《單片機(jī)的簡單編程》案例

《單片機(jī)的簡單編程》教學(xué)案例【教學(xué)內(nèi)容】：高中二年級勞動技術(shù)教材（上?？平贪妫┑谒恼?課時Ⅰ：教案一、教學(xué)目標(biāo)1、知識和技能：1）、了解單片機(jī)的各個引腳、寄存器和基礎(chǔ)指令。2）、學(xué)會使用匯編語言編寫程序，控制單片機(jī)的I/O口輸出。2、過程和方法：在學(xué)習(xí)編程的過程中體驗思考、交流、操作、展示的學(xué)習(xí)過程。3、情感、態(tài)度和價值觀1）、通過小組學(xué)習(xí)提高勇于表達(dá)、善于表達(dá)的交流能力。2）、通過編程訓(xùn)練，感受用單片機(jī)成功控制簡單電路的喜悅。二、教學(xué)重點和難點1、教學(xué)重點：編寫簡單的匯編程序2、教學(xué)難點：1）、單片機(jī)內(nèi)部工作的過程。2）、用匯編命令表達(dá)控制電子線路的意圖。三、教學(xué)準(zhǔn)備教具和學(xué)具：直流穩(wěn)壓電源、面包板、PIC編程器、電腦PIC12F629單片機(jī)1片、發(fā)光二極管6個、200歐姆電阻6個四、教學(xué)過程教學(xué)步驟教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖一、新課引入展示單片機(jī)在自動控制應(yīng)用的圖片或視頻資料提出本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)【板書】單片機(jī)的簡單編程觀看視頻資料觀察與思考【板書】1、單片機(jī)的控制引腳Vdd——電源正極Vss——電源負(fù)極GP3——單向輸入口GP0、1、2、4、5——雙向輸入輸出口【板書】2、單片機(jī)的特殊功能寄存器單片機(jī)的GP0、GP1、GP2端口由比較控制寄存器CMCON進(jìn)行控制，若要將他們設(shè)置為輸入輸出端口，則CMCON寄存器的值設(shè)置為00000111b（07h）。GPIO端口的方向由TRISIO寄存器控制，GPIO寄存器位于單片機(jī)的0存儲區(qū)（00h—7Fh）；而TRISIO寄存器位于1存儲區(qū)（80h—FFh）。將TRISIO中的相應(yīng)位置1可將GPIO引腳設(shè)置為輸入引腳；將TRISIO中相應(yīng)位清零可將GPIO引腳設(shè)置為輸出引腳，GP3是個例外，它只能作為輸入引腳，其TRISIO位始終讀作1。當(dāng)將GPIO設(shè)置為輸出時，該數(shù)據(jù)位置1，端口輸出為高電平；該數(shù)據(jù)位清零，端口輸出為低電平。因此控制單片機(jī)I/O口輸出的關(guān)鍵是通過匯編程序設(shè)置GPIO和TRISIO寄存器的值。【提問】：如果將GP2作為輸出口，即它能輸出5V電信號，那么GPIO寄存器中的數(shù)據(jù)位應(yīng)該處于什么狀態(tài)？TRISO的數(shù)據(jù)為應(yīng)該處于什么狀態(tài)？他們各處于什么存儲區(qū)域內(nèi)？觀察單片機(jī)的各個引腳。觀察單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，知道它的CMCON、GPIO和TRISO三個寄存器的功能。思考教師的提問，弄清端口設(shè)置和幾個寄存器狀態(tài)的關(guān)系。使學(xué)生了解單片機(jī)內(nèi)部的大概工作過程，講解要做到清晰準(zhǔn)確。講述和示范【講述】初始化設(shè)置的流程：通過CMCON寄存器設(shè)置引腳功能通過CMCON寄存器設(shè)置引腳功能選擇0存儲區(qū)選擇1存儲區(qū)輸出端引腳清零選擇0存儲區(qū)通過TRISIO寄存器設(shè)置引腳方向通過GPIO寄存器設(shè)置輸出引腳狀態(tài)常用單片機(jī)指令：MOVLW：將立即數(shù)移動到W寄存器語法：[標(biāo)號]MOVLWk操作數(shù)：0≤k≤255工作原理：k→(W)MOVWF：將W寄存器的內(nèi)容移動至f寄存器語法：[標(biāo)號]MOVWFf操作數(shù)：0≤f≤127工作原理：(W)→(f)3．CLRFf：f寄存器清零語法：[標(biāo)號]CLRFf操作數(shù)：0≤f≤127工作原理：00h→(f)說明：寄存器f已清零，Z位置14．BCFf：位清零語法：[標(biāo)號]BCFf,b操作數(shù)：0≤f≤1270≤b≤7工作原理：0→(f<b>)受影響的狀態(tài)位：無說明：寄存器“f”中的“b”位被清零5．BSFf：位置1語法：[標(biāo)號]BSFf,b操作數(shù)：0≤f≤1270≤b≤7工作原理：1→(f<b>)說明：寄存器“f”中的“b”位置被置1思考：要使單片機(jī)的輸入輸出端口能正常工作，必須進(jìn)行那些初始化設(shè)置？觀察教師初始化的工作框圖，看懂它表達(dá)的意思。聽教師介紹5個常用指令，如對基本的語法有疑義，可以詢問老師。四、討論與設(shè)計【板書】出示發(fā)光電路圖，要求當(dāng)開關(guān)閉合時兩個發(fā)光二極管發(fā)光。連接將發(fā)光二極管和200歐姆電阻串聯(lián)在單片機(jī)GP0、GP1引腳和GND兩端；開關(guān)串聯(lián)上拉電阻為1K歐姆?！局v述】單片機(jī)初始化的程序代碼，做簡單解釋?！?LISTP=12F629………#INCLUDE“”O(jiān)RG00H………MAINBCFSTATUS,RP0MOVLW07HMOVWFCMCONCLRFGPIOBSFSTATUS,RP0MOVLW08HMOVWFTRISIOBCFSTATUS,RP0…….解釋各條程序語句的含義，出示使電路圖中放光二極管發(fā)光的單片機(jī)程序。LOOPBCFGPIO,GPIO0BCFGPIO,GPIO1BTFSSGPIO,3GOTOLOOPBSFGPIO,GPIO0BSFGPIO,GPIO1…….END附：BTFSS：檢測f的位，為1跳過語法：[標(biāo)號]BTFSSf,b操作數(shù)：0≤f≤1270≤b<7工作原理：如果（f<b>）=1則跳過受影響的狀態(tài)位說明：如果寄存器“f”的位“b”為“0”，則執(zhí)行下一條指令。如果位“b”為“1”，則放棄執(zhí)行下一條指令而執(zhí)行一條NOP指令。觀察電路圖，知道單片機(jī)的輸入口輸出口。明白程序編寫的目標(biāo)。觀察教師給出的程序，對照電路圖看懂。給出一個十分簡單的程序，要求學(xué)生看懂初始化程序的含義。使學(xué)生看懂電路的要求和簡單程序的含義，不要求學(xué)生馬上學(xué)會編寫程序。五、驗證與小結(jié)1、將程序輸入計算機(jī)，示范編程器與單片機(jī)的連接。2、利用PIC編程器將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。3、將單片機(jī)連入電路，演示電路中發(fā)光二極管的閃爍。小結(jié)本節(jié)課的只是要點，表揚一些學(xué)生。觀察教師的示范和操作，將關(guān)鍵的操作要領(lǐng)記錄下來，對不清楚的地方詢問教師。使學(xué)生明白電路圖、程序編寫、程序燒寫、電路工作的相互關(guān)系。六、展示與交流展示各組編寫的程序和電路，安排學(xué)生講述自己的設(shè)計體會，對錯誤的程序指出錯誤的原因。小結(jié)學(xué)生編寫程序的情況，講述程序編寫的學(xué)習(xí)要點。觀看其它小組電路工作的情況，明白程序容易出錯的原因。展示學(xué)生作品也是一種評價從三個維度的教學(xué)目標(biāo)來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果與進(jìn)步II：教案設(shè)計說明本節(jié)課是高中二年級電子技術(shù)課程較靠后的內(nèi)容，主要的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握由單片機(jī)實現(xiàn)的簡單的自動控制電路，學(xué)會使用匯編語言編寫簡單的程序，控制單片機(jī)的I/O口實現(xiàn)簡單的輸入輸出。由于單片機(jī)是一個系統(tǒng)性很強(qiáng)的電子學(xué)知識點，而且作為教學(xué)內(nèi)容的重點——匯編語言，學(xué)生也是第一次接觸，需要交代的基礎(chǔ)知識較多。因此，本堂課的教學(xué)設(shè)計以學(xué)生的觀察、體會為主，通過教師展示的單片機(jī)在自動控制中的應(yīng)用視頻，單片機(jī)的外部、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖以及范例程序等直觀的內(nèi)容，是學(xué)生在觀察體驗中思考，在操作的過程中討論交流，在展示的過程中分享經(jīng)驗與教訓(xùn)。整堂課的授課重點在單片機(jī)基礎(chǔ)知識的展示，由于內(nèi)容本身的抽象性，教師在展示各種資料圖片以及范例程序的時候要做到循序漸進(jìn)，層次分明，本節(jié)內(nèi)容從單片機(jī)的外部結(jié)構(gòu)到內(nèi)部結(jié)；從單片機(jī)控制的核心即寄存器的狀態(tài)到設(shè)置寄存器狀態(tài)的方法；從簡單指令作用于寄存器到將簡單指令按照一定流程進(jìn)行編排組成程序，每一個過程都要求學(xué)生能夠很好的理解，在此基礎(chǔ)上，通過一個簡單的關(guān)于I/O口輸入輸出控制的小任務(wù)，讓學(xué)生在動手實踐的過程中能夠?qū)τ^察到的內(nèi)容進(jìn)行思辨，與教師和同學(xué)們交流討論，鞏固所學(xué)內(nèi)容。III：教學(xué)反思本堂課是以知識講授為主的一堂課，面對單片機(jī)系統(tǒng)無論是硬件的電路連接還是單片機(jī)內(nèi)部的寄存器結(jié)構(gòu)以及匯編語言編寫的程序?qū)τ趯W(xué)生來說都是一個不小的挑戰(zhàn)，所以教學(xué)過程中語言的精煉與準(zhǔn)確就顯得格外重要，我通過多幅直觀的圖片以及流程圖將這一過程清楚的展示在學(xué)生面前，供學(xué)生觀察與體會，同時用一個簡單的I\O控制實驗來讓學(xué)生驗證所學(xué)的知識，在實際操作過程對于學(xué)生最終的作品起關(guān)鍵作用主要在于電路連接是