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1、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项目4产品计数器设计与实现授课学时授课班级授课地点所选教材单片机应用技术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，KeiI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1 .喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台
2、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。素质目标知识目标能力目标教学目标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
3、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教学方法难点1.一维数组的查表功能教法任务驱动教法、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1 .产品计数器的应用领域。2 .数码管的分类及尺寸。3 .数码管的显示方式4 .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：产品计数查阅&回帖：手机上网查阅答案，参与讨论回帖。通过对课程的简介，激发学生学习的兴趣，明确学习目标，学会学视频、PPT器，计数
4、、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？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&记录习。通过创设情职教云讨论：查阅&回帖：结合自己的境，把学生引项目任务：数码管的结构和分类？所见所用，或手机上网查入项目学习。设计一个产品计数器的单片机应用系统，阅答案，参与讨论回帖。课堂上通过网项目即单片机的某个I/O口作输入口，外接红外线上搜索相关资引入光电传感器作为实时产品计数，1个独立按键归纳分享：数码管的应用场观看&思考：观看应用场料及实物展为计数值复位清零的功能按钮；单片机
5、的某些景景，思考数码管如何显示示，激发学生I/O口作输出口，接2个1位数码管，通过编数字？的参与意识、程实现产品计数显示效果。创新意识，使实物展示：产品计数器显示同步体验：产品计数器其主观上产生计数效果。显示计数效果。对新知识的渴望，同时培养职教云发起头脑风暴：引导参与头脑风暴：数字显学生勤于思考学生思考：如果让数码管显示如何实现？的好习惯。职教云/实物/极域课堂示数字？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
6、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/职教云回顾强化：什么是数码管。1.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）数码管动杰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Do与a字段对应，Dl与b字段
7、对阅读记录&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。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、技术手册等目析硬设,项分 1件计目施硬设,项实 1件计项目实施（硬件设计）应，依此类推。数码管的显示方式？静态显示和动态显示掌握两者的电路连接和显示方式的区别2.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-lun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，其实物见图公红外线光电传感
8、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-lmn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有效信号。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
9、件子系统组成框图组织讨论：职教云发起讨小组讨论：组内讨论产1.电路设计能论，请各小组讨论完成产品品计数器硬件设计方案，有效地考查学计数器硬件方案设计。把设计方案上传职教云。生创造性思维能力，分析综任务发布：绘制产品计数器动手绘制：产品计数器合能力以及知PPT/职教云硬件设计方案组成框图。硬件设计方案组成框图。识应用能力。教师点评：对各小组设计方汇报方案：小组代表汇2.小组讨论培案做点评，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。报方案设计。养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流的能力。任务2产品计数器电路仿真设计Proteus绘制硬件仿真电路图跟我做一一同步实践：在Proteus
10、中完成数码目施硬设项实1件计0123456P2P2P2P2P2P2P20123456P3P3P3P3P3P3P3重点：两位数码管显示电路、按键电路。电源电路仿真默认。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Proteus/PPT/职教云项目分析(软件设计)1 .数组数组是构造数据类型，是一组有序数据的集合，2 .数组的基本特点数组是同类型数据的一个有序集合。3 .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;4 .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;5 .一维数组的查表功能数组非常有用的功能之一就是查表
11、。表可以事先定义以后装入程序存储器中。6 .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1 .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。2 .对一维数组使用的说明：(1)数组名一一见名知意；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O开始。array10中的数组元素分别
12、是：array0,array1,array9:3 .对一维数组初始化的说明：(1)定义时赋初值。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(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Oo(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。任务1：算法分析共阳极数码管的段码表：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
13、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。L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Tt0CAnn1Fl4n，n2nn9*f110000af111It*IFWaf0100tif10110O实施拿41001IIVVBaft100101*(软10000.1*k2N-XA.件设111tI*FBB*f19000*计)M月有序的?为程序-储器ROJ先定义彳ROM中冰非线性才1斤谓月和数,一般者，类
14、百工程XL串攵据L0W格如邛K是笆D4F的娄常数人表枪0【数组二方表化在1,因据区o在I的形1.)是一、字程序此可中，程序，式存0指在形码存储以说然后设计放在程序表、器(表格和程中，7存储中定.键码.通常(数J序一，器中j义的-表等。Kifi)7起固1导要于然J一串因卖存1:预七在设把旨使目施软设,项实件计用程序读出，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
15、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。任务3产品计数器软件程序设计(1)主程序(2)定义段码表(数组)(3)查表语句unsignedchark;wilet)for(k三0Keil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。跟我做一一同步实践：在KeiI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/
16、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
17、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。项目拓展令课后任务-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。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。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3.安排学生做好
18、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。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。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。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项目5篮球计分器设计与实现授课班级所选教材单片机应用技术教学内容项目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、职教云知识基础1 .具有一定的单片机基础知识。2 .熟悉C
19、语言基本语法和三种程序结构。学情分析认知能力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2.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。素质目标知识目标能力目标教学目标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。
20、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L数码管动态显示方法2.C语言全局变量的使用难点3.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5 .计分器的作用。6 .篮球计分器的原理。职教云讨论：什么是篮球计
21、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？中的应用，参与讨论回帖。聆听&思考&记录项目任务：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，
22、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O分；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O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
23、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）（3）用两个LED发光二极管作为两个队的加分指示信号灯。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。1.数码管的动
24、态显示和动态扫描（重点、难点）职教云提问：如何设计数码管的静态显示电路？演示分析：1.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,、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。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2.LED数码管显示驱动技术(1)三极管驱动(2)LED驱动控制专用电路TM1618(3)总线驱动集成电路74HC244/
25、74HC245(4)移位寄存器74HC595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，硬件电路也较静杰显示方式简单，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理解并掌握数码
26、管的动态扫描工作原理。掌握数码管的显示驱动方式项目实施（硬件设按电部如分IEDJL示电路篮球计分器硬件子系统组成框图时针电路任务1：绘制篮球计分器设计方案组成框图硬件方案设计：1I-片电源电路电路任务2篮球计分罂电路仿真设计口，常用的接口元件可以是三极管、集成电路74LSo6、74LS245、74LSI38、ULN2003等和专用芯片TM1618、CD4511.MAX7219等。组织讨论：职教云发起讨小组讨论：组内讨论篮1.电路设计能士砧LiL生乐M论，请各小组讨论完成篮球球计分器硬件设计方案，计分器硬件方案设计。把设计方案上传职教云。有效地考查学生创造性思维任务发布：绘制篮球计分器动手绘制：
27、篮球计分器能力，分析综合能力以及知硬件设计方案组成框图。硬件设计方案组成框图。教师点评：对各小组设计方汇报方案：小组代表汇识应用能力。2.小组讨论培案做点评，充分肯定学生的报方案设计。成果，总结确定篮球计分器养学生团结协作的能力、锻硬件电路设计方案。炼学生沟通交流的能力。Proteus绘制硬件仿真电路图跟我做一一同步实践：在Proteus中完成数码学生同步实践，建构新的重点：四位数码管显示电路、管选择及数码管电路、按知识与技能培按键电路。电源电路仿真默认。键电路的仿真设计。养It码管X示电珞PPT/职教云Proteus/PPT/职教云BnLF爰7.局部变量和全局变量(重点)变量可以在程序中函数
28、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)静杰存储变量和动杰存储变量(2)C语言中的变量存储分类指定(3)局部变量在函数内部定义的变量称为局部变量。结合示例程序例子讲解4 .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。5 .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
29、的结尾。局部变量仅由被定义的函数内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/ma)和fund)也数中均有个变量n但它Q是两个不同ZiI的交房voidmain11(intn；voidfunc(Intn(4)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。计)目析软设,项分3i4*)(Mtmpc/HP2-Ub(il;/3MRMfBHW-OWF.关tmpatmp1;/SWTTQaHtI)HHH三ai;UftAitIt*n.Keil软件编写篮球计分器程序重点：动态显示子程序。跟我做一一同步实践：在Keil中完成十进
30、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/职教云功能考核：根据项目评分细则，对学生作品进项目考核：进行项目考核并完成考核：完成任务考通过准确合STM32Cub目施软设,目项实件计项评价行项目功能考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目记录成绩，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理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性eIDE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
31、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。项目拓展令课后任务-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。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”，把握教学进程健思政点：职教云卫生。课后指导：及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导。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。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。
