PAGEPAGE1教案學習領域項目2簡易搶答器設計學習情境任務2一位數碼顯示序號5課型理實一體化課時4教具學具電教設施pc機；keil以及proteus軟件；任務書（供學生用）；課件教學目標知識目標①了解數碼管的硬件結構②掌握單片機驅動數碼管的靜態顯示方法③掌握會推套共陰碼和共陽碼的方法能力目標①能夠通過Keil和Proteus軟件的初步使用，提高觀察和分析能力②能夠通過單片機驅動數碼管，培養邏輯思維能力③能夠單片機搭建最小系統，提高分析和解決問題的能力情感目標①能夠透過實驗現象歸納事物本質②培養學生對本專業的職業認同感③培養學生科學探索的興趣、嚴謹扎實的工作作風和團結協作精神教學重難點重點①推套共陰碼和共陽碼的方法②單片機驅動數碼管的靜態顯示方法難點①推套共陰碼和共陽碼的方法②單片機驅動數碼管的靜態顯示方法學法教法實驗探究、任務引領法、討論法、張貼法、頭腦風暴法、演示法教學內容更新、補充、刪節參考資料課后體會學生在任務的驅動下，利用仿真電路自主探究電路規律，結合教師對相關知識點的講授，達到對所學知識的掌握。這個思路帶來了很好的教學效果，但增加的實驗部分會使得教學時數稍顯緊張，這一點還需日后改進。教與學互動設計教師活動內容學生活動內容一、組織教學（2分鐘）1.首先清點學生出勤情況，填寫考勤記錄。2.檢查學生工作服、帽、鞋等是否符合安全要求。3.宣布今天的實習內容、技術要求、工時、勞動紀律等。4.強調生產實習安全注意事項。5.學生分組分上機、實習工位。6.發放任務書、自評和互評表以及白紙到每組的學生手中。二、布置任務（3分鐘）下達任務，AT89C51的P2口驅動一位共陰數碼管，如圖所示，顯示出一個數字‘5’。三、資訊計劃（25分鐘）（一）、LED數碼管原理簡述1.數碼管結構和顯示原理LED顯示器有多種結構形式，單段的圓形或方形LED常用來顯示設備的運行狀態，8段LED可以顯示各種數字和字符，所以也稱為LED數碼管，其外觀如圖所示。8段LED在控制系統中應用最為廣泛，其接口電路也具有普遍借鑒性。因此，我們介紹8段LED數碼管顯示器。（a）單段（b）8段LED顯示器實物圖單片機應用系統常用的是8段LED，如下圖2-9所示，它有其陰極和共陽極兩種。在選用共陰極的LED時，只要在某一發光二極管加上高電平，該段即點亮，反之則暗。而選用共陽極的LED時，要使某一段發光二極管發亮，則需加上低電平，反之則暗，為了保護各段LED不被損壞，需要外加限流電阻。為了要顯示某個字形，則應使此字形的相應段點亮，也即送一個不同的電平組合代表的數據來控制LED的顯示字形，此數據稱為字符的段碼。數碼管原理結構圖共陰極數碼管是將所有發光二極管的陰極接在一起作為公共端COM，當公共端接低電平時，某一段陽極上的電平為“1”時，該段點亮，電平為“0”時，該段熄滅。共陰極數碼管是將所有發光二極管的陰極接在一起作為公共端COM，當公共端接低電平時，某一段陽極上的電平為“1”時，該段點亮，電平為“0”時，該段熄滅。共陰極數據管如圖所示。共陰極數據管共陽極數碼管是將所有發光二極管的陽極接在一起作為公共端COM，當公共端接高電平時，某一段陰極上的電平為“0”時，該段點亮，電平為“1”時，該段熄滅。下圖是共陽數碼管連接原理圖。共陽光極數據管例如，要顯示‘5’字符，對于共陰極管應輸出段碼：共陰極管應輸出段碼推算表段名dpgfedcba10010010即為92H‘5’的共陽段碼10010010‘5’的共陽段碼011011011101101即為6DH共陽極管和共陰極管的段碼是互為補碼的。練一練：請推一下數字9的共陽和共陰段碼：共陽極管應輸出段碼推算表段名dpgfedcba‘9’的共陽段碼‘9’的共陽段碼數碼管字形編碼表字型共陽極代碼共陰極代碼字型共陽極代碼共陰極代碼0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF8EH71H7F8H07H滅FFH00H880H7FH（二）數碼管常用的驅動方式數碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數字，因此根據數碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態式和動態式兩類。本任務介紹靜態顯示示驅動：靜態驅動也稱直流驅動，下圖2-12即為單片機靜態驅動數碼管顯示電路，靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅動。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動5個數碼管靜態顯示則需要5×8＝40根I/O端口來驅動，要知道一個AT89C51單片機可用的I/O端口才32個，實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。一位LED靜態顯示電路（1）顯示單個數字的源程序：#include<reg51.h>voidmain(){while(1){P1=0x06;}}四、計劃實施（50分鐘）在proteus中繪制如下電路圖:然后在keil中新建工程，錄入下面程序，并生成.hex文件。#include<reg51.h>voiddelay1s();//采用實現1秒延時子函數voidmain() //主函數{while(1){P2=0x6d;//5的共陰極段碼delay1s();}}voiddelay1s(void)//延時程序{ unsignedcharh,i,j,k;for(h=5;h>0;h--)for(i=4;i>0;i--)for(j=116;j>0;j--)for(k=214;k>0;k--);}進階提高：使用AT89C51單片機，設計一個具有8個按鍵的獨立式鍵盤，每個按鍵對應一個發光二極管。功能要求：無鍵按下時，鍵盤輸出全為“1”，發光二極管全部熄滅；有鍵按下時，其所對應發光二極管點亮。獨立按鍵電路對應的程序代碼如下：#include<reg52.h>//包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義#defineucharunsignedchar //宏定義#defineuintunsignedint#defineKeyPortP0//P0定義為KeyPortvoiddelay10ms(void)//10ms延時子程序{uchari,k;for(i=20;i>0;i--)for(k=250;k>0;k--);}unsignedcharKeyScan(void)//按鍵掃描程序{unsignedcharkeyvalue,key;if(KeyPort!=0xff)//判斷是否有鍵按下{delay10ms();//去抖動if(KeyPort!=0xff)//二次判斷是否有鍵按下 { keyvalue=KeyPort;//讀按鍵狀態 while(KeyPort!=0xff);//按鍵松開時，KeyPort=0xff,while語句條件不滿足，開始執行switch語句。 switch(keyvalue) { case0xfe:key=0xfe;break;//點亮第一個發光二極管 case0xfd:key=0xfd;break;//點亮第二個發光二極管 case0xfb:key=0xfb;break;//點亮第三個發光二極管 case0xf7:key=0xf7;break;//點亮第四個發光二極管 case0xef:key=0xef;break;//點亮第五個發光二極管 case0xdf:key=0xdf;break;//點亮第六個發光二極管 case0xbf:key=0xbf;break; //點亮第七個發光二極管 case0x7f:key=0x7f;break; //點亮第八個發光二極管 default:key=0xff;break;//其他情況，熄滅發光二極管 } }}if(key==0)key=0xff;returnkey;}voidmain() //主函數{P1=0xff;//熄滅所有while(1){ P1=KeyScan();//按鍵值送P1口 }}進階提高：使用AT89C51單片機，驅動一位數碼管。如圖所示，P1口驅動共陽數碼管，讓該數碼管輪流顯示‘H’、‘E’、‘L’、‘L’、‘O’五個字母。五、成果展示與評價（6分鐘）根據實施演示結果，小組學生總結自己在項目（任務）實施中遇到的問題以及是如何解決的，給其他小組提供借鑒作用