存信號。使用時該信號可以和START信號連在一起，以便同時鎖存通道地址和啟動A/D轉(zhuǎn)換。EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。此信號常被用來作為中斷申請信號。OE：允許輸出信號高電平有效。（3）數(shù)據(jù)類引腳分別是：IN0IN7：8路模擬量輸入端。OUT1OUT8 ：8位數(shù)字量輸出端。2、ADC0808與單片機的連接圖10-3是ADC0808與單片機的連

5、接示意圖。 圖10-3按圖10-3的接線方法，將通道IN0的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信的A/D轉(zhuǎn)換子程序如下：#include <intrins.h> /含_nop_()函數(shù)#include <reg51.h>sbit ADC_EOC=P20;sbit U3_2=P21;sbit U3_3_5=P22;sbit U3_6=P23;unsigned int zhjg;void ADC_zh() ADC_EOC=1; /為讀EOC信號準備 U3_2=1; /為A/D轉(zhuǎn)換準備 U3_3_5=1;U3_6=1; U3_3_5=0; U3_2=0; /使START、ALE端由0變1 _

6、nop_(); _nop_();_nop_();/空操作等待ADC0808復(fù)位完成 U3_3_5=1; /使START由1變0，啟動AD轉(zhuǎn)換 U3_2=1; _nop_(); while(ADC_EOC=1);/等待轉(zhuǎn)換開始 while(ADC_EOC=0);/等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 U3_3_5=0; U3_6=0; /使OE端為1 P0=0xff; /讀轉(zhuǎn)換結(jié)果準備 zhjg=P0; U3_3_5=1;U3_6=1;二、C語言軟件包的制作在實際項目的制作編程中，常有一些函數(shù)在不同的項目中都能用到（比如項目6和本項目中都用到了數(shù)碼管的動態(tài)顯示函數(shù)），為方便編程，可以將通用函數(shù)制作成軟件包。在項目編程時

7、將該軟件包保存于keil項目相同的文件夾中，在頭文件中聲明就可以直接使用了。軟件包的制作其實很簡單，下面以數(shù)碼管顯示函數(shù)軟件包的制作為例說明軟件包的制作步驟。/*（1）在通用函數(shù)前加入頭文件及自定義部分*/#include <intrins.h> /含_nop_()函數(shù)#include <reg51.h>unsigned char code tab10 = 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /顯示數(shù)字段碼數(shù)組unsigned int dxsj; /待顯示數(shù)據(jù)/*（2）編寫通用函數(shù)*/void delay

8、() /延時函數(shù)unsigned char i,j;for(i=2;i>0;i-)for(j=250;j>0;j-);void display() /顯示函數(shù)unsigned char i,disp_buf4; /定義顯示緩沖區(qū)unsigned int lssj; /臨時數(shù)據(jù)disp_buf0 = dxsj/1000; /顯示數(shù)據(jù)第3位（最高位）lssj=dxsj%1000;disp_buf1 = lssj/100; /顯示數(shù)據(jù)第2位lssj=lssj%100;disp_buf2 = lssj/10;/顯示數(shù)據(jù)第1位disp_buf3 = lssj%10;/顯示數(shù)據(jù)第0位（小數(shù)點后

9、第1位） for(i=0;i<4;i+) P1=tabdisp_bufi; if(i=2) P1=tabdisp_bufi&0x7f; P3=0x10<<i; delay(); /*（3）起名保存為 .h文件*/用多媒體展示圖10-2，老師介紹各引腳功能。用多媒體展示圖10-3，老師講解各引腳的連接原理。詳細介紹子程序關(guān)鍵指令的作用。課堂小結(jié)1、ADC0808引腳功能及用法。2、ADC0808與單片機的連接及應(yīng)用編程。課后作業(yè)自我測評1題、2題、3題。任務(wù)2 溫度測試電路硬件、軟件設(shè)計一、案頭任務(wù)溫度測試電路硬件、軟件設(shè)計授課時間年 月 日授課班級教學形式講授、討論授

10、課時數(shù)2課時教學用具教學資源課件、單片機應(yīng)用制作成品課前準備教學目標1、了解溫度轉(zhuǎn)換電路的工作原理。2、掌握A/D轉(zhuǎn)換器的使用。3、掌握溫度測試電路的整體構(gòu)成。4、理解應(yīng)用程序的編程思路。教學重點1、溫度測試電路的整體構(gòu)成。2、應(yīng)用程序的編程思路。教學難點1、應(yīng)用程序的編寫思路。教學過程1、復(fù)習A/D轉(zhuǎn)換器的使用方法。2、介紹項目任務(wù)要求。3、根據(jù)項目任務(wù)要求引導設(shè)計硬件電路。4、應(yīng)用程序流程圖繪制。5、應(yīng)用程序設(shè)計。教學后記二、教學實施過程實施環(huán)節(jié)教學內(nèi)容導學方法組織教學1、 檢查學生出勤情況并做好記錄。2、 調(diào)整學生的注意力，為上課作準備?；咏涣鲝?fù)習提問1、A/D轉(zhuǎn)換器的作用是什么？2、

11、如何啟動A/D轉(zhuǎn)換器DAC0808？提問導思導入本項目是一個比較綜合性的項目制作，下面我們利用所學知識根據(jù)項目要求進行項目硬件電路設(shè)計。項目要求如下：應(yīng)用單片機及溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)碼管等外圍器件構(gòu)成溫度測試電路。要求用4位LED數(shù)碼管來顯示環(huán)境溫度值，顯示數(shù)值精確到小數(shù)點后一位。啟發(fā)學習積極性講授新課一、項目硬件電路設(shè)計1、電路構(gòu)成方案設(shè)計根據(jù)項目要求，本項目硬件由單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)、溫度轉(zhuǎn)換電路（將溫度轉(zhuǎn)換為電壓信號）、A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字顯示電路構(gòu)成。2、電路設(shè)計根據(jù)電路構(gòu)成方案，對各組成部分進行設(shè)計。溫度轉(zhuǎn)換電路由LM35及放大電路構(gòu)成，如圖10-9所示。A/D轉(zhuǎn)換電路如圖10

12、-3所示。數(shù)字顯示電路由4位一體的數(shù)碼管采用動態(tài)顯示方式顯示溫度值，如圖10-10所示。將溫度轉(zhuǎn)換電路、AD轉(zhuǎn)換電路及數(shù)字顯示電路，根據(jù)實際情況，合理的組合在一起，即可設(shè)計出溫度測試電路的硬件電路。3、元件選擇 （1）復(fù)習晶振電路元件及復(fù)位電路元件的選擇。（2）數(shù)字顯示電路的元件的選擇。（3）溫度轉(zhuǎn)換電路的元件選擇：LM35為溫度傳感器；LM358為集成運放，與R19（12K）、R20（3K）、R21（12K）、R22（3K）構(gòu)成5倍放大器。二、應(yīng)用程序編寫本項目的程序比較大，主要由AD轉(zhuǎn)換子程序、數(shù)據(jù)處理子程序和顯示子程序及主程序構(gòu)成。主程序流程圖如圖10-5所示。 圖10-5數(shù)據(jù)處理子程序

13、的作用是將AD轉(zhuǎn)換得到的溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換為十進制的溫度值。經(jīng)ADC0808轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量值為X，對應(yīng)的溫度值T為：T=由于單片機的算術(shù)運算指令都是整數(shù)運算，而我們又希望計算結(jié)果能夠精確到小數(shù)點后一位，所以，編程時可采取下式進行數(shù)據(jù)計算。 10T= 經(jīng)過上述運算后，得到10T的二進制數(shù)值，輸出顯示測量結(jié)果時，將小數(shù)點左移一位即是正常的數(shù)值。根據(jù)上述程序編寫思路，編寫程序如下：#include <Display.h> /數(shù)碼管溫度顯示軟件包#include <intrins.h> /含_nop_()函數(shù)#include <reg51.h>sbit ADC_EO

14、C=P20;sbit U3_2=P21;sbit U3_3_5=P22;sbit U3_6=P23;unsigned int dxsj;unsigned int zhjg;void ADC_zh() ADC_EOC=1; /為讀EOC信號準備 U3_2=1; U3_3_5=1;U3_6=1; /為A/D轉(zhuǎn)換準備 U3_3_5=0; U3_2=0; /使START、ALE端由0變1 _nop_(); _nop_();_nop_();/空操作等待ADC0808復(fù)位完成 U3_3_5=1; U3_2=1; /使START由1變0，啟動AD轉(zhuǎn)換 _nop_(); while(ADC_EOC=1);/等

15、待轉(zhuǎn)換開始 while(ADC_EOC=0);/等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 U3_3_5=0; U3_6=0; /使OE端為1 P0=0xff; /讀轉(zhuǎn)換結(jié)果準備 zhjg=P0; U3_3_5=1; U3_6=1;void main()while(1)unsigned char i;ADC_zh(); /調(diào)用AD轉(zhuǎn)換子程序dxsj=zhjg*200/51; /數(shù)據(jù)處理for(i=0;i<50;i+) /循環(huán)調(diào)用顯示子程序50次display(); 老師和同學共同討論電路構(gòu)成方案。用多媒體分別展示圖10-9、圖10-3及圖10-10，由老師對各組成部分圖進行講解。重點介紹數(shù)據(jù)處理子程序的編程思路。由老

16、師和同學們共同進行各子程序的設(shè)計并整合各子程序，最后完成項目12的整體軟件設(shè)計。課堂小結(jié)1、溫度測試電路設(shè)計。2、相關(guān)指令復(fù)習。3、應(yīng)用程序設(shè)計,關(guān)鍵是程序流程圖設(shè)計。課后作業(yè)自我測評4題、5題。任務(wù)3 溫度測試電路的計算機仿真一、案頭任務(wù)溫度測試電路的計算機仿真授課時間年 月 日授課班級教學形式老師演示、學生練習授課時數(shù)2課時教學用具教學資源機房、多媒體、相關(guān)課件課前準備教學目標1、溫度測試電路的計算機仿真驗證。2、提高工具軟件的使用熟練程度。3、熟練相電路應(yīng)用程序設(shè)計。教學重點1、溫度測試電路設(shè)計的計算機仿真驗證。2、程序編寫與修改。教學難點1、仿真電路運行出錯時的修改調(diào)試。教學過程1、p

17、roteus仿真電路繪制步驟復(fù)習。2、用keil進行程序匯編步驟復(fù)習。3、布置練習作業(yè)，學生進行練習并驗證電路效果，老師進行指導。教學后記二、教學實施過程實施環(huán)節(jié)教學內(nèi)容導學方法組織教學1、檢查學生出勤情況并做好記錄。2、調(diào)整學生的注意力，為上課作準備?；咏涣鲝?fù)習提問1、我們所設(shè)計的溫度測試電路由幾部分組成？提問導思導入本項目比較復(fù)雜，在進行仿真制作時可作些簡化。溫度傳感器電路的任務(wù)是將0100的溫度轉(zhuǎn)換為05V的電壓輸出，在仿真電路中用一個電位器代替；ADC0808所需的時鐘脈沖由方波信號發(fā)生器CLK1代替，下面就用計算機仿真驗證上次課設(shè)計的硬件及軟件的正確性和運行效果。啟發(fā)學習積極性講授

18、新課一、使用proteus繪制仿真電路圖的步驟參照圖10-4進行仿真電路繪制。1、將所需元器件加入到對象選擇器窗口電阻、電容、電解電容、按鍵、晶振的英文符號分別是“RES”、“CAP”“CAP-ELEC”、“BUTTON”、“CRYSTAL”；4位一體紅色共陽數(shù)碼管、方波信號發(fā)生器、電位器的英文符號分別是“7SEG-MPX4-CA”、“CLOCK”、“POT-LOG”；或非門使用的是74LS02。2、放置元器件至圖形編輯窗口3、移動、刪除對象和調(diào)整對象朝向4、放置電源及接地符號5、元器件之間的連線6、編輯對象的屬性設(shè)置元件參數(shù)二、使用keil進行程序匯編的步驟1、源文件的建立輸入完源程序后，保

19、存該文件，注意必須加上擴展名.c。2、建立工程文件點擊“Project-New Project”菜單，出現(xiàn)一個對話框，要求給將要建立的工程起一個名字，-。3、工程的設(shè)置在 OutPut 頁面，勾選“ Creat Hex file”選項。4、編譯、連接在設(shè)置好工程后，即可進行編譯、連接。點擊按鈕，對當前工程中的文件進行編譯然后再連接，生成目標代碼。編譯過程中的信息將出現(xiàn)在輸出窗口中的Build頁中，如果源程序中有語法錯誤，會有錯誤報告出現(xiàn)。三、布置作業(yè)學生練習，老師指導。1、溫度測試電路仿真驗證。2、仿真成功后，能否做出兩路循環(huán)轉(zhuǎn)換電路，看看程序需要修改哪些地方？在電腦上仿真試試。3、試一試，能

20、否再增加一個按鍵，按下時，再進行溫度測試。利用多媒體機房相關(guān)軟件進行操作演示。講解個步驟的含義。本項目的程序比較大，可在本次仿真之前進行錄入保存，仿真時直接復(fù)制過來。課堂小結(jié)1、proteus的基本操作步驟。2、keil的操作步驟。3、溫度測試電路的仿真驗證。課后作業(yè)技能反復(fù)訓練與思考題3題、4題。任務(wù)4 溫度測試電路的制作與調(diào)試一、案頭任務(wù)溫度測試電路的制作與調(diào)試授課時間年 月 日授課班級教學形式學生動手操作、老師指導授課時數(shù)2課時教學用具 萬用表、電烙鐵等教學資源實訓設(shè)備、電路制作成品課前準備溫度測試電路PCB板、相關(guān)電子元件采購、準備。教學目標1、掌握項目相關(guān)元件的測試方法。2、掌握使用

21、相關(guān)工具進行電路制作的操作方法。3、掌握使用儀表進行電路測試方法，提高儀表使用的熟練程度。4、掌握溫度測試電路構(gòu)成及硬件、軟件調(diào)試。教學重點1、掌握相關(guān)元件測試方法。2、掌握溫度測試電路構(gòu)成及硬件、軟件調(diào)試。教學難點1、電路調(diào)試中的故障查找。教學過程1、強調(diào)實訓室操作規(guī)程，注意操作安全。2、溫度測試電路各元件及使用工具簡介。3、學生進行元件測試。4、分組進行硬件電路制作。5、分組進行硬件電路調(diào)試。6、根據(jù)硬件電路實際對應(yīng)用程序進行修改并進行運行調(diào)試。教學后記二、教學實施過程實施環(huán)節(jié)教學內(nèi)容導學方法組織教學1、檢查學生出勤情況并做好記錄。2、調(diào)整學生的注意力，為上課作準備?；咏涣鲝?fù)習提問1、溫度轉(zhuǎn)換電路由哪些元件構(gòu)成？2、如何對數(shù)碼管進行簡單測試？提問導思導入 強調(diào)操作紀律及操作安全注意事項。本項目比較復(fù)雜，也本課程的最后一個項目，我們用PCB板進行硬件制作，同學們在2學時內(nèi)完成項目制作調(diào)試，期待同學們成功展示作品的時刻。由學生分組展開實際操作。建議每組2人，最好每組不超過3人。啟發(fā)學習積極性項目制作一、認識項目相關(guān)元件及元件測試1、復(fù)習電阻、電容、按鍵等元件測試方法并進行操作練習。2、復(fù)習數(shù)碼管的測試方法并進行測試。二、按元件高低層