《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程整體教學(xué)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程整體教學(xué)設(shè)計(jì)（39頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

. 《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》 整體教學(xué)設(shè)計(jì) （2015～ 2016學(xué)年第2學(xué)期） 課程名稱： 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 所屬系部： 信息與智能工程系 制定人： 郭志勇 鞏雪潔 合作人： 李自成 張留忠 制定時(shí)間： 2016.1.16 安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 一、課程基本信息 課程名稱：單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 課程代碼：085011 學(xué)分：6.5 學(xué)時(shí)：90 授課時(shí)間：第2學(xué)期 授課對(duì)象：高職學(xué)生 課程類型：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等專業(yè)職業(yè)能力必修課 先修課程:計(jì)算機(jī)電路、C語言程序設(shè)計(jì) 后續(xù)課程:嵌入式系統(tǒng)、智能機(jī)器人 一、課程定位 本課程主要是以智能控制、智能電子產(chǎn)品、智能機(jī)器人工程項(xiàng)目為主線，采用企業(yè)真實(shí)工作任務(wù)，通過“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式，對(duì)國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的MCS-51系列單片機(jī)的AT89S52單片機(jī)工作原理、應(yīng)用系統(tǒng)的剖析，使學(xué)生獲得有關(guān)單片機(jī)硬件、軟件的基本概念、基本知識(shí)和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)編程入門知識(shí)以及用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行、調(diào)試等基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 1. 崗位分析： 本課程主要培養(yǎng)具有智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試和制作能力的技術(shù)技能型人才，可以從事智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)、銷售與服務(wù)等相關(guān)工作，如圖1所示。 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)（專業(yè)技術(shù)課程） 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)專業(yè) 智能電子產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售和服務(wù) 智能電子產(chǎn)品開發(fā)和智能控制 崗位群 專業(yè) 課程 圖1 課程與崗位 2. 課程分析： 本課程是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的職業(yè)能力必修課程，是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)專業(yè)核心課程。在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)專業(yè)課程體系中，基于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的課程結(jié)構(gòu)如圖2所示。 計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)電路 C語言程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)（核心課程） 嵌入式系統(tǒng)、智能移動(dòng)終端、智能機(jī)器人等專業(yè)課程 圖2 基于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的課程結(jié)構(gòu) 位于最底層的是本課程的先修課程，也是專業(yè)基礎(chǔ)課程；本課程是專業(yè)核心課程；位于最上層的是本課程的后續(xù)課程，既專業(yè)課程?；趩纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)的課程結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了無縫對(duì)接，同時(shí)也是我們學(xué)校其它相關(guān)專業(yè)的骨干課程，如嵌入式技術(shù)、電子信息工程技術(shù)、機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化、數(shù)控技術(shù)等專業(yè)都開設(shè)本課程。 二、課程目標(biāo)設(shè)計(jì) 總體目標(biāo)： 學(xué)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能熟練使用Proteus仿真軟件、C語言編程，能完成簡單的智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計(jì)開發(fā)；能根據(jù)智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計(jì)要求進(jìn)行元器件焊接組裝、軟硬件調(diào)試；培養(yǎng)學(xué)生具有一定的創(chuàng)新思維能力，科學(xué)的工作方法和良好的職業(yè)道德意識(shí)，為提高學(xué)生職業(yè)技能奠定良好基礎(chǔ)。 能力目標(biāo)： （1）會(huì)運(yùn)用keil集成開發(fā)環(huán)境，能用C語言編寫控制程序、下載調(diào)試、查閱幫助的技能； （2）會(huì)運(yùn)用Proteus仿真軟件，在計(jì)算機(jī)上完成從單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真運(yùn)行的技能； （3）會(huì)智能電子產(chǎn)品、智能控制的開發(fā)流程和設(shè)計(jì)方法； （4）能編制出智能電子產(chǎn)品、智能控制的總體設(shè)計(jì)方案； （5）能根據(jù)智能電子產(chǎn)品、智能控制設(shè)計(jì)要求，完成元器件采購、焊接組裝、軟硬件調(diào)試； （6）具備智能電子產(chǎn)品、智能控制的運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)改造、生產(chǎn)管理崗位的能力。 知識(shí)目標(biāo)： （1）知道MCS-51單片機(jī)的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能； （2）會(huì)C51的C語言程序基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和基本語句； （3）會(huì)C語言程序分析、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)程序編寫； （4）知道MCS-51單片機(jī)中斷的概念及中斷系統(tǒng)； （5）會(huì)靈活應(yīng)用MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； （6）能應(yīng)用MCS-51單片機(jī)的I/O接口，完成顯示、鍵盤、D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換、串行通信的設(shè)計(jì)。 素質(zhì)目標(biāo)： （1）能制定出切實(shí)可行的工作計(jì)劃，提出解決實(shí)際問題的方法； （2）具有對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的學(xué)習(xí)能力，通過不同途徑獲取信息的能力，以及對(duì)工作結(jié)果進(jìn)行評(píng)估的能力； （3）具有決策能力，能記錄、收集、處理、保存各類專業(yè)技術(shù)的信息資料。 （4）具有良好的思想品德、敬業(yè)與團(tuán)隊(duì)精神及協(xié)調(diào)人際關(guān)系的能力； （5）具有一定的語言和文字表達(dá)能力； （6）具有科學(xué)的創(chuàng)新精神、決策能力和執(zhí)行能力； （7）具有從事專業(yè)工作安全生產(chǎn)、環(huán)保、職業(yè)道德等意識(shí)。 職業(yè)技能證書要求： 本課程對(duì)應(yīng)的職業(yè)技能證書要求如表1所示。 表1 職業(yè)技能證書表 序號(hào) 職業(yè)資格名稱 頒證單位 等級(jí) 1 家用電子產(chǎn)品維修工 人力資源和社會(huì)保障部 中級(jí) 2 計(jì)算機(jī)裝調(diào)員 人力資源和社會(huì)保障部 中級(jí) 3 嵌入式單片機(jī)設(shè)計(jì)工程師 中國軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式系統(tǒng)分會(huì) 中級(jí) 3、 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)： 本課程主要是以智能電子產(chǎn)品和智能控制工程項(xiàng)目為主線，采用企業(yè)真實(shí)工作任務(wù)，通過Proteus仿真軟件設(shè)計(jì)和C語言編程，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上完成從單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真一氣呵成，同時(shí)在每個(gè)項(xiàng)目中融入了元器件焊接組裝、軟硬件調(diào)試，真正實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)與制作。 本課程內(nèi)容與職業(yè)崗位標(biāo)準(zhǔn)密切接軌，從職業(yè)崗位技能出發(fā)，課程內(nèi)容分為技能基礎(chǔ)、技能提高和技能綜合應(yīng)用（即單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)）三部分部分，其中技能綜合應(yīng)用是停課一周進(jìn)行，如圖3所示。 LED控制 模擬量輸入輸出設(shè)計(jì) 鍵盤控制電機(jī)方向轉(zhuǎn)速 LED循環(huán)點(diǎn)亮控制 數(shù)碼管顯示控制 鍵盤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用 串行通信設(shè)計(jì) 按鍵設(shè)置液晶電子鐘 8路溫度采集監(jiān)控系統(tǒng) 點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā) 技能基礎(chǔ)訓(xùn)練 技能提高訓(xùn)練 技能綜合訓(xùn)練 技術(shù)逐漸綜合 難度逐漸增加 圖3 課程內(nèi)容組織設(shè)計(jì) 總課時(shí)在90學(xué)時(shí)左右，用11個(gè)智能電子產(chǎn)品和智能控制項(xiàng)目作為載體組織教學(xué)內(nèi)容，將相關(guān)知識(shí)、能力要求貫穿于每個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐中。 技能基礎(chǔ)模塊安排64學(xué)時(shí)左右，主要注重職業(yè)崗位的基本技能訓(xùn)練，使學(xué)生能完成簡單的智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作和調(diào)試；技能提高模塊可以根據(jù)實(shí)際需要選擇項(xiàng)目，安排26學(xué)時(shí)左右，主要注重職業(yè)崗位的開發(fā)技能訓(xùn)練以及學(xué)生的課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生具有智能電子產(chǎn)品和智能控制開發(fā)制作和調(diào)試的能力。本課程內(nèi)容安排如表2所示。 表2 課程內(nèi)容安排表 序號(hào) 模塊（或子模塊）名稱 學(xué)時(shí) 1 技能基礎(chǔ)模塊（64學(xué)時(shí)） 發(fā)光二極管LED控制 8 2 LED循環(huán)點(diǎn)亮控制 10 3 數(shù)碼管顯示控制 10 4 鍵盤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 10 5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器綜合應(yīng)用 8 6 模擬量輸入輸出設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 8 7 單片機(jī)串行通信設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 10 8 技能提高模塊（任選） 鍵盤控制電機(jī)方向和轉(zhuǎn)速 8 9 按鍵設(shè)置液晶電子鐘 8 10 8路溫度采集監(jiān)控系統(tǒng) 8 11 點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 10 合 計(jì) 90 4、 能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)情境 參考學(xué)時(shí) 情境名稱 情境描述 學(xué)習(xí)情境1 技能基礎(chǔ)部分 （1）知道單片機(jī)的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能； （2）知道C語言程序基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和基本語句； （3）會(huì)C語言程序分析、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)程序編寫； （4）知道中斷的概念及MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)； （5）會(huì)靈活使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； （6）會(huì)應(yīng)用I/O接口、顯示、鍵盤接口、D/A、A/D轉(zhuǎn)換接口、串行接口； （7）能完成智能電子產(chǎn)品元器件焊接組裝、軟硬件調(diào)試。 64學(xué)時(shí) 學(xué)習(xí)情境2 技能提高部分 （1）會(huì)智能電子產(chǎn)品和智能控制電路設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)的方法； （2）會(huì)用C語言編寫智能電子產(chǎn)品和智能控制程序以及實(shí)現(xiàn)的方法； （3）會(huì)編制智能電子產(chǎn)品和智能控制的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案； （4）能根據(jù)產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和要求進(jìn)行元器件采購、焊接組裝、軟硬件調(diào)試； （5）具備單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)維護(hù)、技術(shù)改造、運(yùn)行管理崗位的能力。 26學(xué)時(shí) 學(xué)習(xí)情境3 單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)部分. 通過單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)完成，學(xué)生能識(shí)別電子元器件，會(huì)電路板元器件焊接以及電路板調(diào)試，能完成單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)程序設(shè)計(jì)，能完成單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)軟硬件運(yùn)行與調(diào)試。 停課一周 26學(xué)時(shí) 五、項(xiàng)目情境設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)情境1 參考學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo)： （1）知道單片機(jī)的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能； （2）知道C語言程序基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和基本語句； （3）會(huì)C語言程序分析、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)程序編寫； （4）知道中斷的概念及MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)； （5）會(huì)靈活使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； （6）會(huì)應(yīng)用I/O接口、顯示、鍵盤接口、D/A、A/D轉(zhuǎn)換接口、串行接口； （7）能完成智能電子產(chǎn)品元器件焊接組裝、軟硬件調(diào)試。 學(xué)習(xí)情境 教學(xué)方法和建議 子情境1 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能完成單片機(jī)最小系統(tǒng)和輸出電路設(shè)計(jì)，能應(yīng)用C語言程序完成單片機(jī)輸入輸出控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED控制的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 發(fā)光二極管LED控制 子情境2 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能完成單片機(jī)的輸入輸出電路設(shè)計(jì)，能應(yīng)用C語言程序完成單片機(jī)輸入輸出控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED循環(huán)點(diǎn)亮控制的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 LED循環(huán)點(diǎn)亮控制 子情境3 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能熟練掌握單片機(jī)與數(shù)碼管的接口技術(shù)，能完成單片機(jī)的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)及靜態(tài)顯示電路設(shè)計(jì)，能完成數(shù)碼管動(dòng)態(tài)和靜態(tài)顯示的C語言程序的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 數(shù)碼管顯示控制 子情境4 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能獨(dú)立完成單片機(jī)鍵盤電路的設(shè)計(jì)，能使用C語言實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤的掃描和按鍵識(shí)別控制程序的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 鍵盤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 子情境5 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能完成單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器相關(guān)電路的設(shè)計(jì)，能應(yīng)用C語言程序完成單片機(jī)定時(shí)器初始化及相關(guān)編程控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)定時(shí)器應(yīng)用于相關(guān)電路的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器綜合應(yīng)用 子情境6 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能完成單片機(jī)與ADC0808/ADC0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、DAC0832數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片的電路和C語言程序設(shè)計(jì)，掌握ADC0808/ADC0809、DAC0832與單片機(jī)的連接及編程技能。 模擬量輸入輸出設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 子情境7 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 通過串行通信基本知識(shí)和單片機(jī)串行通信基本原理的學(xué)習(xí)，能夠掌握單片機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)方法及編程方法。 單片機(jī)串行通信設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)習(xí)情境2 參考學(xué)時(shí)：26學(xué)時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo)： （1）會(huì)智能電子產(chǎn)品和智能控制電路設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)的方法； （2）會(huì)用C語言編寫智能電子產(chǎn)品和智能控制程序以及實(shí)現(xiàn)的方法； （3）會(huì)編制智能電子產(chǎn)品和智能控制的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案； （4）能根據(jù)產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和要求進(jìn)行元器件采購、焊接組裝、軟硬件調(diào)試； （5）具備單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)維護(hù)、技術(shù)改造、運(yùn)行管理崗位的能力。 學(xué)習(xí)情境 教學(xué)方法和建議 子情境1 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能利用AT89S52單片機(jī)及獨(dú)立鍵盤，通過C語言程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)的速度和方向，完成單片機(jī)輸入輸出控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 鍵盤控制電機(jī)方向和轉(zhuǎn)速 子情境2 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能利用AT89S52單片機(jī)及RT12864液晶屏，通過按鍵設(shè)置液晶電子鐘電路設(shè)計(jì)、C語言程序設(shè)計(jì)，完成按鍵設(shè)置液晶電子鐘的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 按鍵設(shè)置液晶電子鐘 子情境3 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能利用AT89S52單片機(jī)及DS18B20單總線數(shù)字傳感器，通過C語言程序?qū)崿F(xiàn)8路溫度采集監(jiān)控，完成單片機(jī)輸入輸出控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 8路溫度采集監(jiān)控系統(tǒng) 子情境4 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 能完成點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)，充分理解電路中關(guān)于I/O擴(kuò)展、存儲(chǔ)擴(kuò)展和I2C總線等硬件電路的設(shè)計(jì)方法和原理，并能夠用C語言實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)陣屏、I2C通訊總線的控制和對(duì)外擴(kuò)存儲(chǔ)的訪問，最終實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣屏漢字、日期和溫度顯示等功能。 點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)習(xí)情境3 參考學(xué)時(shí)：26學(xué)時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 通過單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)完成，學(xué)生能識(shí)別電子元器件，會(huì)電路板元器件焊接以及電路板調(diào)試，能完成單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)程序設(shè)計(jì)，能完成單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)軟硬件運(yùn)行與調(diào)試。 學(xué)習(xí)情境 教學(xué)方法和建議 子情境1 任務(wù)載體 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式。 項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 （1）認(rèn)識(shí)電子元器件； （2）電路設(shè)計(jì)及電子元器件焊接； （3）編寫C語言程序及調(diào)試； （4）系統(tǒng)整體調(diào)試。 （5）單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)任務(wù)考核 （1）火車站臺(tái)警戒系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)板 （2）滾梯節(jié)能控制系統(tǒng) （3）溫度控制語音播報(bào)系統(tǒng) （4）門窗防盜系統(tǒng) （5）智能超聲波測距系統(tǒng) 六、課程進(jìn)程表 見單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)授課計(jì)劃。 7、 第一次課設(shè)計(jì)和最后一次課設(shè)計(jì) 項(xiàng)目一 發(fā)光二極管LED控制 1.1 工作模塊1 點(diǎn)亮一個(gè)LED（第一次課） 工作任務(wù)： 使用AT89S52單片機(jī)的I/O引腳接發(fā)光二極管LED，通過C語言程序控制，點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管。 終極目標(biāo)： 能完成單片機(jī)最小系統(tǒng)和輸出電路設(shè)計(jì)，能應(yīng)用C語言程序完成單片機(jī)輸入輸出控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED控制的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 促成目標(biāo)： 1. 知道AT89S52單片機(jī)結(jié)構(gòu)； 2. 知道AT89S52單片機(jī)的引腳功能； 3. 會(huì)AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)； 4. 會(huì)C語言基本構(gòu)成和基本語句； 5. 會(huì)利用單片機(jī)I/O口實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮一個(gè)LED。 教學(xué)方法： 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式，項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 教學(xué)設(shè)計(jì)： 在工作模塊1點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管中，用Proteus仿真軟件完成第一個(gè)單片機(jī)電路、用Keil C51完成第一個(gè)C語言LED控制程序； 通過“邊做邊學(xué)”，學(xué)習(xí)AT89S52單片機(jī)結(jié)構(gòu)、引腳功能，完成最小系統(tǒng)電路和LED電路設(shè)計(jì)； 通過“邊做邊學(xué)”，學(xué)習(xí)基于單片機(jī)的C語言基本構(gòu)成和基本語句，完成單片機(jī)點(diǎn)亮一個(gè)LED的程序設(shè)計(jì)。 課時(shí)：4學(xué)時(shí) 教學(xué)過程： 1.1.1 用Proteus設(shè)計(jì)第一個(gè)LED控制電路 Proteus是英國Labcenter Electronics公司開發(fā)的多功能EDA軟件。Proteus不僅是模擬電路、數(shù)字電路、模/數(shù)混合電路的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，也是目前較先進(jìn)的單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。它實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)上完成從原理圖與電路設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級(jí)調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗(yàn)證到形成PCB的完整的電子設(shè)計(jì)、研發(fā)過程。 1．點(diǎn)亮一個(gè)LED電路 按照工作任務(wù)要求，點(diǎn)亮一個(gè)LED電路由AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)和一個(gè)LED電路構(gòu)成。LED點(diǎn)亮電路設(shè)計(jì)如圖1-1所示。 圖1-1 LED點(diǎn)亮電路 在LED點(diǎn)亮電路中，LED的陽極通過220W限流電阻后連接到5V電源上，限流電阻在這里起到了限流的作用，使通過LED的電流被限制在十幾毫安左右。P1.0引腳接LED的陰極，P1.0引腳輸出低電平時(shí)對(duì)應(yīng)的LED點(diǎn)亮，輸出高電平時(shí)對(duì)應(yīng)的LED熄滅。 2．用Proteus仿真軟件完成點(diǎn)亮一個(gè)LED電路 用Proteus仿真軟件完成第一個(gè)LED控制電路，步驟如下： （1）雙擊桌面上的ISIS 7 Professional圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的“開始”→“程序”→Proteus 7 Professional→ISIS 7 Professional，進(jìn)入Proteus ISIS集成環(huán)境； （2）新建設(shè)計(jì)文件、設(shè)置圖紙尺寸、設(shè)置網(wǎng)格、保存設(shè)計(jì)文件為“點(diǎn)亮一個(gè)LED.DSN”； （3）從Proteus元器件庫中選取元器件AT89S52也可用AT89C52代替（單片機(jī)）、CRYSTAL（晶振）、CAP（電容）、CAP-ELEC（電解電容）、RES（電阻）、LED-RED（紅色發(fā)光二極管）； （4）按圖1-1所示放置元器件、編輯元器件、放置終端，然后進(jìn)行連線和屬性設(shè)置； （5）最后進(jìn)行電氣規(guī)則檢測。單擊“工具”→“電氣規(guī)則檢查”命令，彈出檢查結(jié)果窗口，完成電氣檢測。若檢測出錯(cuò)，根據(jù)提示修改電路圖并保存，直至檢測成功。 1.1.2 用Keil C51設(shè)計(jì)第一個(gè)C語言LED控制程序 Keil C51是德國Keil軟件公司開發(fā)的基于8051 內(nèi)核的微控制器軟件開發(fā)平臺(tái)，是51系列單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，是目前開發(fā)8051 內(nèi)核單片機(jī)的主流工具。Keil C51軟件提供了豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，可以完成工程建立和管理、編譯、連接、目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真和硬件仿真等完整的開發(fā)流程。 1．編寫點(diǎn)亮一個(gè)LED程序 由于P1.0引腳接LED的陰極，LED的陽極通過220限流電阻后連接到5V電源上，所以從P1.0引腳輸出低電平就可以點(diǎn)亮LED。“點(diǎn)亮一個(gè)LED”的C語言程序如下： #include //包含AT89X52.H頭文件 sbit LED=P1^0; //定義LED為P1.0引腳 void main (void) { LED=0; //P1.0引腳輸出低電平點(diǎn)亮LED while(1); } 程序編程說明： （1）“#include ”語句是一個(gè)“文件包含”處理，是將AT89X52.H頭文件的內(nèi)容全部包含進(jìn)來。這里程序中包含AT89X52.H頭文件的目的是為了要使用P1^0這個(gè)符號(hào)，即通知C編譯器，程序中所寫的P1^0是指AT89S52單片機(jī)的P1.0引腳。 （2）P1.0不能直接使用，這里用 “sbit LED=P1^0;”就是定義用符號(hào)LED來表示 P1.0 引腳，也可以起P1_0 或P10一類的名字。 （3）“LED=0;”語句是使P1.0引腳輸出低電平，點(diǎn)亮發(fā)光二極管LED。 （4）“while(1);”語句的表達(dá)式是1，也就是說while語句的表達(dá)式始終為真，進(jìn)入死循環(huán)，LED始終點(diǎn)亮。 （5）Keil C 支持 C++風(fēng)格的注釋，可以用“//”進(jìn)行注釋，也可以用/*……*/進(jìn)行注釋。 2．建立第一個(gè)C程序項(xiàng)目 雙擊桌面上的Keil μVision2圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的“開始”→“程序”→Keil μVision2，進(jìn)入Keil μVision2集成開發(fā)環(huán)境。 （1）建立工程文件，選擇單片機(jī)。單擊“工程”→“新建工程”命令，在彈出的“新建工程”對(duì)話框中指定文件夾，輸入文件名“點(diǎn)亮一個(gè)LED”，單擊“保存”按鈕，在彈出的為目標(biāo)Target 1選擇設(shè)備對(duì)話框中選擇單片機(jī)型號(hào)（Atmel的89S52），單擊“確定”按鈕。 （2）建立源文件并加載。單擊 “文件”→“新建”命令，在文件編輯窗口輸入“點(diǎn)亮一個(gè)LED”的C語言源程序，單擊 “文件”→“保存”命令，在彈出的“另存”對(duì)話框中指定文件夾（一般與工程文件放在同一文件夾中），輸入文件名“點(diǎn)亮一個(gè)LED.c”（c為C語言源程序的后綴），單擊“保存”按鈕，完成源文件的建立。 在工程窗口中右擊Target 1文件夾下的Source Group 1文件夾后，單擊彈出菜單的AddFiels to Group‘Source Group 1’，在彈出的AddFiels to Group‘Source Group 1’對(duì)話框中將文件類型設(shè)為C Source file (*.c)，單擊剛才保存的源文件名“點(diǎn)亮一個(gè)LED.c”，單擊Add按鈕再單擊“關(guān)閉”按鈕，完成源文件加載。 （3）設(shè)置工程的配置參數(shù)。在工程窗口中右擊Target 1文件夾，單擊彈出快捷菜單中的Options for Target‘Target 1’，在彈出的Options for Target‘Target 1’對(duì)話框中做以下設(shè)置：Target標(biāo)簽頁的晶振頻率欄設(shè)為12MHz，Output標(biāo)簽頁選中Create Hex Files復(fù)選框，其余采用默認(rèn)設(shè)置。單擊“確定”按鈕，完成配置參數(shù)設(shè)置。 （4）進(jìn)行編譯和連接。單擊“工程”→“構(gòu)造目標(biāo)”，完成編譯，生成名為“點(diǎn)亮一個(gè)LED.hex”的HEX文件。通過輸出窗口查看編譯信息，若提示出錯(cuò)，雙擊輸出窗口的出錯(cuò)信息行，文件編輯窗口中出錯(cuò)指令所在行左側(cè)會(huì)有箭頭提示，逐個(gè)排除錯(cuò)誤后重新編譯。 （5）進(jìn)入調(diào)試模式，打開P1口對(duì)話框。在調(diào)試模式中，單擊 “外圍設(shè)備”→I/O-Ports→Port 1，打開P1口對(duì)話框。 （6）全速運(yùn)行程序。單擊“調(diào)試”→“運(yùn)行到”或調(diào)試工具欄的“運(yùn)行”按鈕，通過P1口對(duì)話框觀察P1.0引腳是否輸出低電平，打勾為高電平，不打勾則為低電平，Pins為引腳的狀態(tài)。 1.1.3 用Proteus仿真運(yùn)行調(diào)試 1．加載“點(diǎn)亮一個(gè)LED.hex ”目標(biāo)代碼文件 首先打開Proteus的“點(diǎn)亮一個(gè)LED”電路，然后雙擊單片機(jī)AT89S52，在彈出的“編輯元件”對(duì)話框中單擊Program File欄的“打開”按鈕，在彈出的“選擇文件名”對(duì)話框中找到前面編譯生成的“點(diǎn)亮一個(gè)LED.hex”文件，單擊“打開”按鈕，完成“點(diǎn)亮一個(gè)LED.hex ”文件的加載。同時(shí)將Clock Frequency欄中的頻率設(shè)為12MHz，單擊“確定”按鈕，即可完成加載目標(biāo)代碼文件。 2．仿真運(yùn)行調(diào)試 （1）單擊仿真工具欄的“單步運(yùn)行”按鈕，進(jìn)入單步運(yùn)行狀態(tài)。單擊“調(diào)試”→8051 CPU Registers，單擊“調(diào)試”→8051 CPU SFR Memory，分別打開工作寄存器窗口和特殊功能寄存器窗口。單擊源代碼調(diào)試窗口的“單步執(zhí)行”按鈕一次，執(zhí)行一條指令，通過各調(diào)試窗口觀察每條指令執(zhí)行后數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，以加深對(duì)硬件結(jié)構(gòu)和指令的理解。 （2）單擊仿真工具欄的“運(yùn)行”按鈕，單片機(jī)全速運(yùn)行程序，對(duì)“點(diǎn)亮一個(gè)LED”進(jìn)行Proteus仿真運(yùn)行。在編輯區(qū)“點(diǎn)亮一個(gè)LED”電路中，可以看到接在P1.0引腳上的LED被點(diǎn)亮，同時(shí)在打開的工作寄存器窗口和特殊功能寄存器窗口中也能看到P1口為0xFE，即P1.0引腳為低電平，其他引腳都為高電平。 【技能訓(xùn)練1-1】單片機(jī)最小系統(tǒng)應(yīng)用——開關(guān)控制LED點(diǎn)亮 模塊1是通過程序使P1.0引腳輸出低電平來點(diǎn)亮LED的。在這里如果通過開關(guān)控制LED點(diǎn)亮，那么如何實(shí)現(xiàn)呢？ 1．電路設(shè)計(jì) 開關(guān)控制LED點(diǎn)亮是AT89S52單片機(jī)的一種最簡單電路，它包含3個(gè)部分：單片機(jī)最小系統(tǒng)、輸入電路和輸出電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)由AT89S52單片機(jī)、晶振電路和上電復(fù)位電路構(gòu)成。輸入部件是開關(guān)SW，輸出部件是LED，如圖1-2所示。由于只使用內(nèi)程序存儲(chǔ)器，AT89S52的EA端接電源正端。 圖1-2 開關(guān)控制LED點(diǎn)亮電路 2．程序設(shè)計(jì) （1）開關(guān)控制點(diǎn)亮LED分析。 開關(guān)閉合：P1.0=0，LED點(diǎn)亮；開關(guān)斷開：P1.0=1，LED熄滅。流程圖如圖1-3所示。 圖1-3 開關(guān)控制點(diǎn)亮LED流程圖 （2）編寫開關(guān)控制LED點(diǎn)亮程序。 #include //包含AT89X52.H頭文件 sbit SW=P3^0; //定義SW是P3.0位對(duì)應(yīng)的引用符號(hào) sbit LED=P1^0; //定義LED是P1.0位對(duì)應(yīng)的引用符號(hào) void main (void) { while(1) { if(SW==0) LED=0; //開關(guān)閉合SW=0：P1.0=0，LED點(diǎn)亮 else LED=1; //開關(guān)斷開SW=1：P1.0=1，LED熄滅 } } 【焊接制作訓(xùn)練】單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路的制作與調(diào)試 1.制作任務(wù) 在萬能板上，焊接制作AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)以及LED電路，并通過ISP接口下載程序，實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)亮和閃爍功能。 2.制作目的 （1）了解單片機(jī)最小系統(tǒng)制作過程，掌握電子元器件檢測、識(shí)別和焊接方法及硬件電路關(guān)鍵點(diǎn)測試方法。 （2）學(xué)會(huì)用ISP軟件加載程序到AT89S52單片機(jī)芯片，觀察LED運(yùn)行情況是否與設(shè)計(jì)功能相符，并掌握基本的調(diào)試手段和方法。 3.制作過程 焊接單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路的元器件如表1-1所示。 表1-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路元件清單 元件注釋 封裝 數(shù)量 元件注釋 封裝 數(shù)量 單片機(jī)AT89S52 PDIP 1 輕微按鍵 SW 1 晶振11.0592M JZ 1 電阻10K AXIAL0.3 1 瓷片電容104 RAD0.1 2 電阻1K AXIAL0.3 1 電解電容10μF RAD0.1 1 LED LED-1 1 IC插座 DIP40 1 根據(jù)“工作模塊1”圖1-1所示電路圖，完成單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路電路焊接制作。焊接電子元器件原則是由小到大、由矮到高，首先焊接電阻、電容、發(fā)光二極管，然后焊接按鍵、晶振，最后焊接IC插座、接線端子。焊接好的電路板如圖1-4所示。 圖1-4 單片機(jī)最小系統(tǒng)和LED電路實(shí)物照片 元器件焊接時(shí)注意事項(xiàng)如下： （1）電解電容（瓷片電容不分正負(fù)極）、發(fā)光二極管都具有一長一短兩個(gè)引腳，長腳為正極、短腳為負(fù)極。 （2）焊接底座時(shí)要先焊接兩個(gè)對(duì)角引腳，將其固定在線路板子上，防止底座焊接不平，然后焊接其它引腳。底座焊接完后，將單片機(jī)芯片兩排引腳分別向內(nèi)側(cè)壓一下，以便插入芯片底座。 （3）晶振電路盡量靠近單片機(jī)芯片進(jìn)行焊接，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。選用復(fù)位電路所使用的開關(guān)時(shí)，最好選用點(diǎn)觸開關(guān)，便于操作。 （4）焊接后，元器件外觀要整齊、焊點(diǎn)要飽滿（防止虛焊）、引腳不宜過高。在放置元器件時(shí)，還要考慮為方便以后開發(fā)，在線路板上預(yù)留一定空間。 4.硬件檢測與調(diào)試 （1）上電前，檢測單片機(jī)VCC 和GND 是否短路。上電后，檢測單片機(jī)40腳和20腳之間是否有5V電壓。 （2）檢測晶振兩端（第18-19引腳）電壓是否為0.5-1.6V，如果有則說明晶振電路工作正常。 （3）按下復(fù)位按鍵，檢測第9腳的電壓是否會(huì)變化。如果按鍵沒有按下時(shí)電壓為0V，按鍵按下后電壓立刻變?yōu)?V，之后很快降為0V，則表示復(fù)位電路正常。 5.軟件下載與調(diào)試 通過ISP下載器把“項(xiàng)目一LED控制.hex”文件燒入單片機(jī)芯片中，如果LED運(yùn)行結(jié)果與設(shè)計(jì)功能相符，說明上面焊接過程和程序均正常，否則需進(jìn)行調(diào)試，直到功能實(shí)現(xiàn)。軟件下載、調(diào)試步驟如下： （1）首先在計(jì)算機(jī)上打開Easy 51Pro.exe，出現(xiàn)如圖1-5所示主窗口畫面。點(diǎn)擊右下角的設(shè)置按扭，彈出如圖1-6所示程序燒錄界面，在編程器類型中設(shè)置選擇“使用Easy ISP下載線”。 圖1-5 ISP下載器主窗口 圖1-6 ISP下載線設(shè)置界面 （2）把下載器的8P的排線和單片機(jī)的ISP下載接口相接，另一端連接到PC機(jī)。接著在燒錄界面中選擇實(shí)際要燒錄的芯片型號(hào)（AT89S52），再點(diǎn)擊“檢測器件”的按鈕看是否可以檢測到所燒錄的目標(biāo)芯片。 （3）單擊“自動(dòng)打開文件”按鈕，選擇需要下載的程序HEX文件，可以一步一步的手動(dòng)完成，也可以點(diǎn)擊“自動(dòng)完成”后，就會(huì)一項(xiàng)一項(xiàng)的往下進(jìn)行，燒錄完成就可以運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序了。 上電后，即可觀察到LED能點(diǎn)亮或閃爍，直到電源關(guān)閉才能熄滅。 教學(xué)小結(jié)： 1．Proteus能在計(jì)算機(jī)上完成從原理圖與電路設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級(jí)調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗(yàn)證到形成PCB的完整的電子設(shè)計(jì)、研發(fā)過程。 2．Keil C51是基于8051內(nèi)核的微控制器軟件開發(fā)平臺(tái)，是51系列單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。可以完成工程建立和管理、編譯、連接、目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真和硬件仿真等完整的開發(fā)流程。 3．單片機(jī)主要應(yīng)用在家用電器、智能卡、智能儀器儀表、網(wǎng)絡(luò)與通信以及工業(yè)控制等方面。 4．AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)就是指由單片機(jī)和一些基本的外圍電路所組成的一個(gè)可以工作的單片機(jī)系統(tǒng)。一般來說，它包括單片機(jī)、電源、晶振電路和復(fù)位電路。 5．“#include ”語句是一個(gè)“文件包含”處理，是將AT89X52.H頭文件的內(nèi)容全部包含進(jìn)來。 “sbit LED=P1^0;” 語句是定義用符號(hào)LED來表示 P1.0 引腳。Keil C支持C++風(fēng)格的注釋，可以用“//”進(jìn)行注釋，也可以用/*……*/進(jìn)行注釋。 【問題與討論】 1-1 簡述Keil C51和Proteus軟件的主要功能。 1-2 簡述單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。 1-3 簡述單片機(jī)的主要特點(diǎn)。 1-4 單片機(jī)最小系統(tǒng)由哪幾部分組成？現(xiàn)要求LED的陽極接在P1.0引腳上，請(qǐng)完成LED點(diǎn)亮電路及其C語言程序設(shè)計(jì)。 項(xiàng)目十一 點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 11.2 工作模塊28 1632LED點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)（最后一次課） 工作任務(wù)： 利用AT89S52單片機(jī)及88點(diǎn)陣顯示模塊，完成1632點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)，采用逐列掃描方法，用C語言程序?qū)崿F(xiàn)1632點(diǎn)陣分屏顯示和移動(dòng)顯示4個(gè)漢字。 終極目標(biāo)： 能利用AT89S52單片機(jī)及88點(diǎn)陣顯示模塊，完成1632點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)，充分理解電路中關(guān)于I/O擴(kuò)展等硬件電路的設(shè)計(jì)方法和原理，能夠用C語言程序?qū)崿F(xiàn)1632點(diǎn)陣分屏顯示和移動(dòng)顯示漢字等功能，完成1632點(diǎn)陣顯示的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試。 促成目標(biāo)： 1．知道88點(diǎn)陣顯示模塊結(jié)構(gòu)和工作原理； 2．會(huì)利用88點(diǎn)陣顯示模塊構(gòu)建1632點(diǎn)陣顯示模塊以及測試方法； 3．知道74LS138、74LS154和74LS595芯片的功能和使用方法； 4．會(huì)利用74LS138、74LS154和74LS595芯片設(shè)計(jì)行列驅(qū)動(dòng)電路； 5．會(huì)1632LED點(diǎn)陣逐列掃描顯示和逐行掃描方法，以及1632點(diǎn)陣顯示程序的設(shè)計(jì)方法。 教學(xué)方法： 采用“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方法模式，項(xiàng)目的實(shí)施可采用小組合作的學(xué)習(xí)方法。 教學(xué)設(shè)計(jì)： 目前，在市場上常見的LED點(diǎn)陣顯示屏主要有 57、88、1616 等幾種規(guī)格。若要顯示阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母、特殊符號(hào)等，可采用 57、88 的點(diǎn)陣即可夠用，若要顯示中文字，則需要 4 片 88 的點(diǎn)陣組成 1616 LED點(diǎn)陣顯示屏才能顯示一個(gè)中文字。 通過“邊做邊學(xué)”，學(xué)習(xí)88點(diǎn)陣LED的內(nèi)部電路、工作過程、88點(diǎn)陣顯示模塊構(gòu)建1632點(diǎn)陣顯示模塊以及測試方法，完成1632點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)； 通過“邊做邊學(xué)”，學(xué)習(xí)1632LED點(diǎn)陣逐列掃描顯示和逐行掃描方法，以及1632點(diǎn)陣顯示程序的設(shè)計(jì)方法，完成1632點(diǎn)陣顯示程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行與調(diào)試。 課時(shí)：4學(xué)時(shí) 教學(xué)過程： 11.2.1 1632LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì) 隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED 顯示屏作為信息傳播的一種重要手段成為現(xiàn)代信息化社會(huì)的一個(gè)閃亮標(biāo)志。LED點(diǎn)陣顯示屏制作簡單，安裝方便，可以用來顯示溫度、日期和文字信息等，主要應(yīng)用場合有：排隊(duì)叫號(hào)、公交車報(bào)站、廣告屏等。 1．認(rèn)識(shí)LED點(diǎn)陣漢字顯示屏 LED點(diǎn)陣顯示屏是由高亮發(fā)光二極管點(diǎn)陣組成的矩陣模塊，通過控制這個(gè)二極管矩陣達(dá)到在顯示屏上顯示符號(hào)、文字等信息的目的。目前，在市場上常見的LED點(diǎn)陣顯示屏主要有 57、88、1616 等幾種規(guī)格。若要顯示阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母、特殊符號(hào)等，可采用 57、88 的點(diǎn)陣即可夠用，若要顯示中文字，則需要 4 片 88 的點(diǎn)陣組成 1616 LED點(diǎn)陣顯示屏才能顯示一個(gè)中文字。 1632LED點(diǎn)陣漢字顯示電路由AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)、LED顯示屏、行驅(qū)動(dòng)電路和列驅(qū)動(dòng)電路等模塊構(gòu)成。 2．1632LED點(diǎn)陣漢字顯示模塊設(shè)計(jì) 按照工作任務(wù)要求，1632LED點(diǎn)陣漢字顯示模塊的列數(shù)據(jù)由P0口和P2口發(fā)送，P1口送列碼，通過逐列掃描實(shí)現(xiàn)1632LED點(diǎn)陣漢字顯示。 構(gòu)建一塊1632LED點(diǎn)陣模塊，需要八塊88 LED點(diǎn)陣模塊，設(shè)計(jì)1632LED點(diǎn)陣模塊步驟如下： （1）先把八個(gè)“MATRIX-8X8-RED”元器件對(duì)應(yīng)的行線和列線分別進(jìn)行連接，每一條行線引腳接一行32個(gè)LED，每一條列線引腳接一列16個(gè)LED。 （2）然后標(biāo)注行列引腳連線標(biāo)號(hào)，相同行標(biāo)注同一個(gè)連線標(biāo)號(hào)，相同列標(biāo)注同一個(gè)連線標(biāo)號(hào)。1~8行引腳連線標(biāo)號(hào)分別為P00~ P07，9~16行引腳連線標(biāo)號(hào)分別為P20~ P27；1~32列引腳連線標(biāo)號(hào)分別為S00~ S31，如圖11-1所示。 圖11-1 1632 LED點(diǎn)陣行列引腳連線標(biāo)號(hào) （3）分開的88 LED點(diǎn)陣模塊并不能達(dá)到好的效果，需要把8個(gè)88 LED點(diǎn)陣模塊并攏成1632 LED點(diǎn)陣模塊。先選中一塊88 LED點(diǎn)陣模塊，然后拖動(dòng)并使其與另一塊相并攏，原來的連線已經(jīng)自動(dòng)隱藏了。做成的LED點(diǎn)陣的行線有16個(gè)引腳（在左側(cè)），列線有32個(gè)引腳（在右側(cè)只能看到16個(gè)引腳，其他16個(gè)引腳隱藏了），行線高電平有效，列線低電平有效，如圖11-2所示。 圖11-2 1632 LED點(diǎn)陣顯示模塊 Proteus仿真小技巧： 完成以后，在仿真運(yùn)行時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)1632LED點(diǎn)陣模塊會(huì)有紅綠小點(diǎn)閃爍，那是在Proteus中實(shí)時(shí)顯示的電平信號(hào)。解決這個(gè)問題方法是：可以在“System”菜單下點(diǎn)擊“Set Animation Options…”子菜單；打開“Anmated Circuits Configuration”對(duì)話框；然后將“Animation Options”選項(xiàng)下面的“Show Logic State of Pins?”復(fù)選框中去掉選中標(biāo)志。改變?cè)O(shè)置以后，重新仿真運(yùn)行就不會(huì)有紅綠小點(diǎn)閃爍了。 3．列控制電路設(shè)計(jì) 列驅(qū)動(dòng)電路是由2個(gè)74LS154譯碼器和一個(gè)74LS04反相器構(gòu)成。 U2芯片74LS154的4個(gè)輸入端（A、B、C、D）接P1口的P1.0、P1.1、P1.2和P1.3引腳，E1端接P1口的P1.4引腳（作為片擇信號(hào)）， 16個(gè)輸出端（0~15）分別接1632 LED點(diǎn)陣的前16列（S00~S15列）； U 3芯片74LS154的4個(gè)輸入端（A、B、C、D）接P1口的P1.0、P1.1、P1.2和P1.3引腳，E1端經(jīng)過U4芯片74LS04接P1口的P1.4引腳，16個(gè)輸出端（0~15）分別接1632 LED點(diǎn)陣的后16列（S16~S31列），如圖11-3所示。 圖11-3 1632 LED點(diǎn)陣列驅(qū)動(dòng)電路 74LS154為4線－16線譯碼器，74LS154的四個(gè)輸入端（A、B、C、D）是四位二進(jìn)制代碼、有十六種狀態(tài)，十六個(gè)輸出端（0~15）分別對(duì)應(yīng)其中一種輸入狀態(tài)，輸出端以低電平譯出。74LS154譯碼器每次可輸出相應(yīng)一個(gè)I/O口的低電平，正好與點(diǎn)陣屏的低電平選中列相對(duì)。 74LS154的E1和E2為二個(gè)控制輸入端（又稱使能端）。當(dāng)E1、E2為低電平時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)，否則譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平上。在這里，我們把2個(gè)74LS154的E2端接地，P1口的P1.4引腳直接接U2芯片74LS154的E1端，并通過74LS04反相器接U3芯片74LS154的E1端。當(dāng)P1.4引腳為低電平時(shí)，選中U2芯片74LS154；為高電平時(shí)，經(jīng)過74LS04反相為低電平，選中U3芯片74LS154。這樣，就可以通過P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P1.4引腳，完成對(duì)1632LED點(diǎn)陣的32列逐列掃描控制了。 3．行控制電路設(shè)計(jì) 行驅(qū)動(dòng)電路是由2個(gè)74LS245芯片和一個(gè)排阻構(gòu)成。 U5芯片74LS245的8個(gè)輸入端接P0口，8個(gè)輸出端接1632 LED點(diǎn)陣的前8行（P00~P07行），排阻是P0口的上拉電阻；U6芯片74LS245的8個(gè)輸入端接P2口，8個(gè)輸出端接1632 LED點(diǎn)陣的后8行（P20~P27行），如圖11-4所示。 圖11-4 1632 LED點(diǎn)陣行驅(qū)動(dòng)電路 4．1632LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì) 通過前面的1632LED點(diǎn)陣漢字顯示模塊、列控制電路和行控制電路設(shè)計(jì)，下面我們利用Proteus軟件實(shí)現(xiàn)1632LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)，如圖11-5所示。 圖11-5 1632 LED點(diǎn)陣行驅(qū)動(dòng)電路 運(yùn)行Proteus軟件，新建“1632LED點(diǎn)陣顯示” 設(shè)計(jì)文件。按圖11-11所示放置并編輯AT89S52、CRYSTAL、CAP、CAP-ELEC、RES、RESPACK-8、74LS245、74LS154、74LS04、BUTTON和MATRIX-8X8-RED等元器件。完成1632LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)后，進(jìn)行電氣規(guī)則檢測，直至檢測成功。 11.2.2 1632LED點(diǎn)陣漢字顯示程序設(shè)計(jì) 按照工作任務(wù)要求和電路設(shè)計(jì)，P0口和P2口送列數(shù)據(jù)，P1口送列碼，C語言程序通過逐列掃描實(shí)現(xiàn)1632LED點(diǎn)陣分屏顯示和移動(dòng)顯示4個(gè)漢字。在這里，顯示的4個(gè)漢字是“電子學(xué)院”。 1．PCtoLCD2002獲取漢字字模 1632LED點(diǎn)陣漢字顯示的內(nèi)容是“電子學(xué)院”，那么這4個(gè)漢字的漢字字模是如何獲取的呢，下面主要介紹PCtoLCD2002作為1632LED點(diǎn)陣漢字顯示字模提取軟件的使用方法。 （1）認(rèn)識(shí)漢字字模 什么是漢字字模呢？可以這么理解漢字字模是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有了根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來記載字符或漢字的形狀。如漢字的1616點(diǎn)陣“你”的字模，如圖11-6所示。 圖11-6 “你”漢字字模 從上圖我們可以看出，一個(gè)1616點(diǎn)陣的漢字字模需要占用32個(gè)字節(jié)。如果需要顯示4個(gè)漢字那么就需要128 Byte，也就是需要聲明一個(gè)4行32列的二維數(shù)組，來存放4個(gè)漢字的漢字字模。 （2）PCtoLCD2002字模選項(xiàng)設(shè)置 單擊菜單欄的“選項(xiàng)”按鈕，打開“字模選項(xiàng)”的對(duì)話框，如圖11-7所示。用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要而進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后，單擊左下角的確定保存。下面簡單介紹主要字模選項(xiàng)。 圖11-7 字模選項(xiàng)對(duì)話框 取模方式有逐列式、逐行式、列行式和行列式四種方式。逐行式是橫向逐行取點(diǎn)，逐列式是縱向逐列取點(diǎn)。 1）列行式首先是從第1列開始向下取前8個(gè)點(diǎn)作為第1個(gè)字節(jié)、第2列開始向下取前8個(gè)點(diǎn)作為第2個(gè)字節(jié)、……、第16列開始向下取前8個(gè)點(diǎn)作為第16個(gè)字節(jié)，然后在從第1列開始向下取后8個(gè)點(diǎn)作為第17個(gè)字節(jié)、第2列開始向下取后8個(gè)點(diǎn)作為第18個(gè)字節(jié)、……、第16列開始向下取后8個(gè)點(diǎn)作為第32個(gè)字節(jié)。由此可以看出，列行式的取模方式是先取上半字的16個(gè)字節(jié)，后取下半字的16個(gè)字節(jié)。 2）行列式首先是從第1行開始向右取前8個(gè)點(diǎn)作為第1個(gè)字節(jié)、第2行開始向右取前8個(gè)點(diǎn)作為第2個(gè)字節(jié)、……、第16行開始向右取前8個(gè)點(diǎn)作為第16個(gè)字節(jié)，然后在從第1行開始向右取后8個(gè)點(diǎn)作為第17個(gè)字節(jié)、第2行開始向右取后8個(gè)點(diǎn)作為第18個(gè)字節(jié)、……、第16行開始向右取后8個(gè)點(diǎn)作為第32個(gè)字節(jié)。同樣可以看出，行列式的取模方式是先取左半字的16個(gè)字節(jié)，后取右半字的16個(gè)字節(jié)。 3）取模走向有逆向和順向，逆向是低位在前、高位在后，順向是高位在前、低位在后。 4）點(diǎn)陣格式有陰碼和陽碼，陰碼是“1”為點(diǎn)亮、陽碼是“0”為點(diǎn)亮。 （3）獲取漢字字模 1632LED點(diǎn)陣漢字顯示是采用1616點(diǎn)陣、宋體、列行式、陰碼、逆向、十六進(jìn)制數(shù)等方式，來獲取“電子學(xué)院”4個(gè)漢字的字模，如圖11-8所示。 圖11-8 “電子學(xué)院”字模獲取 “電”的字模： {0x00,0x00,0xF8,0x88,0x88,0x88,0x88,0xFF,0x88,0x88,0x88,0x88,0xF8,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x1F,0x08,0x08,0x08,0x08,0x7F,0x88,0x88,0x88,0x88,0x9F,0x80,0xF0,0x00}, ...... 字模中的數(shù)據(jù)，16進(jìn)制轉(zhuǎn)化為2進(jìn)制，2進(jìn)制中的“1”就代表1632LED點(diǎn)陣上相應(yīng)的點(diǎn)亮起來，“0”代表不亮，這樣在1632LED點(diǎn)陣上顯示出來了，如圖11-9所示。 圖11-9 1632LED點(diǎn)陣上顯示的效果 2．1632LED點(diǎn)陣漢字顯示相關(guān)變量定義 （1）1632LED點(diǎn)陣接口相關(guān)變量定義 #define LED_L16 P0 //1632LED點(diǎn)陣低16行接口 #define LED_H16 P2 //1632LED點(diǎn)陣高16行接口 #define LED_COL P1 //1632LED點(diǎn)陣列選接口 （2）1632LED點(diǎn)陣顯示相關(guān)變量定義 uchar i,j; //定義二維數(shù)組aFont[j][i]的下標(biāo) uchar s; //定義逐列掃描變量，從0列到31列 uchar time; //定義刷新顯示次數(shù)變量，保持內(nèi)容顯示一定時(shí)間 uchar start; //定義顯示的起始列變量 /*聲明一個(gè)二維數(shù)組，用來存放“電子學(xué)院”4個(gè)漢字的字模*/ uint code aFont[4][32]= { /*“電”，0，前16B是“電”的上半字，后16B是“電”的下半字*/ {0x00,0x00,0xF8,0x88,0x88,0x88,0x88,0xFF,0x88,0x88,0x88,0x88,0xF8,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x1F,0x08,0x08,0x08,0x08,0x7F,0x88,0x88,0x88,0x88,0x9F,0x80,0xF0,0x00}, ....... }; 3．延時(shí)程序 1632LED點(diǎn)陣漢字顯示的延時(shí)程序，在逐列掃描顯示時(shí)，主要是保持每列點(diǎn)亮一段時(shí)間和熄滅一段時(shí)間，延時(shí)時(shí)間是根據(jù)形式參t來決定的。 4．切換顯示程序 顯示1個(gè)漢字需要166點(diǎn)陣，1632點(diǎn)陣可以顯示2個(gè)漢字，4個(gè)漢字只能分成2屏顯示，分屏顯示代碼如下： void Leddis(uchar p) { for(time=0;time<100;time++) //每屏刷新顯示100次，保持一定時(shí)間 { s=0; for(j=(p-1)*2;j<(p-1)*2+2;j++) { for(i=0;i<16;i++) { LED_COL=s; //逐列掃描顯示 LED_L16=aFont[j][i]; //顯示上半字 LED_H16=aFont[j][i+16]; //顯示下半字 delay(40); LED_L16=0; //顯示完一列，重新初始化防止重影 LED_H16=0; delay(2); s++; } } } } //End Leddis() 5．左移顯示程序 左移顯示分為右進(jìn)顯示和左出顯示兩個(gè)過程。在這里，左移顯示是每次左移8列，既左移半個(gè)字。 右進(jìn)顯示先從右邊開始顯示第1個(gè)字的前半個(gè)字，也就是從第24列開始顯示，并保持顯示一定時(shí)間。然后在左移右進(jìn)8列顯示，直至滿屏顯示前2個(gè)漢字，右進(jìn)顯示完成；左出顯示先從第1個(gè)字的后半個(gè)字、第2個(gè)字和第3個(gè)字的前半個(gè)字開始顯示，并保持顯示一定時(shí)間。然后在左出8列顯示，直至左出完成。 （1）右進(jìn)顯示代碼如下： /*右進(jìn)顯示（只右進(jìn)顯示第一屏）num為一屏顯示的字?jǐn)?shù)，movecol為每次右進(jìn)的列數(shù)*/ void RightJ(uchar num,uchar movecol) { start=16*num-movecol; //計(jì)算右進(jìn)顯示的起始列 while(1) { for(time=0;time<100;time++) { s=start; //把右進(jìn)顯示的起始列賦給逐列掃描變量 for(j=0;j<4;j++) { for(i=0;i<16;i++) { LED_COL=s; LED_L16=aFont[j][i]; LED_H16=aFont[j][i+16]; delay(40); LED_L16=0; LED_H16=0; delay(2); s++; if(s>31) break; } if(s>31) break; } } if(start>0) { start-=movecol; //每次右進(jìn)顯示的起始列加movecol列 } else { break; //如果右進(jìn)顯示的起始列到了第0列，右進(jìn)顯示結(jié)束 } } } （2）左出顯示代碼參考右進(jìn)顯示代碼 6．1632LED點(diǎn)陣漢字顯示主程序 到目前為止，就完成了1632LED點(diǎn)陣漢字顯示所有子程序的設(shè)計(jì)，那么這些子程序怎樣組成一個(gè)完整的系統(tǒng)呢？ 單片機(jī)的源程序一般由主程序（只能有一個(gè)主程序）、完成特定功能的子程序及等部分組成。程序的運(yùn)行是從主程序開始的，然后在主程序中調(diào)用相應(yīng)的子程序，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。1632LED點(diǎn)陣漢字顯示main()函數(shù)代碼如下： void main(void) {