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1、微课教学设计-利用单片机控制流水灯 【教学背景】 单片机原理及应用是电子信息工程以及其他电类专业必修的一门重要专业课程。该课程以 MCS-51 系 列单片机为例，讲述单片机的内部结构、工作原理及应用。 通过本课程的学习，使学生掌握单片机的基本理论和分析问题的方法，培养其应用单片机解决实际问 题的能力。I/O 口是单片机内部重要的硬件资源之一，也是单片机最为基础的部分。本次微课通过“流 水灯”这样一个生动的制作实例，使学生掌握 51 单片机 I/O 口的使用控制方法，其包括硬件设计和软 件设计两部分。此实例可以大大激发学生学习单片机的兴趣，为后续学习打下良好的基础。 【教学目标】 使学生掌握 L
2、ED 发光二极管的单向导电原理和使用方法，巩固之前在模拟电子线路这门课中所学知识； 使学生掌握利用 51 单片机的 I/O 口控制 LED 发光二极管的原理和方法；使学生回顾之前所学的指令系 统，初步掌握利用汇编语言编写实际工程例程的能力；初步培养学生利用单片机技术解决生活中实际 问题的能力。 【教学重点】 （1）利用 I/O 口控制 LED 发光二极管的硬件设计； （2） “流水灯”的软件设计。 【教学难点】 （1）LED 发光二极管必须采用低电平驱动的原因； （2） “流水灯”流水功能的软件实现。 【教学方法】 （1）项目教学法 利用一个实际生活中的例子（流水灯） ，讲解 51 单片机 I
3、/O 口的使用控制方法。由于此实例趣味性较 高，可以大大激发学生学习单片机的兴趣，提高他们的学习积极性，并使学生初步了解单片机在实际 应用中的作用。 （2）启发教学法在课堂教学中，对于学习难点，教师设计问题，通过提问方式，引导学生思考问题， 吸引其注意力，使其自己找到问题的答案，激发其学习兴趣。 【教学进程】 1、发光二极管的介绍（30 秒） 2、LED 装饰品的介绍并演示学生作品视频（1 分钟） 3、 “流水灯”流水要求介绍（40 秒） 4、流水灯硬件电路设计（5 分 30 秒） 5、流水灯软件设计思想（4 分钟） 6、流水灯软件设计流程图（50 秒） 7、流水灯软件程序讲解（3 分钟） 8
4、、实物演示（25 秒） 9、课后思考题（35 秒） 【教学内容】 1、发光二极管的介绍 指出发光二极管是本次课程主要用到的元器件，简单介绍其技术指标（如图 1） 。图 1 发光二极管主要技术指标介绍2、LED 装饰品介绍 指出现在有很多装饰品是由多个 LED 组成，通过控制 LED 的亮灭形成一幅幅图案（如图 2） ，以达到 美观的效果。同时播放由我校学生自主设计的作品视频，让学生直观感受到炫目的效果，并引出这次 课的主题利用单片机控制流水灯。图 2 LED 装饰品 3、明确“流水灯”设计要求指出具体的流水要求（如图 3） 。图 3 流水要求 4、流水灯硬件电路设计 明确发光二极管在 51 单
5、片机中采用的驱动方式（低电平驱动（如图 4） ） ，并提问能否采用高电平驱动， 给出相应的硬件电路图（如图 5）并说明不能驱动的原因，最后给出限流电阻的计算方法（如图 6） 。图 4 发光二极管的驱动方式图 5 发光二极管高电平驱动电路图图 6 限流电阻计算方法 5、软件设计思想 把软件程序中几个比较关键的地方提出来设置成问题，引发学生思考，并给出关键指令（如图 7） 。图 7 几个关键问题 6、软件流程图 在具体程序之前给出软件流程图，明确整个软件设计的流程（如图 8） 。图 8 软件流程图 7、软件设计程序软件设计程序（如图 9）在用 PPT 播放时不是同时给出，而是按照软件流程图的顺序
6、（P1 口赋初值点亮第一个灯调用延时子程序P1 口左环移循环）分步给出，让学生进一步理清程 序设计的脉络。图 9 软件设计程序 8、实物演示将上述程序下载到单片机中，实物演示效果，让学生有最直观的感受。 9、思考题 围绕本次课程，给出两道思考题，启发学生思考，使学生能够更透彻地理解软件设计的内容（如图 10） 。图 10 思考题 【教学总结】 单片机原理及应用是电子类学生一门非常重要的专业课程，单片机同时也是该专业学生参加电子类竞 赛和今后工作中用到的主要器件。要想学好单片机必须想办法激发学生的学习兴趣。本次微课通过流 水灯这样一个生动有趣的实例，采用 PPT 讲解、视频演示、实物演示等多种教学手段，向学生展示了 整个流水灯的设计过程（包括硬件设计、软件设计） ，使学生掌握 51 单片机的 I/O 口使用控制方法， 并回顾之前所学的指令系统，激发学生的学习兴趣，培养其应用单片机解决实际问题的能力。 在今后单片机的教学过程中，能不能开发出更多更好的项目，既结合理论教学需要，又兼顾学生的兴 趣爱好，这是单片机教学中可以参考的方向。
