單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 教案4 項(xiàng)目4 產(chǎn)品計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

教案4項(xiàng)目4產(chǎn)品計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、教學(xué)設(shè)計(jì)課程名稱單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)項(xiàng)目項(xiàng)目4產(chǎn)品計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)授課學(xué)時(shí)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)所選教材《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》授課時(shí)間授課方式教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目4產(chǎn)品計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)其他資源媒體資源微課，PPT，視頻，動(dòng)畫，職教云平臺(tái)，Keil軟件，Proteus軟件，51單片機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等環(huán)境資源嵌入式（單片機(jī)）實(shí)訓(xùn)室、教學(xué)一體機(jī)、職教云學(xué)情分析知識(shí)基礎(chǔ)1.具有一定的單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)。2.熟悉C語言基本語法和三種程序結(jié)構(gòu)。認(rèn)知能力1.具有一定的電路閱讀分析和設(shè)計(jì)能力。2.有C語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)能力。3.能識(shí)別常見的電子元器件。學(xué)習(xí)特點(diǎn)喜歡網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，大多數(shù)同學(xué)能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)資源庫課程平臺(tái)的動(dòng)畫、視頻等相關(guān)數(shù)字資源，熟悉常用的網(wǎng)絡(luò)工具和軟件；對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用充滿好奇。2.對(duì)抽象概念畏難和抵觸，不喜歡枯燥的理論講解。教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)1.通過數(shù)碼管低功耗節(jié)能顯示培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約意識(shí)。2.通過軟硬件設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、勇于實(shí)踐的勞動(dòng)精神和精益求精的工匠精神。1.能說出數(shù)碼管常見型號(hào)和類型和數(shù)碼管靜態(tài)顯示方式。2.能提供數(shù)碼管靜態(tài)電路設(shè)計(jì)。3.能說出C語言一維數(shù)組的使用。1.能分析電路原理圖和能使用常用元器件設(shè)計(jì)數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路模塊。2.能夠基于C語言，熟練使用一維數(shù)組的查表功能，學(xué)會(huì)數(shù)碼管靜態(tài)顯示的程序編寫調(diào)試。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)1.數(shù)碼管分類及外部引腳。2.數(shù)碼管靜態(tài)顯示方法3.C語言一維數(shù)組的定義和初始化難點(diǎn)一維數(shù)組的查表功能教學(xué)方法教法任務(wù)驅(qū)動(dòng)教法、理虛實(shí)一體化教法、情景化教法、討論式教法、問題引導(dǎo)教法學(xué)法自主式學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)二、教學(xué)內(nèi)容思維導(dǎo)圖三、教學(xué)實(shí)施教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖信息化手段教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)課前導(dǎo)入產(chǎn)品計(jì)數(shù)器的應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)碼管的分類及尺寸。數(shù)碼管的顯示方式數(shù)組的使用職教云討論：什么是產(chǎn)品計(jì)數(shù)器?產(chǎn)品計(jì)數(shù)器的主要載體？詞頻統(tǒng)計(jì)分析：產(chǎn)品計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)、數(shù)碼管。視頻播放：數(shù)碼管的應(yīng)用領(lǐng)域職教云討論：數(shù)碼管在生活中的應(yīng)用？總結(jié)引出：產(chǎn)品計(jì)數(shù)器的應(yīng)用領(lǐng)域？數(shù)碼管的應(yīng)用及分類？查閱&回帖：手機(jī)上網(wǎng)查閱答案，參與討論回帖。觀看&回帖：結(jié)合自己對(duì)產(chǎn)品計(jì)數(shù)器（數(shù)碼管）在日常生活中的應(yīng)用，參與討論回帖。聆聽&思考&記錄通過對(duì)課程的簡(jiǎn)介，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。視頻、PPT項(xiàng)目引入項(xiàng)目任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品計(jì)數(shù)器的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，即單片機(jī)的某個(gè)I/O口作輸入口，外接紅外線光電傳感器作為實(shí)時(shí)產(chǎn)品計(jì)數(shù)，1個(gè)獨(dú)立按鍵為計(jì)數(shù)值復(fù)位清零的功能按鈕；單片機(jī)的某些I/O口作輸出口，接2個(gè)1位數(shù)碼管，通過編程實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品計(jì)數(shù)顯示效果。職教云討論：數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和分類？歸納分享：數(shù)碼管的應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)物展示：產(chǎn)品計(jì)數(shù)器顯示計(jì)數(shù)效果。職教云發(fā)起頭腦風(fēng)暴：引導(dǎo)學(xué)生思考：如果讓數(shù)碼管顯示數(shù)字？查閱&回帖：結(jié)合自己的所見所用，或手機(jī)上網(wǎng)查閱答案，參與討論回帖。觀看&思考：觀看應(yīng)用場(chǎng)景，思考數(shù)碼管如何顯示數(shù)字？同步體驗(yàn)：產(chǎn)品計(jì)數(shù)器顯示計(jì)數(shù)效果。參與頭腦風(fēng)暴：數(shù)字顯示如何實(shí)現(xiàn)?通過創(chuàng)設(shè)情境，把學(xué)生引入項(xiàng)目學(xué)習(xí)。課堂上通過網(wǎng)上搜索相關(guān)資料及實(shí)物展示，激發(fā)學(xué)生的參與意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)，使其主觀上產(chǎn)生對(duì)新知識(shí)的渴望，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的好習(xí)慣。職教云/實(shí)物/極域課堂項(xiàng)目分析（硬件設(shè)計(jì)）產(chǎn)品計(jì)數(shù)器整體方案設(shè)計(jì)啟發(fā)引導(dǎo)：?jiǎn)l(fā)學(xué)生分組完成任務(wù)分析討論，確定設(shè)計(jì)總體方案。歸納總結(jié)：教師總結(jié)產(chǎn)品計(jì)數(shù)器系統(tǒng)的功能模塊組成，確定系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案。討論&分享：學(xué)生組內(nèi)討論，分享設(shè)計(jì)方案。聆聽&記錄：學(xué)生明確系統(tǒng)方案。任務(wù)分析，能有效培養(yǎng)學(xué)生勤于思考，敏于發(fā)現(xiàn)，勇于發(fā)言，敢于表達(dá)的習(xí)慣。PPT/職教云項(xiàng)目實(shí)施（硬件設(shè)計(jì)）回顧強(qiáng)化：什么是數(shù)碼管。數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和分類數(shù)碼管八段數(shù)顯結(jié)構(gòu)；數(shù)碼管的位數(shù)；共陰極數(shù)碼管和共陽極數(shù)碼管；數(shù)碼管顯示顏色也不同；2.數(shù)碼管字形編碼（難點(diǎn)）共陰極數(shù)碼管的字形編碼；共陽極數(shù)碼管的字形編碼；3.數(shù)碼管的顯示方式數(shù)碼管靜態(tài)顯示方式；（重點(diǎn)）數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方式職教云提問：什么是數(shù)碼管及特點(diǎn)？演示分析：共陰極和共陽極數(shù)碼管如何連接電源？共陰極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上；共陽極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V；字型碼是怎么定義的？各位定義為：數(shù)據(jù)線D0與a字段對(duì)應(yīng)，D1與b字段對(duì)應(yīng)……，依此類推。數(shù)碼管的顯示方式？靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示閱讀記錄&回答：閱讀教材：什么是數(shù)碼管？它的特點(diǎn)？相關(guān)內(nèi)容并做好記錄，并完成搶答。學(xué)生同步觀看或操作，掌握數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和分類。理解并掌握數(shù)碼管的字形編碼。掌握兩者的電路連接和顯示方式的區(qū)別結(jié)合實(shí)物或仿真實(shí)例教師進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的講解，思政融入（節(jié)約意識(shí)培養(yǎng)）STC下載軟件、技術(shù)手冊(cè)等項(xiàng)目實(shí)施（硬件設(shè)計(jì)）紅外線光電傳感器紅外線光電傳感器是一種利用人肉眼看不見的、波長(zhǎng)為780nm-1mm的近紅外線和紅外線的反射在介質(zhì)中傳播后經(jīng)過長(zhǎng)距離后返回接收信息來自動(dòng)檢測(cè)和判別物體的傳感器，其實(shí)物見圖紅外線光電傳感器是由發(fā)射器、接收器和檢測(cè)電路三部分組成。結(jié)合傳感器技術(shù)手冊(cè)教師進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的講解：1.波長(zhǎng)為780nm-1mm的近紅外線和紅外線的反射在介質(zhì)中傳播后經(jīng)過長(zhǎng)距離后返回接收信息來自動(dòng)檢測(cè)和判別物體的傳感器。2.由發(fā)射器、接收器和檢測(cè)電路三部分組成。3.發(fā)射器對(duì)檢測(cè)對(duì)象發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于發(fā)光二極管（LED）或者激光二極管。4.接收器由光電二極管或光電三極管組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等，在其后面的是檢測(cè)電路，它能輸出和應(yīng)用有效信號(hào)。學(xué)生同步觀看或聆聽、查閱、理解，建構(gòu)新的知識(shí)與技能培養(yǎng)動(dòng)畫輔助分析項(xiàng)目實(shí)施（硬件設(shè)計(jì)）任務(wù)1：繪制產(chǎn)品計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方案組成框圖硬件方案設(shè)計(jì)：產(chǎn)品計(jì)數(shù)器硬件子系統(tǒng)組成框圖組織討論：職教云發(fā)起討論，請(qǐng)各小組討論完成產(chǎn)品計(jì)數(shù)器硬件方案設(shè)計(jì)。任務(wù)發(fā)布：繪制產(chǎn)品計(jì)數(shù)器硬件設(shè)計(jì)方案組成框圖。教師點(diǎn)評(píng)：對(duì)各小組設(shè)計(jì)方案做點(diǎn)評(píng)，充分肯定學(xué)生的成果，總結(jié)確定產(chǎn)品計(jì)數(shù)器硬件電路設(shè)計(jì)方案。小組討論：組內(nèi)討論產(chǎn)品計(jì)數(shù)器硬件設(shè)計(jì)方案，把設(shè)計(jì)方案上傳職教云。動(dòng)手繪制：產(chǎn)品計(jì)數(shù)器硬件設(shè)計(jì)方案組成框圖。匯報(bào)方案：小組代表匯報(bào)方案設(shè)計(jì)。1.電路設(shè)計(jì)能有效地考查學(xué)生創(chuàng)造性思維能力,分析綜合能力以及知識(shí)應(yīng)用能力。2.小組討論培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力、鍛煉學(xué)生溝通交流的能力。PPT/職教云任務(wù)2產(chǎn)品計(jì)數(shù)器電路仿真設(shè)計(jì)Proteus繪制硬件仿真電路圖重點(diǎn)：兩位數(shù)碼管顯示電路、按鍵電路。電源電路仿真默認(rèn)。跟我做——同步實(shí)踐：在Proteus中完成數(shù)碼管選擇及數(shù)碼管電路、按鍵電路的仿真設(shè)計(jì)。學(xué)生同步實(shí)踐，建構(gòu)新的知識(shí)與技能培養(yǎng)Proteus/PPT/職教云項(xiàng)目分析（軟件設(shè)計(jì)）數(shù)組數(shù)組是構(gòu)造數(shù)據(jù)類型，是一組有序數(shù)據(jù)的集合，數(shù)組的基本特點(diǎn)數(shù)組是同類型數(shù)據(jù)的一個(gè)有序集合。一維數(shù)組的定義和引用一維數(shù)組的定義：類型標(biāo)識(shí)符數(shù)組名[常量表達(dá)式];一維數(shù)組的初始化一維數(shù)組初始化的一般格式：數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[常量表達(dá)式]＝{初值表};一維數(shù)組的查表功能數(shù)組非常有用的功能之一就是查表。表可以事先定義以后裝入程序存儲(chǔ)器中。二維數(shù)組、多維數(shù)組和字符數(shù)組結(jié)合圖書館書架存書例子講解數(shù)組數(shù)組用一個(gè)名字來標(biāo)識(shí)，稱為數(shù)組名。數(shù)組中各元素的順序用下標(biāo)表示，下標(biāo)為n的元素可以表示為數(shù)組名[n]。改變[]中的下標(biāo)就可以訪問數(shù)組中所有的元素。對(duì)一維數(shù)組使用的說明：（1）數(shù)組名——見名知意；數(shù)組名中存放的是一個(gè)地址常量，它代表整個(gè)數(shù)組的首地址。同一數(shù)組中的所有元素，按其下標(biāo)的順序占用一段連續(xù)的存儲(chǔ)單元。（2）方括弧而非圓括弧。（3）常量表達(dá)式：可以是常量或符號(hào)常量；表示數(shù)組元素的個(gè)數(shù)（也稱數(shù)組長(zhǎng)度）。不允許對(duì)數(shù)組大小作動(dòng)態(tài)定義。（4）數(shù)組元素下標(biāo)從0開始。array[10]中的數(shù)組元素分別是:array[0],array[1],…array[9];對(duì)一維數(shù)組初始化的說明：（1）定義時(shí)賦初值。（2）給一部分元素賦值。（3）不對(duì)數(shù)組全部元素賦值，則全部元素被賦值為0。（4）給全部數(shù)組元素賦初值時(shí)，可以不指定數(shù)組長(zhǎng)度。4.一維數(shù)組的查表功能數(shù)組非常有用的功能之一就是查表。表可以事先定義以后裝入程序存儲(chǔ)器中。學(xué)生同步觀看或聆聽、查閱、理解，建構(gòu)新的知識(shí)與技能培養(yǎng)結(jié)合實(shí)際例子講解項(xiàng)目實(shí)施（軟件設(shè)計(jì)）任務(wù)1：算法分析共陽極數(shù)碼管的段碼表：所謂表格（數(shù)組）是指在程序中定義的一串有序的常數(shù)，如平方表、字形碼表、鍵碼表等。因?yàn)槌绦蛞话愣际枪袒诔绦虼鎯?chǔ)器（通常是只讀存儲(chǔ)器ROM類型）中，因此可以說表格（數(shù)組）是預(yù)先定義在程序的數(shù)據(jù)區(qū)中，然后和程序一起固化在ROM中的一串常數(shù)。在程序設(shè)計(jì)中，有時(shí)需要預(yù)先把非線性數(shù)據(jù)以表格的形式存放在存儲(chǔ)器中，然后使用程序讀出，這種能讀出數(shù)據(jù)表格的程序就稱為查表程序。查表程序的關(guān)鍵是表格的定義和如何實(shí)現(xiàn)查表。任務(wù)2：主程序流程圖分析與繪制主程序主要完成數(shù)碼管靜態(tài)顯示（即循環(huán)查表）、延時(shí)功能函數(shù)調(diào)用以及鍵盤掃描與鍵位功能處理子程序等功能。數(shù)碼管靜態(tài)顯示子程序是在兩個(gè)1位數(shù)碼管上顯示計(jì)數(shù)值，其中一個(gè)數(shù)碼管作為個(gè)位數(shù)顯示，與單片機(jī)的P3口相連；另外一個(gè)數(shù)碼管作為十位數(shù)顯示，與單片機(jī)的P2口相連。顯示的時(shí)候?qū)€(gè)位和十位分離后通過循環(huán)查表的方式來實(shí)現(xiàn)顯示。鍵盤掃描與鍵位功能處理子程序是查詢判斷哪個(gè)功能鍵被按下，確認(rèn)某個(gè)鍵被按下后再轉(zhuǎn)到該鍵的功能處理程序。組織討論：職教云發(fā)起討論，請(qǐng)各小組討論完成產(chǎn)品計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)顯示方案。任務(wù)發(fā)布：繪制產(chǎn)品計(jì)數(shù)器主程序流程圖。教師點(diǎn)評(píng)：對(duì)各小組流程圖做點(diǎn)評(píng)，充分肯定學(xué)生的成果，總結(jié)確定產(chǎn)品計(jì)數(shù)器主程序流程圖設(shè)計(jì)。小組討論：組內(nèi)討論產(chǎn)品計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)顯示方案，把設(shè)計(jì)方案上傳職教云。動(dòng)手繪制：產(chǎn)品計(jì)數(shù)器主程序流程圖。匯報(bào)方案：小組代表匯報(bào)流程圖設(shè)計(jì)。1.流程圖設(shè)計(jì)能有效地考查學(xué)生創(chuàng)造性思維能力,分析綜合能力以及知識(shí)應(yīng)用能力。2.小組討論培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力、鍛煉學(xué)生溝通交流的能力。PPT/職教云項(xiàng)目實(shí)施（軟件設(shè)計(jì)）任務(wù)3產(chǎn)品計(jì)數(shù)器軟件程序設(shè)計(jì)主程序定義段碼表（數(shù)組）查表語句Keil軟件編寫產(chǎn)品計(jì)數(shù)器程序重點(diǎn)：定義段碼表、利用在for循環(huán)中執(zhí)行一維數(shù)組實(shí)現(xiàn)查表。跟我做——同步實(shí)踐：在Keil中完成段碼表定義、查表語句以及產(chǎn)品計(jì)數(shù)器程序設(shè)計(jì)。學(xué)生同步實(shí)踐，建構(gòu)新的知識(shí)與技能培養(yǎng)Keil/PPT/職教云項(xiàng)目評(píng)價(jià)功能考核：根據(jù)項(xiàng)目評(píng)分細(xì)則，對(duì)學(xué)生作品進(jìn)行項(xiàng)目功能考核，并評(píng)分、記錄測(cè)驗(yàn)：發(fā)布課堂測(cè)驗(yàn)題目項(xiàng)目考核：進(jìn)行項(xiàng)目考核并記錄成績(jī)，并記錄典型問題測(cè)驗(yàn)發(fā)布：引導(dǎo)學(xué)生完成職教云課堂測(cè)驗(yàn)題目完成考核：完成任務(wù)考核完成測(cè)驗(yàn)：在職教云中獨(dú)立完成課堂測(cè)驗(yàn)，將還存在疑問的題目記錄下來通過準(zhǔn)確合理，富有鼓勵(lì)性的考核和評(píng)價(jià)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性STM32CubeIDE工具/職教云/單片機(jī)小車平臺(tái)/賽道總結(jié)反思學(xué)生任務(wù)完成情況和存在問題分析與解決考核反饋：對(duì)任務(wù)完成度進(jìn)行評(píng)價(jià)，充分鼓勵(lì)學(xué)生的實(shí)踐結(jié)果，同時(shí)對(duì)學(xué)生存在的問題進(jìn)行反饋。總結(jié)：總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解。學(xué)生反思總結(jié)，跟隨老師匯總歸納本堂課的知識(shí)內(nèi)容，加深對(duì)新知識(shí)的理解和記憶。以準(zhǔn)確簡(jiǎn)練的語言，提綱挈領(lǐng)地總結(jié)歸納，促使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶，培養(yǎng)其綜合概括能力。項(xiàng)目拓展課后任務(wù)-理論&實(shí)操理論知識(shí)點(diǎn)測(cè)試：課后測(cè)驗(yàn)實(shí)操：產(chǎn)品計(jì)數(shù)器實(shí)物制作課后跟蹤：了解學(xué)生對(duì)本堂課知識(shí)的掌握情況，對(duì)個(gè)別同學(xué)予以單獨(dú)指導(dǎo)作業(yè)發(fā)布：1.通過職教云平臺(tái)發(fā)布課后知識(shí)點(diǎn)