2015蔡正科教学单元五情景二.ppt

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1、学习情境二教学单元五LED广告灯设计1.单片机I/O端口及端口的基本应用；2.单片机C语言的基本结构及设计方法；3.程序对单片机端口的控制方法。能力目标知识目标锻炼学生的自学能力；树立责任感和科学严谨的工作态度。素质目标课程教学目标教学目标1.能根据设计任务要求编制程序流程图，理解程序对发光二极管的控制原理；2.会利用绘制流水广告灯电路原理图；3.会用keilC51软件对源程序进行编译调试及与protues软件联调，实现电路仿真。2重点、难点、教法重点：会用keilC51软件对源程序进行编译调试及与

2、protues软件联调，实现电路仿真难点：单片机C语言的基本结构及设计方法教法：“教、学、做”引探教学法、任务驱动法、课堂讨论、动画演示分析讨论法项目和任务项目：LED广告灯设计任务1：画电路原理图任务2：编程任务3：仿真调试任务4：4广告灯是一种常见的装饰，常用于街上的广告及舞台装饰等场合。最简单的流水广告灯就是各个灯依次发光。本任务利用AT89S51单片机来实现这一功能。1.1提出任务用AT89S51的P1口做输出口，接八只发光二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8，编写程序，使发

3、光二级管循环点亮，时间间隔为0.2s。即刚开始时D1点亮，延时0.2s后，接着是D2点亮，接着依次点亮D3、D4、D5、D6、D7、D8，然后再点亮D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1，重复循环。1.2分析任务1.硬件电路设计电路组成。这里选择具有内部程序存储器的AT89S51单片机作为控制电路，其P1口接8个发光二极管（LED）和8个限流电阻，硬件电路原理图如图4.1所示。电路分析。要使LED点亮，则P1口的对应端子输出低电平，即P1.0＝0时，D1亮。一般情况下，驱动LED的电流约10mA左

4、右，而LED本身的压降为2V。当P1.0输出为低电平时，输出为0V，则流经D1的电流为，为了在仿真实验中让LED更亮一些，在这里取限流电阻为100Ω。相反，当P1.0输出为高电平时，输出电压为5V，则流经D1的电流为0mA，D1不亮（熄灭），即P1.0＝1时，D1不亮（熄灭）。2.软件设计思路P1口输出电平分析。在图3.1中，P1口的每一位都接有一个LED，要实现流水灯功能，就是要让各个LED依次点亮一段时间，再熄灭一段时间，然后再点亮下一个LED一段时间，然后再熄灭一段时间，如此循环。换句话来说，

5、就是让P1口周而复始地输出高电平和低电平，要实现这一功能，最简单和最直接的方法是依次将数据送往P1口，每送一个数据延时一段时间。根据上述分析，我们列出一个功能表，如表4-1所示。从表4-1可以看出，要实现设计任务功能，P1口输出的8个数据分别是11111110B、11111101B、11111011B、11110111B、11101111B、11011111B、10111111B、011111111B，转化成十六进制分别是0xfe、0xfd、0xfb、0xf7、0xef、0xdf、0xbf和0x7f

6、。送完这8个数据后再反过来送011111111B、10111111B、11011111B、11101111B、11110111B、11111011B、11111101B、11111110B，转化成十六进制分别是0x7f、0xbf、0xdf、0xef、0xf7、0xfb、0xfd和0xfe。送完后从头开始循环。如何采用单片机C语言编程实现数据从输出P1口呢？从这些数据来看，有这么一个规律，D1至D8依次点亮时，就是数据中的二进制0的位置依次往左移动了1位，D8至D1依次点亮时，就是往右依次移动1位。在

7、单片机C51中，要直接实现数据的这种计算是不容易的，如果将数据的所有二进制取反后，D1至D8依次点亮时的数据就变成了：0x01、0x01、0x04、0x08、0x10、0x20、0x40、0x80，也就是后一个数是在前一个数的基础上乘以2（或者直接左移1位）。根据前面分析，实现任务的思路是：程序开始时，给某一个变量赋初始值0x01，并从端口输出反码，延时一段时间后，让显示变量左移1位，再次输出反码并延时，直到输出所有左移数据为止，接下来就实现右移数据输出完毕，再次重复整个过程。延时程序编写。单片机程

8、序的延时有两种，一种是软件延时，一种是硬件延时，在这里我们重点讨论软件延时。当系统加电后，单片机就开始工作，按照设计的程序开始运行（也称执行指令）。单片机执行一条指令要花一定的时间，那么单片机执行一条指令的执行时间成为指令周期。指令周期是以机器周期为单位的。MCS-51单片机规定，一个机器周期为单片机振荡器的12个振荡周期。如果单片机时钟电路中的晶振频率为12MHz，则一个机器周期为1us。单片机的指令运行速度是很快的，要想在端口获得一定的延时时间，就要编写程序，使单