單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程整體教學(xué)設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)整體教學(xué)設(shè)計(jì)（2015 2016學(xué)年第2學(xué)期） 課程名稱： 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 所屬系部： 信息與智能工程系 制定人： 郭志勇 鞏雪潔 合作人： 李自成 張留忠 制定時(shí)間： 2016.1.16 安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、課程基本信息課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)課程代碼：085011學(xué)分：6.5學(xué)時(shí)：90授課時(shí)間：第2學(xué)期授課對(duì)象：高職學(xué)生課程類型：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等專業(yè)職業(yè)能力必修課先修課程:計(jì)算機(jī)電路、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)后續(xù)課程:嵌入式系統(tǒng)、智能機(jī)器人一、課程定位本課程主要是以智能控制、智能電子產(chǎn)品、智能機(jī)器人工程項(xiàng)目為主線，采用企業(yè)真實(shí)工作任務(wù)，通過“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式，對(duì)國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用

2、的MCS-51系列單片機(jī)的AT89S52單片機(jī)工作原理、應(yīng)用系統(tǒng)的剖析，使學(xué)生獲得有關(guān)單片機(jī)硬件、軟件的基本概念、基本知識(shí)和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)編程入門知識(shí)以及用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行、調(diào)試等基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。1. 崗位分析：本課程主要培養(yǎng)具有智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試和制作能力的技術(shù)技能型人才，可以從事智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)、銷售與服務(wù)等相關(guān)工作，如圖1所示。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)（專業(yè)技術(shù)課程）計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)專業(yè)智能電子產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售和服務(wù)智能電子產(chǎn)品開發(fā)和智能控制崗位群專業(yè)課程圖1 課程與崗位2. 課程分析：本課程是計(jì)算

3、機(jī)控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的職業(yè)能力必修課程，是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)專業(yè)核心課程。在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)專業(yè)課程體系中，基于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的課程結(jié)構(gòu)如圖2所示。計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)電路C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)（核心課程）嵌入式系統(tǒng)、智能移動(dòng)終端、智能機(jī)器人等專業(yè)課程圖2 基于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的課程結(jié)構(gòu)位于最底層的是本課程的先修課程，也是專業(yè)基礎(chǔ)課程；本課程是專業(yè)核心課程；位于最上層的是本課程的后續(xù)課程，既專業(yè)課程。基于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的課程結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了無縫對(duì)接，同時(shí)也是我們學(xué)校其它相關(guān)專業(yè)的骨干課程，如嵌入式技術(shù)、電子信息工程技術(shù)、機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化、數(shù)控技術(shù)等專業(yè)都開設(shè)本課程。二、課程目標(biāo)設(shè)

4、計(jì)總體目標(biāo)：學(xué)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能熟練使用Proteus仿真軟件、C語(yǔ)言編程，能完成簡(jiǎn)單的智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計(jì)開發(fā)；能根據(jù)智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計(jì)要求進(jìn)行元器件焊接組裝、軟硬件調(diào)試；培養(yǎng)學(xué)生具有一定的創(chuàng)新思維能力，科學(xué)的工作方法和良好的職業(yè)道德意識(shí)，為提高學(xué)生職業(yè)技能奠定良好基礎(chǔ)。能力目標(biāo)：（1）會(huì)運(yùn)用keil集成開發(fā)環(huán)境，能用C語(yǔ)言編寫控制程序、下載調(diào)試、查閱幫助的技能；（2）會(huì)運(yùn)用Proteus仿真軟件，在計(jì)算機(jī)上完成從單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真運(yùn)行的技能；（3）會(huì)智能電子產(chǎn)品、智能控制的開發(fā)流程和設(shè)計(jì)方法；（4）能編制出智能電子產(chǎn)品、智能控制的總體設(shè)計(jì)方案；（5）能根據(jù)智能電

5、子產(chǎn)品、智能控制設(shè)計(jì)要求，完成元器件采購(gòu)、焊接組裝、軟硬件調(diào)試； （6）具備智能電子產(chǎn)品、智能控制的運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)改造、生產(chǎn)管理崗位的能力。 知識(shí)目標(biāo)： （1）知道MCS-51單片機(jī)的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能；（2）會(huì)C51的C語(yǔ)言程序基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和基本語(yǔ)句；（3）會(huì)C語(yǔ)言程序分析、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)程序編寫；（4）知道MCS-51單片機(jī)中斷的概念及中斷系統(tǒng)；（5）會(huì)靈活應(yīng)用MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；（6）能應(yīng)用MCS-51單片機(jī)的I/O接口，完成顯示、鍵盤、D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換、串行通信的設(shè)計(jì)。素質(zhì)目標(biāo)：（1）能制定出切實(shí)可行的工作計(jì)劃，提出解決實(shí)際問題的方法；（2）具

6、有對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的學(xué)習(xí)能力，通過不同途徑獲取信息的能力，以及對(duì)工作結(jié)果進(jìn)行評(píng)估的能力；（3）具有決策能力，能記錄、收集、處理、保存各類專業(yè)技術(shù)的信息資料。（4）具有良好的思想品德、敬業(yè)與團(tuán)隊(duì)精神及協(xié)調(diào)人際關(guān)系的能力；（5）具有一定的語(yǔ)言和文字表達(dá)能力；（6）具有科學(xué)的創(chuàng)新精神、決策能力和執(zhí)行能力；（7）具有從事專業(yè)工作安全生產(chǎn)、環(huán)保、職業(yè)道德等意識(shí)。職業(yè)技能證書要求：本課程對(duì)應(yīng)的職業(yè)技能證書要求如表1所示。表1 職業(yè)技能證書表序號(hào)職業(yè)資格名稱頒證單位等級(jí)1家用電子產(chǎn)品維修工人力資源和社會(huì)保障部中級(jí)2計(jì)算機(jī)裝調(diào)員人力資源和社會(huì)保障部中級(jí)3嵌入式單片機(jī)設(shè)計(jì)工程師中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式系統(tǒng)分會(huì)中級(jí)

7、3、 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)：本課程主要是以智能電子產(chǎn)品和智能控制工程項(xiàng)目為主線，采用企業(yè)真實(shí)工作任務(wù)，通過Proteus仿真軟件設(shè)計(jì)和C語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上完成從單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真一氣呵成，同時(shí)在每個(gè)項(xiàng)目中融入了元器件焊接組裝、軟硬件調(diào)試，真正實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)與制作。本課程內(nèi)容與職業(yè)崗位標(biāo)準(zhǔn)密切接軌，從職業(yè)崗位技能出發(fā)，課程內(nèi)容分為技能基礎(chǔ)、技能提高和技能綜合應(yīng)用（即單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)）三部分部分，其中技能綜合應(yīng)用是停課一周進(jìn)行，如圖3所示。LED控制模擬量輸入輸出設(shè)計(jì)鍵盤控制電機(jī)方向轉(zhuǎn)速LED循環(huán)點(diǎn)亮控制數(shù)碼管顯示控制鍵盤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用串行通信設(shè)計(jì)按鍵

8、設(shè)置液晶電子鐘8路溫度采集監(jiān)控系統(tǒng)點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)技能基礎(chǔ)訓(xùn)練技能提高訓(xùn)練技能綜合訓(xùn)練技術(shù)逐漸綜合難度逐漸增加圖3 課程內(nèi)容組織設(shè)計(jì)總課時(shí)在90學(xué)時(shí)左右，用11個(gè)智能電子產(chǎn)品和智能控制項(xiàng)目作為載體組織教學(xué)內(nèi)容，將相關(guān)知識(shí)、能力要求貫穿于每個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐中。技能基礎(chǔ)模塊安排64學(xué)時(shí)左右，主要注重職業(yè)崗位的基本技能訓(xùn)練，使學(xué)生能完成簡(jiǎn)單的智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作和調(diào)試；技能提高模塊可以根據(jù)實(shí)際需要選擇項(xiàng)目，安排26學(xué)時(shí)左右，主要注重職業(yè)崗位的開發(fā)技能訓(xùn)練以及學(xué)生的課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生具有智能電子產(chǎn)品和智能控制開發(fā)制作和調(diào)試的能力。本課程內(nèi)容安排如表2所示。表2 課程內(nèi)容安排表序號(hào)模塊（或子模塊

9、）名稱學(xué)時(shí)1技能基礎(chǔ)模塊（64學(xué)時(shí)）發(fā)光二極管LED控制82LED循環(huán)點(diǎn)亮控制103數(shù)碼管顯示控制104鍵盤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)105定時(shí)器/計(jì)數(shù)器綜合應(yīng)用86模擬量輸入輸出設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)87單片機(jī)串行通信設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)108技能提高模塊（任選）鍵盤控制電機(jī)方向和轉(zhuǎn)速89按鍵設(shè)置液晶電子鐘8108路溫度采集監(jiān)控系統(tǒng)811點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10合 計(jì)904、 能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境參考學(xué)時(shí)情境名稱情境描述學(xué)習(xí)情境1技能基礎(chǔ)部分（1）知道單片機(jī)的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能；（2）知道C語(yǔ)言程序基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和基本語(yǔ)句；（3）會(huì)C語(yǔ)言程序分析、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)程序編寫；（4）知道中斷的概念及MCS-51單

10、片機(jī)的中斷系統(tǒng)；（5）會(huì)靈活使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；（6）會(huì)應(yīng)用I/O接口、顯示、鍵盤接口、D/A、A/D轉(zhuǎn)換接口、串行接口；（7）能完成智能電子產(chǎn)品元器件焊接組裝、軟硬件調(diào)試。64學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)情境2技能提高部分（1）會(huì)智能電子產(chǎn)品和智能控制電路設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)的方法；（2）會(huì)用C語(yǔ)言編寫智能電子產(chǎn)品和智能控制程序以及實(shí)現(xiàn)的方法；（3）會(huì)編制智能電子產(chǎn)品和智能控制的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案；（4）能根據(jù)產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和要求進(jìn)行元器件采購(gòu)、焊接組裝、軟硬件調(diào)試；（5）具備單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)維護(hù)、技術(shù)改造、運(yùn)行管理崗位的能力。26學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)情境3單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)部分.通過單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)完成，學(xué)生能識(shí)別電子

11、元器件，會(huì)電路板元器件焊接以及電路板調(diào)試，能完成單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)程序設(shè)計(jì)，能完成單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)軟硬件運(yùn)行與調(diào)試。停課一周26學(xué)時(shí)五、項(xiàng)目情境設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境1 參考學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）知道單片機(jī)的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能；（2）知道C語(yǔ)言程序基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和基本語(yǔ)句；（3）會(huì)C語(yǔ)言程序分析、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)程序編寫；（4）知道中斷的概念及MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)；（5）會(huì)靈活使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；（6）會(huì)應(yīng)用I/O接口、顯示、鍵盤接口、D/A、A/D轉(zhuǎn)換接口、串行接口；（7）能完成智能電子產(chǎn)品元器件焊接組裝、軟硬件調(diào)試。學(xué)習(xí)情境教學(xué)方法和建議子情境1任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一

12、體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。能完成單片機(jī)最小系統(tǒng)和輸出電路設(shè)計(jì)，能應(yīng)用C語(yǔ)言程序完成單片機(jī)輸入輸出控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED控制的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。發(fā)光二極管LED控制子情境2任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。能完成單片機(jī)的輸入輸出電路設(shè)計(jì)，能應(yīng)用C語(yǔ)言程序完成單片機(jī)輸入輸出控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED循環(huán)點(diǎn)亮控制的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。LED循環(huán)點(diǎn)亮控制子情境3任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。能熟練掌握單片機(jī)與數(shù)碼管的接口技術(shù)，能完成單片機(jī)的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)及靜態(tài)顯示電路設(shè)計(jì)，能完成數(shù)碼管動(dòng)態(tài)和靜

13、態(tài)顯示的C語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。數(shù)碼管顯示控制子情境4任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。能獨(dú)立完成單片機(jī)鍵盤電路的設(shè)計(jì)，能使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤的掃描和按鍵識(shí)別控制程序的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。鍵盤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)子情境5任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。能完成單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器相關(guān)電路的設(shè)計(jì)，能應(yīng)用C語(yǔ)言程序完成單片機(jī)定時(shí)器初始化及相關(guān)編程控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)定時(shí)器應(yīng)用于相關(guān)電路的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。定時(shí)/計(jì)數(shù)器綜合應(yīng)用子情境6任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。

14、能完成單片機(jī)與ADC0808/ADC0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、DAC0832數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片的電路和C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，掌握ADC0808/ADC0809、DAC0832與單片機(jī)的連接及編程技能。模擬量輸入輸出設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)子情境7任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。通過串行通信基本知識(shí)和單片機(jī)串行通信基本原理的學(xué)習(xí)，能夠掌握單片機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)方法及編程方法。單片機(jī)串行通信設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)情境2 參考學(xué)時(shí)：26學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）會(huì)智能電子產(chǎn)品和智能控制電路設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)的方法；（2）會(huì)用C語(yǔ)言編寫智能電子產(chǎn)品和智能控制程序以及實(shí)現(xiàn)的方法；（3）會(huì)

15、編制智能電子產(chǎn)品和智能控制的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案；（4）能根據(jù)產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和要求進(jìn)行元器件采購(gòu)、焊接組裝、軟硬件調(diào)試；（5）具備單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)維護(hù)、技術(shù)改造、運(yùn)行管理崗位的能力。學(xué)習(xí)情境教學(xué)方法和建議子情境1任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。能利用AT89S52單片機(jī)及獨(dú)立鍵盤，通過C語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)的速度和方向，完成單片機(jī)輸入輸出控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。鍵盤控制電機(jī)方向和轉(zhuǎn)速子情境2任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。能利用AT89S52單片機(jī)及RT12864液晶

16、屏，通過按鍵設(shè)置液晶電子鐘電路設(shè)計(jì)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，完成按鍵設(shè)置液晶電子鐘的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。按鍵設(shè)置液晶電子鐘子情境3任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。能利用AT89S52單片機(jī)及DS18B20單總線數(shù)字傳感器，通過C語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)8路溫度采集監(jiān)控，完成單片機(jī)輸入輸出控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。8路溫度采集監(jiān)控系統(tǒng)子情境4任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。能完成點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)，充分理解電路中關(guān)于I/O擴(kuò)展、存儲(chǔ)擴(kuò)展和I2C總線等硬件電路的設(shè)計(jì)方法和原理，并能夠用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)陣屏、I2C通訊總線的

17、控制和對(duì)外擴(kuò)存儲(chǔ)的訪問，最終實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣屏漢字、日期和溫度顯示等功能。點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)情境3 參考學(xué)時(shí)：26學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)完成，學(xué)生能識(shí)別電子元器件，會(huì)電路板元器件焊接以及電路板調(diào)試，能完成單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)程序設(shè)計(jì)，能完成單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)軟硬件運(yùn)行與調(diào)試。學(xué)習(xí)情境教學(xué)方法和建議子情境1任務(wù)載體采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。（1）認(rèn)識(shí)電子元器件；（2）電路設(shè)計(jì)及電子元器件焊接；（3）編寫C語(yǔ)言程序及調(diào)試；（4）系統(tǒng)整體調(diào)試。（5）單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)任務(wù)考核（1）火車站臺(tái)警戒系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)板（2）滾梯節(jié)能控制系統(tǒng)（3）溫度控制語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)（

18、4）門窗防盜系統(tǒng)（5）智能超聲波測(cè)距系統(tǒng)六、課程進(jìn)程表見單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)授課計(jì)劃。7、 第一次課設(shè)計(jì)和最后一次課設(shè)計(jì)項(xiàng)目一 發(fā)光二極管LED控制1.1 工作模塊1 點(diǎn)亮一個(gè)LED（第一次課）工作任務(wù)：使用AT89S52單片機(jī)的I/O引腳接發(fā)光二極管LED，通過C語(yǔ)言程序控制，點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管。終極目標(biāo)：能完成單片機(jī)最小系統(tǒng)和輸出電路設(shè)計(jì)，能應(yīng)用C語(yǔ)言程序完成單片機(jī)輸入輸出控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED控制的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。促成目標(biāo)：1. 知道AT89S52單片機(jī)結(jié)構(gòu)；2. 知道AT89S52單片機(jī)的引腳功能；3. 會(huì)AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)；4. 會(huì)C語(yǔ)言基本構(gòu)成和基本語(yǔ)句；5. 會(huì)利用單片

19、機(jī)I/O口實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮一個(gè)LED。教學(xué)方法：采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式，項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。教學(xué)設(shè)計(jì)：在工作模塊1點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管中，用Proteus仿真軟件完成第一個(gè)單片機(jī)電路、用Keil C51完成第一個(gè)C語(yǔ)言LED控制程序；通過“邊做邊學(xué)”，學(xué)習(xí)AT89S52單片機(jī)結(jié)構(gòu)、引腳功能，完成最小系統(tǒng)電路和LED電路設(shè)計(jì)；通過“邊做邊學(xué)”，學(xué)習(xí)基于單片機(jī)的C語(yǔ)言基本構(gòu)成和基本語(yǔ)句，完成單片機(jī)點(diǎn)亮一個(gè)LED的程序設(shè)計(jì)。課時(shí)：4學(xué)時(shí)教學(xué)過程：1.1.1 用Proteus設(shè)計(jì)第一個(gè)LED控制電路Proteus是英國(guó)Labcenter Electronics公司開發(fā)的多功能EDA

20、軟件。Proteus不僅是模擬電路、數(shù)字電路、模/數(shù)混合電路的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，也是目前較先進(jìn)的單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。它實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)上完成從原理圖與電路設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級(jí)調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測(cè)試與功能驗(yàn)證到形成PCB的完整的電子設(shè)計(jì)、研發(fā)過程。1點(diǎn)亮一個(gè)LED電路按照工作任務(wù)要求，點(diǎn)亮一個(gè)LED電路由AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)和一個(gè)LED電路構(gòu)成。LED點(diǎn)亮電路設(shè)計(jì)如圖1-1所示。圖1-1 LED點(diǎn)亮電路在LED點(diǎn)亮電路中，LED的陽(yáng)極通過220W限流電阻后連接到5V電源上，限流電阻在這里起到了限流的作用，使通過LED的電流被限制在十幾毫安左右。P1.0引腳接LED

21、的陰極，P1.0引腳輸出低電平時(shí)對(duì)應(yīng)的LED點(diǎn)亮，輸出高電平時(shí)對(duì)應(yīng)的LED熄滅。2用Proteus仿真軟件完成點(diǎn)亮一個(gè)LED電路用Proteus仿真軟件完成第一個(gè)LED控制電路，步驟如下：（1）雙擊桌面上的ISIS 7 Professional圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的“開始”“程序”Proteus 7 ProfessionalISIS 7 Professional，進(jìn)入Proteus ISIS集成環(huán)境；（2）新建設(shè)計(jì)文件、設(shè)置圖紙尺寸、設(shè)置網(wǎng)格、保存設(shè)計(jì)文件為“點(diǎn)亮一個(gè)LED.DSN”；（3）從Proteus元器件庫(kù)中選取元器件AT89S52也可用AT89C52代替（單片機(jī)）、CRYSTAL（

22、晶振）、CAP（電容）、CAP-ELEC（電解電容）、RES（電阻）、LED-RED（紅色發(fā)光二極管）；（4）按圖1-1所示放置元器件、編輯元器件、放置終端，然后進(jìn)行連線和屬性設(shè)置；（5）最后進(jìn)行電氣規(guī)則檢測(cè)。單擊“工具”“電氣規(guī)則檢查”命令，彈出檢查結(jié)果窗口，完成電氣檢測(cè)。若檢測(cè)出錯(cuò)，根據(jù)提示修改電路圖并保存，直至檢測(cè)成功。1.1.2 用Keil C51設(shè)計(jì)第一個(gè)C語(yǔ)言LED控制程序Keil C51是德國(guó)Keil軟件公司開發(fā)的基于8051 內(nèi)核的微控制器軟件開發(fā)平臺(tái)，是51系列單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，是目前開發(fā)8051 內(nèi)核單片機(jī)的主流工具。Keil C51軟件提供了豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大

23、的集成開發(fā)調(diào)試工具，可以完成工程建立和管理、編譯、連接、目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真和硬件仿真等完整的開發(fā)流程。1編寫點(diǎn)亮一個(gè)LED程序由于P1.0引腳接LED的陰極，LED的陽(yáng)極通過220限流電阻后連接到5V電源上，所以從P1.0引腳輸出低電平就可以點(diǎn)亮LED?！包c(diǎn)亮一個(gè)LED”的C語(yǔ)言程序如下：#include <AT89X52.H> /包含AT89X52.H頭文件sbit LED=P10; /定義LED為P1.0引腳void main (void) LED=0; /P1.0引腳輸出低電平點(diǎn)亮LED while(1);程序編程說明：（1）“#include <AT89X52.

24、H>”語(yǔ)句是一個(gè)“文件包含”處理，是將AT89X52.H頭文件的內(nèi)容全部包含進(jìn)來。這里程序中包含AT89X52.H頭文件的目的是為了要使用P10這個(gè)符號(hào)，即通知C編譯器，程序中所寫的P10是指AT89S52單片機(jī)的P1.0引腳。（2）P1.0不能直接使用，這里用 “sbit LED=P10;”就是定義用符號(hào)LED來表示 P1.0 引腳，也可以起P1_0 或P10一類的名字。（3）“LED=0;”語(yǔ)句是使P1.0引腳輸出低電平，點(diǎn)亮發(fā)光二極管LED。（4）“while(1);”語(yǔ)句的表達(dá)式是1，也就是說while語(yǔ)句的表達(dá)式始終為真，進(jìn)入死循環(huán)，LED始終點(diǎn)亮。（5）Keil C 支持 C

25、+風(fēng)格的注釋，可以用“/”進(jìn)行注釋，也可以用/*/進(jìn)行注釋。2建立第一個(gè)C程序項(xiàng)目雙擊桌面上的Keil Vision2圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的“開始”“程序”Keil Vision2，進(jìn)入Keil Vision2集成開發(fā)環(huán)境。（1）建立工程文件，選擇單片機(jī)。單擊“工程”“新建工程”命令，在彈出的“新建工程”對(duì)話框中指定文件夾，輸入文件名“點(diǎn)亮一個(gè)LED”，單擊“保存”按鈕，在彈出的為目標(biāo)Target 1選擇設(shè)備對(duì)話框中選擇單片機(jī)型號(hào)（Atmel的89S52），單擊“確定”按鈕。（2）建立源文件并加載。單擊 “文件”“新建”命令，在文件編輯窗口輸入“點(diǎn)亮一個(gè)LED”的C語(yǔ)言源程序，單擊 “文件”

26、“保存”命令，在彈出的“另存”對(duì)話框中指定文件夾（一般與工程文件放在同一文件夾中），輸入文件名“點(diǎn)亮一個(gè)LED.c”（c為C語(yǔ)言源程序的后綴），單擊“保存”按鈕，完成源文件的建立。在工程窗口中右擊Target 1文件夾下的Source Group 1文件夾后，單擊彈出菜單的AddFiels to GroupSource Group 1，在彈出的AddFiels to GroupSource Group 1對(duì)話框中將文件類型設(shè)為C Source file (*.c)，單擊剛才保存的源文件名“點(diǎn)亮一個(gè)LED.c”，單擊Add按鈕再單擊“關(guān)閉”按鈕，完成源文件加載。（3）設(shè)置工程的配置參數(shù)。在工程窗

27、口中右擊Target 1文件夾，單擊彈出快捷菜單中的Options for TargetTarget 1，在彈出的Options for TargetTarget 1對(duì)話框中做以下設(shè)置：Target標(biāo)簽頁(yè)的晶振頻率欄設(shè)為12MHz，Output標(biāo)簽頁(yè)選中Create Hex Files復(fù)選框，其余采用默認(rèn)設(shè)置。單擊“確定”按鈕，完成配置參數(shù)設(shè)置。（4）進(jìn)行編譯和連接。單擊“工程”“構(gòu)造目標(biāo)”，完成編譯，生成名為“點(diǎn)亮一個(gè)LED.hex”的HEX文件。通過輸出窗口查看編譯信息，若提示出錯(cuò)，雙擊輸出窗口的出錯(cuò)信息行，文件編輯窗口中出錯(cuò)指令所在行左側(cè)會(huì)有箭頭提示，逐個(gè)排除錯(cuò)誤后重新編譯。（5）進(jìn)入調(diào)

28、試模式，打開P1口對(duì)話框。在調(diào)試模式中，單擊 “外圍設(shè)備”I/O-PortsPort 1，打開P1口對(duì)話框。（6）全速運(yùn)行程序。單擊“調(diào)試”“運(yùn)行到”或調(diào)試工具欄的“運(yùn)行”按鈕，通過P1口對(duì)話框觀察P1.0引腳是否輸出低電平，打勾為高電平，不打勾則為低電平，Pins為引腳的狀態(tài)。1.1.3 用Proteus仿真運(yùn)行調(diào)試1加載“點(diǎn)亮一個(gè)LED.hex ”目標(biāo)代碼文件首先打開Proteus的“點(diǎn)亮一個(gè)LED”電路，然后雙擊單片機(jī)AT89S52，在彈出的“編輯元件”對(duì)話框中單擊Program File欄的“打開”按鈕，在彈出的“選擇文件名”對(duì)話框中找到前面編譯生成的“點(diǎn)亮一個(gè)LED.hex”文件，單

29、擊“打開”按鈕，完成“點(diǎn)亮一個(gè)LED.hex ”文件的加載。同時(shí)將Clock Frequency欄中的頻率設(shè)為12MHz，單擊“確定”按鈕，即可完成加載目標(biāo)代碼文件。2仿真運(yùn)行調(diào)試（1）單擊仿真工具欄的“單步運(yùn)行”按鈕，進(jìn)入單步運(yùn)行狀態(tài)。單擊“調(diào)試”8051 CPU Registers，單擊“調(diào)試”8051 CPU SFR Memory，分別打開工作寄存器窗口和特殊功能寄存器窗口。單擊源代碼調(diào)試窗口的“單步執(zhí)行”按鈕一次，執(zhí)行一條指令，通過各調(diào)試窗口觀察每條指令執(zhí)行后數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，以加深對(duì)硬件結(jié)構(gòu)和指令的理解。（2）單擊仿真工具欄的“運(yùn)行”按鈕，單片機(jī)全速運(yùn)行程序，對(duì)“點(diǎn)亮一個(gè)LED”進(jìn)行P

30、roteus仿真運(yùn)行。在編輯區(qū)“點(diǎn)亮一個(gè)LED”電路中，可以看到接在P1.0引腳上的LED被點(diǎn)亮，同時(shí)在打開的工作寄存器窗口和特殊功能寄存器窗口中也能看到P1口為0xFE，即P1.0引腳為低電平，其他引腳都為高電平。【技能訓(xùn)練1-1】單片機(jī)最小系統(tǒng)應(yīng)用開關(guān)控制LED點(diǎn)亮模塊1是通過程序使P1.0引腳輸出低電平來點(diǎn)亮LED的。在這里如果通過開關(guān)控制LED點(diǎn)亮，那么如何實(shí)現(xiàn)呢？1電路設(shè)計(jì)開關(guān)控制LED點(diǎn)亮是AT89S52單片機(jī)的一種最簡(jiǎn)單電路，它包含3個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、輸入電路和輸出電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)由AT89S52單片機(jī)、晶振電路和上電復(fù)位電路構(gòu)成。輸入部件是開關(guān)SW，輸出部件是LED，

31、如圖1-2所示。由于只使用內(nèi)程序存儲(chǔ)器，AT89S52的EA端接電源正端。圖1-2 開關(guān)控制LED點(diǎn)亮電路2程序設(shè)計(jì)（1）開關(guān)控制點(diǎn)亮LED分析。開關(guān)閉合：P1.0=0，LED點(diǎn)亮；開關(guān)斷開：P1.0=1，LED熄滅。流程圖如圖1-3所示。圖1-3 開關(guān)控制點(diǎn)亮LED流程圖（2）編寫開關(guān)控制LED點(diǎn)亮程序。#include <AT89X52.H> /包含AT89X52.H頭文件sbit SW=P30; /定義SW是P3.0位對(duì)應(yīng)的引用符號(hào)sbit LED=P10; /定義LED是P1.0位對(duì)應(yīng)的引用符號(hào)void main (void) while(1) if(SW=0) LED=0

32、; /開關(guān)閉合SW=0：P1.0=0，LED點(diǎn)亮 else LED=1; /開關(guān)斷開SW=1：P1.0=1，LED熄滅   【焊接制作訓(xùn)練】單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路的制作與調(diào)試1.制作任務(wù)在萬能板上，焊接制作AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)以及LED電路，并通過ISP接口下載程序，實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)亮和閃爍功能。2.制作目的（1）了解單片機(jī)最小系統(tǒng)制作過程，掌握電子元器件檢測(cè)、識(shí)別和焊接方法及硬件電路關(guān)鍵點(diǎn)測(cè)試方法。（2）學(xué)會(huì)用ISP軟件加載程序到AT89S52單片機(jī)芯片，觀察LED運(yùn)行情況是否與設(shè)計(jì)功能相符，并掌握基本的調(diào)試手段和方法。3.制作過程焊接單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路的元器件如表

33、1-1所示。表1-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路元件清單元件注釋封裝數(shù)量元件注釋封裝數(shù)量單片機(jī)AT89S52PDIP1輕微按鍵SW1晶振11.0592MJZ1電阻10KAXIAL0.31瓷片電容104RAD0.12電阻1KAXIAL0.31電解電容10FRAD0.11LEDLED-11IC插座 DIP401根據(jù)“工作模塊1”圖1-1所示電路圖，完成單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路電路焊接制作。焊接電子元器件原則是由小到大、由矮到高，首先焊接電阻、電容、發(fā)光二極管，然后焊接按鍵、晶振，最后焊接IC插座、接線端子。焊接好的電路板如圖1-4所示。圖1-4 單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路實(shí)物照片元器件焊接時(shí)注意

34、事項(xiàng)如下：（1）電解電容（瓷片電容不分正負(fù)極）、發(fā)光二極管都具有一長(zhǎng)一短兩個(gè)引腳，長(zhǎng)腳為正極、短腳為負(fù)極。 （2）焊接底座時(shí)要先焊接兩個(gè)對(duì)角引腳，將其固定在線路板子上，防止底座焊接不平，然后焊接其它引腳。底座焊接完后，將單片機(jī)芯片兩排引腳分別向內(nèi)側(cè)壓一下，以便插入芯片底座。（3）晶振電路盡量靠近單片機(jī)芯片進(jìn)行焊接，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。選用復(fù)位電路所使用的開關(guān)時(shí)，最好選用點(diǎn)觸開關(guān)，便于操作。 （4）焊接后，元器件外觀要整齊、焊點(diǎn)要飽滿（防止虛焊）、引腳不宜過高。在放置元器件時(shí)，還要考慮為方便以后開發(fā)，在線路板上預(yù)留一定空間。4.硬件檢測(cè)與調(diào)試（1）上電前，

35、檢測(cè)單片機(jī)VCC 和GND 是否短路。上電后，檢測(cè)單片機(jī)40腳和20腳之間是否有5V電壓。（2）檢測(cè)晶振兩端（第18-19引腳）電壓是否為0.5-1.6V，如果有則說明晶振電路工作正常。（3）按下復(fù)位按鍵，檢測(cè)第9腳的電壓是否會(huì)變化。如果按鍵沒有按下時(shí)電壓為0V，按鍵按下后電壓立刻變?yōu)?V，之后很快降為0V，則表示復(fù)位電路正常。5.軟件下載與調(diào)試通過ISP下載器把“項(xiàng)目一LED控制.hex”文件燒入單片機(jī)芯片中，如果LED運(yùn)行結(jié)果與設(shè)計(jì)功能相符，說明上面焊接過程和程序均正常，否則需進(jìn)行調(diào)試，直到功能實(shí)現(xiàn)。軟件下載、調(diào)試步驟如下：（1）首先在計(jì)算機(jī)上打開Easy 51Pro.exe，出現(xiàn)如圖1-

36、5所示主窗口畫面。點(diǎn)擊右下角的設(shè)置按扭，彈出如圖1-6所示程序燒錄界面，在編程器類型中設(shè)置選擇“使用Easy ISP下載線”。 圖1-5 ISP下載器主窗口 圖1-6 ISP下載線設(shè)置界面（2）把下載器的8P的排線和單片機(jī)的ISP下載接口相接，另一端連接到PC機(jī)。接著在燒錄界面中選擇實(shí)際要燒錄的芯片型號(hào)（AT89S52），再點(diǎn)擊“檢測(cè)器件”的按鈕看是否可以檢測(cè)到所燒錄的目標(biāo)芯片。（3）單擊“自動(dòng)打開文件”按鈕，選擇需要下載的程序HEX文件，可以一步一步的手動(dòng)完成，也可以點(diǎn)擊“自動(dòng)完成”后，就會(huì)一項(xiàng)一項(xiàng)的往下進(jìn)行，燒錄完成就可以運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序了。上電后，即可觀察到LED能點(diǎn)亮或閃爍，直到電源關(guān)閉才

37、能熄滅。教學(xué)小結(jié)：1Proteus能在計(jì)算機(jī)上完成從原理圖與電路設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級(jí)調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測(cè)試與功能驗(yàn)證到形成PCB的完整的電子設(shè)計(jì)、研發(fā)過程。2Keil C51是基于8051內(nèi)核的微控制器軟件開發(fā)平臺(tái)，是51系列單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)?？梢酝瓿晒こ探⒑凸芾怼⒕幾g、連接、目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真和硬件仿真等完整的開發(fā)流程。3單片機(jī)主要應(yīng)用在家用電器、智能卡、智能儀器儀表、網(wǎng)絡(luò)與通信以及工業(yè)控制等方面。4AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)就是指由單片機(jī)和一些基本的外圍電路所組成的一個(gè)可以工作的單片機(jī)系統(tǒng)。一般來說，它包括單片機(jī)、電源、晶振電路和復(fù)位電路。5“#include

38、 <AT89X52.H>”語(yǔ)句是一個(gè)“文件包含”處理，是將AT89X52.H頭文件的內(nèi)容全部包含進(jìn)來。 “sbit LED=P10;” 語(yǔ)句是定義用符號(hào)LED來表示 P1.0 引腳。Keil C支持C+風(fēng)格的注釋，可以用“/”進(jìn)行注釋，也可以用/*/進(jìn)行注釋。 【問題與討論】1-1 簡(jiǎn)述Keil C51和Proteus軟件的主要功能。1-2 簡(jiǎn)述單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。1-3 簡(jiǎn)述單片機(jī)的主要特點(diǎn)。1-4 單片機(jī)最小系統(tǒng)由哪幾部分組成？現(xiàn)要求LED的陽(yáng)極接在P1.0引腳上，請(qǐng)完成LED點(diǎn)亮電路及其C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。項(xiàng)目十一 點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)11.2 工作模塊28 16×32

39、LED點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)（最后一次課）工作任務(wù)：利用AT89S52單片機(jī)及8×8點(diǎn)陣顯示模塊，完成16×32點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)，采用逐列掃描方法，用C語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)16×32點(diǎn)陣分屏顯示和移動(dòng)顯示4個(gè)漢字。終極目標(biāo)：能利用AT89S52單片機(jī)及8×8點(diǎn)陣顯示模塊，完成16×32點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)，充分理解電路中關(guān)于I/O擴(kuò)展等硬件電路的設(shè)計(jì)方法和原理，能夠用C語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)16×32點(diǎn)陣分屏顯示和移動(dòng)顯示漢字等功能，完成16×32點(diǎn)陣顯示的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。促成目標(biāo)：1知道8×8點(diǎn)陣顯示模塊結(jié)構(gòu)和工作原理；2會(huì)利用8×

40、8點(diǎn)陣顯示模塊構(gòu)建16×32點(diǎn)陣顯示模塊以及測(cè)試方法；3知道74LS138、74LS154和74LS595芯片的功能和使用方法；4會(huì)利用74LS138、74LS154和74LS595芯片設(shè)計(jì)行列驅(qū)動(dòng)電路；5會(huì)16×32LED點(diǎn)陣逐列掃描顯示和逐行掃描方法，以及16×32點(diǎn)陣顯示程序的設(shè)計(jì)方法。教學(xué)方法：采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式，項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。教學(xué)設(shè)計(jì)：目前，在市場(chǎng)上常見的LED點(diǎn)陣顯示屏主要有 5×7、8×8、16×16 等幾種規(guī)格。若要顯示阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母、特殊符號(hào)等，可采用 5×7、

41、8×8 的點(diǎn)陣即可夠用，若要顯示中文字，則需要 4 片 8×8 的點(diǎn)陣組成 16×16 LED點(diǎn)陣顯示屏才能顯示一個(gè)中文字。通過“邊做邊學(xué)”，學(xué)習(xí)8×8點(diǎn)陣LED的內(nèi)部電路、工作過程、8×8點(diǎn)陣顯示模塊構(gòu)建16×32點(diǎn)陣顯示模塊以及測(cè)試方法，完成16×32點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)；通過“邊做邊學(xué)”，學(xué)習(xí)16×32LED點(diǎn)陣逐列掃描顯示和逐行掃描方法，以及16×32點(diǎn)陣顯示程序的設(shè)計(jì)方法，完成16×32點(diǎn)陣顯示程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行與調(diào)試。課時(shí)：4學(xué)時(shí)教學(xué)過程：11.2.1 16×32LED點(diǎn)陣顯示電路

42、設(shè)計(jì)隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED 顯示屏作為信息傳播的一種重要手段成為現(xiàn)代信息化社會(huì)的一個(gè)閃亮標(biāo)志。LED點(diǎn)陣顯示屏制作簡(jiǎn)單，安裝方便，可以用來顯示溫度、日期和文字信息等，主要應(yīng)用場(chǎng)合有：排隊(duì)叫號(hào)、公交車報(bào)站、廣告屏等。1認(rèn)識(shí)LED點(diǎn)陣漢字顯示屏LED點(diǎn)陣顯示屏是由高亮發(fā)光二極管點(diǎn)陣組成的矩陣模塊，通過控制這個(gè)二極管矩陣達(dá)到在顯示屏上顯示符號(hào)、文字等信息的目的。目前，在市場(chǎng)上常見的LED點(diǎn)陣顯示屏主要有 5×7、8×8、16×16 等幾種規(guī)格。若要顯示阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母、特殊符號(hào)等，可采用 5×7、8×8 的點(diǎn)陣即可夠用，若要顯示中文字，則

43、需要 4 片 8×8 的點(diǎn)陣組成 16×16 LED點(diǎn)陣顯示屏才能顯示一個(gè)中文字。16×32LED點(diǎn)陣漢字顯示電路由AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)、LED顯示屏、行驅(qū)動(dòng)電路和列驅(qū)動(dòng)電路等模塊構(gòu)成。216×32LED點(diǎn)陣漢字顯示模塊設(shè)計(jì)按照工作任務(wù)要求，16×32LED點(diǎn)陣漢字顯示模塊的列數(shù)據(jù)由P0口和P2口發(fā)送，P1口送列碼，通過逐列掃描實(shí)現(xiàn)16×32LED點(diǎn)陣漢字顯示。構(gòu)建一塊16×32LED點(diǎn)陣模塊，需要八塊8×8 LED點(diǎn)陣模塊，設(shè)計(jì)16×32LED點(diǎn)陣模塊步驟如下：（1）先把八個(gè)“MATRIX-8X

44、8-RED”元器件對(duì)應(yīng)的行線和列線分別進(jìn)行連接，每一條行線引腳接一行32個(gè)LED，每一條列線引腳接一列16個(gè)LED。（2）然后標(biāo)注行列引腳連線標(biāo)號(hào)，相同行標(biāo)注同一個(gè)連線標(biāo)號(hào)，相同列標(biāo)注同一個(gè)連線標(biāo)號(hào)。18行引腳連線標(biāo)號(hào)分別為P00 P07，916行引腳連線標(biāo)號(hào)分別為P20 P27；132列引腳連線標(biāo)號(hào)分別為S00 S31，如圖11-1所示。圖11-1 16×32 LED點(diǎn)陣行列引腳連線標(biāo)號(hào)（3）分開的8×8 LED點(diǎn)陣模塊并不能達(dá)到好的效果，需要把8個(gè)8×8 LED點(diǎn)陣模塊并攏成16×32 LED點(diǎn)陣模塊。先選中一塊8×8 LED點(diǎn)陣模塊，然后

45、拖動(dòng)并使其與另一塊相并攏，原來的連線已經(jīng)自動(dòng)隱藏了。做成的LED點(diǎn)陣的行線有16個(gè)引腳（在左側(cè)），列線有32個(gè)引腳（在右側(cè)只能看到16個(gè)引腳，其他16個(gè)引腳隱藏了），行線高電平有效，列線低電平有效，如圖11-2所示。圖11-2 16×32 LED點(diǎn)陣顯示模塊Proteus仿真小技巧：完成以后，在仿真運(yùn)行時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)16×32LED點(diǎn)陣模塊會(huì)有紅綠小點(diǎn)閃爍，那是在Proteus中實(shí)時(shí)顯示的電平信號(hào)。解決這個(gè)問題方法是：可以在“System”菜單下點(diǎn)擊“Set Animation Options”子菜單；打開“Anmated Circuits Configuration”對(duì)話框；

46、然后將“Animation Options”選項(xiàng)下面的“Show Logic State of Pins?”復(fù)選框中去掉選中標(biāo)志。改變?cè)O(shè)置以后，重新仿真運(yùn)行就不會(huì)有紅綠小點(diǎn)閃爍了。3列控制電路設(shè)計(jì)列驅(qū)動(dòng)電路是由2個(gè)74LS154譯碼器和一個(gè)74LS04反相器構(gòu)成。U2芯片74LS154的4個(gè)輸入端（A、B、C、D）接P1口的P1.0、P1.1、P1.2和P1.3引腳，E1端接P1口的P1.4引腳（作為片擇信號(hào)）， 16個(gè)輸出端（015）分別接16×32 LED點(diǎn)陣的前16列（S00S15列）；U 3芯片74LS154的4個(gè)輸入端（A、B、C、D）接P1口的P1.0、P1.1、P1.2

47、和P1.3引腳，E1端經(jīng)過U4芯片74LS04接P1口的P1.4引腳，16個(gè)輸出端（015）分別接16×32 LED點(diǎn)陣的后16列（S16S31列），如圖11-3所示。圖11-3 16×32 LED點(diǎn)陣列驅(qū)動(dòng)電路74LS154 為4線16 線譯碼器，74LS154 的四個(gè)輸入端（A、B、C、D）是四位二進(jìn)制代碼、有十六種狀態(tài)，十六個(gè)輸出端（015）分別對(duì)應(yīng)其中一種輸入狀態(tài)，輸出端以低電平譯出。74LS154 譯碼器每次可輸出相應(yīng)一個(gè)I/O口的低電平，正好與點(diǎn)陣屏的低電平選中列相對(duì)。74LS154的E1和E2為二個(gè)控制輸入端（又稱使能端

48、）。當(dāng)E1、E2為低電平時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)，否則譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平上。在這里，我們把2個(gè)74LS154的E2端接地，P1口的P1.4引腳直接接U2芯片74LS154的E1端，并通過74LS04反相器接U3芯片74LS154的E1端。當(dāng)P1.4引腳為低電平時(shí)，選中U2芯片74LS154；為高電平時(shí)，經(jīng)過74LS04反相為低電平，選中U3芯片74LS154。這樣，就可以通過P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P1.4引腳，完成對(duì)16×32LED點(diǎn)陣的32列逐列掃描控制了。3行控制電路設(shè)計(jì)行驅(qū)動(dòng)電路是由2個(gè)74LS245芯片和一個(gè)排阻構(gòu)成。U5芯片74LS24

49、5的8個(gè)輸入端接P0口，8個(gè)輸出端接16×32 LED點(diǎn)陣的前8行（P00P07行），排阻是P0口的上拉電阻；U6芯片74LS245的8個(gè)輸入端接P2口，8個(gè)輸出端接16×32 LED點(diǎn)陣的后8行（P20P27行），如圖11-4所示。圖11-4 16×32 LED點(diǎn)陣行驅(qū)動(dòng)電路416×32LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)通過前面的16×32LED點(diǎn)陣漢字顯示模塊、列控制電路和行控制電路設(shè)計(jì)，下面我們利用Proteus軟件實(shí)現(xiàn)16×32LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)，如圖11-5所示。圖11-5 16×32 LED點(diǎn)陣行驅(qū)動(dòng)電路運(yùn)行Proteu

50、s軟件，新建“16×32LED點(diǎn)陣顯示” 設(shè)計(jì)文件。按圖11-11所示放置并編輯AT89S52、CRYSTAL、CAP、CAP-ELEC、RES、RESPACK-8、74LS245、74LS154、74LS04、BUTTON和MATRIX-8X8-RED等元器件。完成16×32LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)后，進(jìn)行電氣規(guī)則檢測(cè)，直至檢測(cè)成功。11.2.2 16×32LED點(diǎn)陣漢字顯示程序設(shè)計(jì)按照工作任務(wù)要求和電路設(shè)計(jì)，P0口和P2口送列數(shù)據(jù)，P1口送列碼，C語(yǔ)言程序通過逐列掃描實(shí)現(xiàn)16×32LED點(diǎn)陣分屏顯示和移動(dòng)顯示4個(gè)漢字。在這里，顯示的4個(gè)漢字是“電子學(xué)院

51、”。1PCtoLCD2002獲取漢字字模16×32LED點(diǎn)陣漢字顯示的內(nèi)容是“電子學(xué)院”，那么這4個(gè)漢字的漢字字模是如何獲取的呢，下面主要介紹PCtoLCD2002作為16×32LED點(diǎn)陣漢字顯示字模提取軟件的使用方法。（1）認(rèn)識(shí)漢字字模什么是漢字字模呢？可以這么理解漢字字模是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有了根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來記載字符或漢字的形狀。如漢字的16×16點(diǎn)陣“你”的字模，如圖11-6所示。圖11-6 “你”漢字字模從上圖我們可以看出，一個(gè)16×16點(diǎn)陣的漢字字模需要占用32個(gè)字節(jié)。如果需要顯示4個(gè)漢字那么就需要128 B

52、yte，也就是需要聲明一個(gè)4行32列的二維數(shù)組，來存放4個(gè)漢字的漢字字模。（2）PCtoLCD2002字模選項(xiàng)設(shè)置單擊菜單欄的“選項(xiàng)”按鈕，打開“字模選項(xiàng)”的對(duì)話框，如圖11-7所示。用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要而進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后，單擊左下角的確定保存。下面簡(jiǎn)單介紹主要字模選項(xiàng)。圖11-7 字模選項(xiàng)對(duì)話框取模方式有逐列式、逐行式、列行式和行列式四種方式。逐行式是橫向逐行取點(diǎn)，逐列式是縱向逐列取點(diǎn)。1）列行式首先是從第1列開始向下取前8個(gè)點(diǎn)作為第1個(gè)字節(jié)、第2列開始向下取前8個(gè)點(diǎn)作為第2個(gè)字節(jié)、第16列開始向下取前8個(gè)點(diǎn)作為第16個(gè)字節(jié)，然后在從第1列開始向下取后8個(gè)點(diǎn)作為第17個(gè)字節(jié)、第2列

53、開始向下取后8個(gè)點(diǎn)作為第18個(gè)字節(jié)、第16列開始向下取后8個(gè)點(diǎn)作為第32個(gè)字節(jié)。由此可以看出，列行式的取模方式是先取上半字的16個(gè)字節(jié)，后取下半字的16個(gè)字節(jié)。2）行列式首先是從第1行開始向右取前8個(gè)點(diǎn)作為第1個(gè)字節(jié)、第2行開始向右取前8個(gè)點(diǎn)作為第2個(gè)字節(jié)、第16行開始向右取前8個(gè)點(diǎn)作為第16個(gè)字節(jié)，然后在從第1行開始向右取后8個(gè)點(diǎn)作為第17個(gè)字節(jié)、第2行開始向右取后8個(gè)點(diǎn)作為第18個(gè)字節(jié)、第16行開始向右取后8個(gè)點(diǎn)作為第32個(gè)字節(jié)。同樣可以看出，行列式的取模方式是先取左半字的16個(gè)字節(jié)，后取右半字的16個(gè)字節(jié)。3）取模走向有逆向和順向，逆向是低位在前、高位在后，順向是高位在前、低位在后。4）

54、點(diǎn)陣格式有陰碼和陽(yáng)碼，陰碼是“1”為點(diǎn)亮、陽(yáng)碼是“0”為點(diǎn)亮。（3）獲取漢字字模16×32LED點(diǎn)陣漢字顯示是采用16×16點(diǎn)陣、宋體、列行式、陰碼、逆向、十六進(jìn)制數(shù)等方式，來獲取“電子學(xué)院”4個(gè)漢字的字模，如圖11-8所示。圖11-8 “電子學(xué)院”字模獲取“電”的字模：0x00,0x00,0xF8,0x88,0x88,0x88,0x88,0xFF,0x88,0x88,0x88,0x88,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x08,0x08,0x08,0x08,0x7F,0x88,0x88,0x88,0x88,0x9F,0x80,0xF0,0x00,.字模中的數(shù)據(jù)，16進(jìn)制轉(zhuǎn)化為2進(jìn)制，2進(jìn)制中的“1”就代表16×32LED點(diǎn)陣上相應(yīng)的點(diǎn)亮起來，“0”代表不亮，這樣在16×32LED點(diǎn)陣上顯示出來了，如圖11-9所示。圖11-9 16×32LED點(diǎn)陣上顯示的效果216×32LED點(diǎn)陣漢字顯示相關(guān)變量定