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1、教案7项目7声光报警器设计与实现一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目项目7声光报警器设计与实现授课学时授课班级授课人数所选教材单片机应用技术线上线式教学教学内容项目7声光报警器设计与实现以MCS-51单片机为主控芯片，外接传感器及声光、显示电路，通过编程实现自动监测、实时报警和状杰信息显示等功能，完成智能声光报警器的设计与实现。其他资源媒体资源微课、PPT,视频、关小游戏，keil4,动画，职教云平台，智能小车、智慧大棚模拟沙盘+VR虚拟仿真系统、闯Proteus软件等环境资源嵌入式实训室、教学一体机、机器人测试平台、腾讯课堂学情分析知识基础1已掌握C51单片机最小系统、GPIO工作原理
2、。2已学会C51单片机最小系统、GPlO应用、LED、独立按键等外设模块的电路设计方法。认知能力1具备使用ProteUS仿真软件进行模拟仿真的能力。2能根据符号正确识别元器件类型。3能正确识别常见集成电路封装形式。4能通过电路原理图准确识读元器件型号、参数等信息。教学目标学习特点素质目标1通过实现红外报警器的功能和新冠疫情构建思政元素，将培养学生的民族自豪感、民族担当的责任感抗“疫”精神，融入到红外报警子系统的需求设计与制作中。2通过析构设仿评做，全过程培养学生团队合作意识、诚信意识。知识目标1通过红外报警子系统功能分析，掌握报警器的工作原理。2通过红外报警子系统设计，掌握C51的中断的概念及
3、中断系统结构。能力目标1能根据红外报警子系统的设计，在PrOtUeS仿真软件中选用合适的器件完成红外报警子系统的仿真原理图2通过报警器的实物制作，能读懂简单电子产品电路原理图，并根据原理图和位号图进行电子电路焊接、装配、排故及调试。教学重难点重点1报警电路的工作原理。2C51单片机中断的体系结构。教学方法难点C51单片机中断的体系结构。教法任务驱动教法、情景化教法、差异化教法、讨论式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、知识点结构图-课前报警电路工作原理C51单片机中断的概念A蛭鸣器的工作原理和使用I卜缁S警子系统硬件方案分析项目8-1硬件部分。-课中(C51单片机中断的概
4、念和体系结构任务1：根据方案分析，选择合适的瑞银彩工外报警子系统仿真电路任务2:使用示例代码包完成红夕限警子系统功能仿真-顿1完成红外报警子系统硬件实物焊接制作、教学实情MI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线上学习学习内容1学习报警器电路及工作原理2学习中断的概念任务发布：在职教云上发布本堂课项目的学习任务单。1课前学习：下载学习任务单并完成学习任务单的课前任务2问题记录：将疑问的地方归纳记录，课中进行反思并学习培养学生自主学习能力，预习课程内容。课中学习更有针对性，提高学习效率。职教云平台教学环节项目导入学习诊断课前小测试发布测验：利用职教云根据学习内容布置测试题。
5、课前分析：分析学生课前测验数据，抓住学生出问题较多的知识点，课堂上进行着重讲解。根据学习资料完成课前测试，做好问题记录检测课前学习效果职教云平台策略调整问题反馈与策略调整：根据课前测试结果显示，学生对报警器的工作原理不是很理解，教学中需要针对重难点，引入直观的动画、视频等信息化资源帮助同学们理解知识点，引入具体的任务制作报警器。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1项目情景视频播放2红外报警子系统实物展示项目引入：播放视频：毕业学生创业大棚种植遇到多种困难，引导学生思考如何用所学知识解决师兄面临的困难。新知引入：.引导项目分解，通过实物展示，引出本次课内容红外报警器的设计与制作（
6、板书本节课内容知识点）。2发起头脑风暴，引导学生思观看视频，思考如何用所学知识解决师兄面临的困难。参与头脑风暴：思考红外报警器功能如何实现。创设情境，能激发学生探求知识的欲望，在课堂上通过实物展示，能激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产生对新知识追求的渴望。职教云/视频/实物展示考红外报警器功能如何实现。明确项目任务：红外报警子系统的设计与制作1职教云头脑风暴结果展示，学生分组，请代表讲解本组数据红外报警子系统功能的实现。2归纳总结明确任务：完成红1学生分享构思2学生讨论：思考功能实现路径规则宣导，明确学习目标。任务r.工L.,-就分析，能有效培职教云项目一9一1.lL-X礴F号养学生勤
7、于思考，敏于发现。分析IdIr11r.外报警子系统的设计与制作硬件方案设计：1红外报警子系统方案设计1引导学生完成方案需求分析。1小组讨论：组内讨论数据远程传输子系统硬件设计方案。小组讨论，培养学生团结协作的能力、锻炼学生沟通交流自我学习的能力。职教云/实物展示项目2绘制红外报警系统设计方案组成框图2教师点评：做点评，充笈总结确定给上计方案。对各/、肯定H红外组设计方案学生的成果，报警电路设1动手绘制：红外报警系统设计方案组成框图。2小组代表汇报方案设计。电路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的应用能力。职教云/实物展示实施幡,蝮一一一ST4r7*MM一一UM映TF1：定
8、时器1溢出中断。Rl或TL串行中断。=0新冠疫情与单片机中断对比图1说明通过报警器按键引入中断，介绍中断源的概念。2、中断源分类知识点：C51单片机的体系结构及中断的响应机制(5min)93B51中系晚内然指MEB问题引导：引导学生思考引出聆听&思考：聆听老师的讲解，1课堂在深入体C51单片机中断的内部体系结学习C51单片机中断管理的工验中精彩展开，构及中断的响应机制。作原理，理解生活中的中断现让学生充分实新知讲解：C51单片机的体系结象及中断管理过程。践、体验。构及中断的响应机制。记录：做好课堂笔记，并将遇2通过随堂测PPT/动利用3D动画演示C51单片机中到的问题记录到活页式讲义总验了解学
9、生对画断的响应机制。结与问题反馈中。重难点的掌握任务发布：利用职教云发布随测验：独立完成随堂测验情况，及时调整堂测试，学生完成后评讲测验。教学策略。项目实施任务：1 .用Protues仿真软件绘制报警电路仿真原理图。2 .仿真体验产品功能新知实践：1组织实操：明确设计要求用Protues仿真软件绘制报警电路仿真原理图。2发放红外报警子系统的示例代码包。3巡视指导：巡回检查各个小组的实操情况，随机注意课堂纪律以及是否有学生提问，注意个别基础较差学生的情况。新知实践：1绘制红外报警子系统仿真原理图。2使用示例代码包完成红外报警子系统功能仿真与调试，并做好调试记录。通过仿真模拟红外报警器的功能，培养
10、学生互助协作、精益求精、严谨细致的工匠精神。Proteus仿真平台项目考核项目考核考核评价，教师针对各个小组课堂的表现情况、作品展示情况点评，充分肯定学生的成果，做好成绩考核记录。1分组展示仿真结果。小组成员自评：学生针对自己小组的作品进行自我评价，反思自己在本堂课中的表现。组间互评：各个小组针对课堂展示的成果汇报，对其他小组完成的作品进行评价；2总结汇报此次实验过程中遇到的问题及解决办法。在评价时要尊重学生的个性差异，准确合理，富有鼓励性的评价更能调动学生学习的积极性，增强学生的自信心。职教云/ProtueS仿真平台总结反思问题反馈与解决：1教师点评：红外报警子系统中的典型故障1学生反思总结
11、，跟随老师汇总归纳本堂课的知识内容，加以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，给C!3123C33。口-曲目。2总结本堂课学习内容，加深学生对新知识的理解。深对新知识的理解和记忆。2使用C51学习APP帮助学习，查询红外报警子系统中的典型故障及解决办法。学生以系统、完整的印象，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。实物制作1通过职教云布置课后作业：分组完成，每组独立制作红外报警子系统。学生去实训室制作红外报警子系统，并强调注意安全。2安排学生做好实训室清洁卫生。学生实践：以小组为单位分工协作完成红外报警子系统的制作与调试，并做好实训室清洁卫生。课后实践可以使教师及时了解学生的学
12、习情况，获取反馈信息，从而有利。黑政点：通过焊接电子产品，鼓励学生要认真细心，严格要求，培养学生的工匠精神和奋斗精神。职教云教学反思教案9项目7声光报警器设计与实现（软件设计）一、教学设计课程名称学习模块项目8：报警器授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材单片机应用技术授课时间授课方式I教学内容项目7声光报警器设计与实现（软件设计）以MCS-51单片机为主控芯片，外接传感器及声光、显示电路，通过编程实现自动监测、实时报警和状态信息显示等功能，完成智能声光报警器的设计与实现。其他资源媒体资源微课，PPT,视频，动画，职教云平台，智能小车，智慧大棚模拟沙盘，虚拟仿真系统，KeiM软件，Prote
13、us软件等学情分析环境资源嵌入式实训室、教学一体机、机器人测试平台、腾讯会议知识基础1 .已掌握红外线声光报警器硬件电路的工作原理2 .已掌握C51单片机中断的基础概念知识认知能力L会使用KeiM软件编写顺序、选择、循环结构程序2.具备初步的程序设计编写能力教学目标学习特点素质目标1.通过趣味案例激发好奇心和学习兴趣。教学重难点2 .通过学习情境挖掘学生求知欲和创造欲，树立问题能力3 .通过项目制作训练学生思考问题，解决总是能力4 .通过情境实现培养学生互助、协作的团队精神知识目标1 .通过对红外线报警子系统工作流程的分析，掌握C51单片机中断响应的过程和组成要素2 .通过对子系统响应红外报警
14、信号过程的分析，掌握中断处理函数的用法和注意事项能力目标L掌握单片机中断系统使用方法；2 .掌握中断服务程序的编写；3 .掌握单片机外部中断技术的应用；4 .初步学会单片机实时控制系统的设计和调试方法。重点L单片机外部中断技术的应用难点1.C51单片机中断处理函数的调用教学方法教法任务驱动教法、情景化教法、差异化教法、讨论式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、教学流程图教学环节项目导入重点知识点三、教学实施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1 .课后任务展示一组织学生展示课后焊接制作的红外线报警子系统硬件电路2 .前节知识回顾一引导学生回顾中断的概念展示：
15、职教云展示同学们课后焊接的红外报警器硬件做展示点评：依照学生展示的情况点评，充分肯定学生的成果思考：仔细听取老师的点评，思考不足之处聆听：跟随老师了解棚小卫机器人的红外报警子系统从回顾旧知识开始整堂课程，首先充分肯定学生作品和能力，提高学生的学习兴趣职教云/图片/实物/3D视频项目分析3.教师实物展示棚小卫机器人红外报警子系统实物展示项目任务：1.开机界面显示字符“OLEDOK”，1秒后显示开机图片。延时1秒后进入信息界面，选取“人民至上，自信自立，守正创新，问题导向，系统观念，胸怀天下”24字，用取字模软件生成，作为待机界面在OLED上显示。2.实现对布防区域手动/自动监测，实时报警和状态信
16、息显示等功能。温湿度监测子系统软件方案分析：按键模拟或红外探测传感器输入功能声光报警功能实物结构实物展示：棚小卫机器人红外报警子系统（实物）明确项目目标：完成声光报警器软件设计并在硬件平台上实现功能思考：学生跟随老师明确本项目的目标任务，开始思考功能实现逻辑引导学生明确任务目标PPT/实物/视频/职教云教师提问：根据红外线报警子系统的硬件结构，是否能如下逻辑来实现红外线报警功能？讨论&回答：讨论红外报警系统功能实现方式并回答调动学生思维，引导学生主动回忆中断的概念作用，培养学生勤动脑、善分析的能力动画/PPT/职教云那要加何使用中断来实现红项目实施OLED显示功能外线报警功能呢？知识点：1.O
17、LED显示屏模块的功能描述:OLED显示模块能够显示数字、字符、中文以及图片等，可用于实时显示汽车当前的速度。2. OLED显示屏硬件连接OLED显示模块，其使用方法非常简单，模块上有4根引脚，分别是连接3.3V或5V的VCC引脚，接地的GND引脚，连接IlC时钟线的SCL引脚，连接IIC数据线的SDA引脚。3. 12C是一种两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。多用于主机和从机在数据量不大且传输距离短的场合下的主从通信。2.I2C总线由数据线SDA和时钟线SCL构成通信线路，既可用于发送数据，也可接收数据，是一种半双工通信协议。模块分析通过OLED显示系统功能模块框图，引导学生对其进
18、行分解，引出本节重点是OLED显示模块。思政融入遇到问题，学会分析问题本质。功能分析结合OLED显示模块通信原理，引导学生查询资料，然后汇总归纳OLED显示屏的数据显示方式。启发引导根据OLED显示工作原理，在职教云发布讨论，引导学生讨论OLED显示字符、数字、汉字、图片的方法。总结点评(1)点评学生讨论结果，引导学生深入思考OLED显示数思考&明确重点(1)引导学生通过OLED显示系统功能模块框图对电路进行分解，明确本节重点是OLED显示模块。(2)结合已学知识，思考OLED显示数字如何实现。聆听&分解电路根据OLED显示模块通信原理，查询资料，然后汇总归纳OLED显示屏的数据显示方式。聆听
19、&思考根据已有知识，小组研讨老师的问题，并在职教云上讨论OLED显示字符、数字、汉字、图片的方式。总结&记录(1)认真聆听老师的点评，结合老师的引导，明确OLED显示数据的过程。项目实施据的过程。(2)引导学生回顾IIC通信技术的使用，明确OLED显示屏需要显示的内容。(2)学生理解OLED显示屏通过IlC技术实现字符图片显不O任务：1.开机显示“人民至上，自信自立，守正创新，问题导向，系统观念，胸怀天下”24字，用取字模软件生成，作为待机界面在OLED上显不O示范讲解：1.Keil工程添加源组及外部*c源文件和*.h头文件2.0LED取模与使用3.OLED显示函数调用巡视指导：了解学生知识的
20、掌握程度，针对个别同学单独讲解的同时，注意典型问题统一讲解，帮助学生完成任务聆听操作：参照教材添加源组及外部*.c源文件和*.h头文件和字模提取应用记录：仔细记录遇到的问题，并向老师提问W思政点：通过OLED应用融入二十大精神思政元素，引导学生学习领会实践二十大精神KeiM工具/ProteusPPT/职教云知识点引入：知识引入：近期我们国家引以视频/中断应用及处理过程知识点:1.中断处理过程项目实施执行中的IrFtj点为豪的火星探测器“天问一号”发射升空，大家看过“天问一号”的发射过程吗？观看&思考：观看天间一号升空的视频，跟随老师思路，理解如何在点火过程中使用中断功能中断处理过程包括中断请求
21、、中断响应、中断服务以及中断返回。2.中断控制相关寄存器在MCS-51单片机中断控制中，具有以下4个特殊功能寄存器：1 .定时和外中断控制寄存器TCON；2 .串行口中断控制寄存器SCON；3 .中断允许控制寄存器IE；其实，它的点火过程也可以我们学习的中断来实现。组织回顾：大家还记得什么是单片机的中断吗？它有什么样的特点？动画演示：单片机中断的响应过程板书归纳：在中断响应过程中总结中断的几个要素（主程讨论&回顾：跟随老师思路做讨论，回顾中断的概念和特点聆听：跟随老师学习单片机中断的响应过程思考总结：跟随老师思路总结中断的组成要素，回顾中断源类型记录：将遇到的问题记录到活页式讲义总结与问题反思
22、政点：通过思政元素引入新知识点，加强学生对新知识点的记忆，同时激发学生的民族自豪感和科技强国的精神将难点知识点有机的分解为动画流程图，帮助学生对难点知识进行理解和掌握PPT/动画/职教云项目实施4.中断优先级控制寄存器IP；序、中断源、断点、中断处理函数)知识讲解：4个特殊功能寄存器馈中知识点：C51中断初始化教师提问：结合我们上节课学习的中断组成要素，我们一起来思考下这三个问题单片机监控红外线探测器的报警信号需要使用外部中断还是内部中断？单片机使用哪个GPIO引脚连接到红外线传感器？红外线传感器检测到人体时输出的报警信号是高电平还是低电平？.思考&回答：结合红外线报警硬件电路和中断的组成要素
23、，思考并回答老师提出的三个问题通过设问，组织学生讨论引入新知识点，使课堂深入展开，培养学生积极思考，善于交流和表达的能力PPT/职教云项目实施中断初始化速配口诀一源，二口，三类型，四配，五开一源确定使用哪个中断源二口确定使用哪个IO口问题提炼：我们把这三个问题总结提炼，就能够得到中断初始化速配口诀初始化子程序代码分析：中断初始化voidEX_init()聆听&记忆：学生聆听记忆中断初始化步骤观摩：学生认真观看学习老师的操作步骤课堂在深入体验中精彩展开，使学生进入问题情景，逐一研究切课内容，让学生充分实践、体验PPT/Keil4工具/职教云/视频项目三类型一一确定使用哪种中断触发类型四配一配置中
24、断优先级五开一打开EA中断和对应中断（ITO=1；边沿触发方式EA=1；开总中断EXO=1；开外部中断0）巡视指导：巡回指导，根据学生情况进行典型问题讲解，引导学生完成设置。边听边做：分组在Keil4工具中完成中断初始化配置，并思考知识点：中断服务子程序及中断类型号1.若中断请求符合响应条件，则CPU将响应中断请求。中断响应过程就是自动调用并执行中断函数的过程。C51编译器支持在C源程序中直接以函数形式编写中断服务程序。常用的中断函数的定义形式如下：void函数名（）interruptn其中n为中断类型号，C51编译器允许031个中断，n的取值范围为031。2.5个中断源所对应的中断类型号中断
25、服务程序说明：提供需要使用的功能函数中断类型号：理解应用：学习使用到的中断服务子程序的编写引导学生学习相关中断服务子程序的编写，培养学生自主学习、勤于动手的能力；同时，通过实物演示，提起学生兴趣，为后续引导学生实操练习做铺垫Keil4工具PPT职教云中断源中断类型号n入口地址聆中斤也思考：跟随老师分析己各断源入口地址及中W型号外部中断000003H熟I实施定时器TO中断1OOOBH卬T7外部中断120013H定时器T1中断3001BH串行口中断40023H项目实施和中断服务程序的入口地址。实操演示：中断方案红外报警器功能体验实操演示：在声光报警器产品上烧录红外报警器示例代码进行功能展示观摩：仔
26、细观察老师演示的流程和测试方法及示例代码在硬件平台上的测试效果实践任务：声光报警器程序编写，实现基于中断的按键报警器功能并烧录到硬件中进行测试。代码分析：通过仿真电路分析下基于中断的按键报警器测试代码框架，提供需要使用到的函数。组织实操：引导学生进行项目实操，巡视并注意学生在实操中遇到的典型问题聆听&思考：跟随老师一起学习分析示例代码项目实操：按照分组，小组协同，完成代码编写，并下载到红外报警器硬件电路中进行仿真记录：将遇到的问题记录到活页式讲义总结与问题反馈中通过软硬件联合测试，完成基于中断的报警器制作，增强学生的学习体验，激发学生的成就感，提升学生学习兴趣KeiM工具PPT职教云项目考核考
27、核评价典型展示：选取功能实现效果较好的小组同学进行展示并分享程序心得总结点评：对学生本次课堂的典型问题进行评价问题测验：根据本节内容提出1 .进行实物展示并简单分享心得2 .思考测验问题通过准确合理，富有鼓励性的评价，调动学生学习的积极性，增强学生的自信心职教云总结反思问题，随机抽取学生进行测验1.测验问题分析2.课堂总结测验分析：简要分析测验问题的答案总结归纳：总结本堂课程的内容，使学生对知识的记忆更加深刻1 .测验反思：对测验中模糊的知识点进行反思记忆2 .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归纳课堂内容，促使学生加深对知识的理解，培养其综合概括能力。职教云项目拓展1.知识点测试2.作业布置作业发布：通过职教云平台发布课后知识点测试作业课后指导：及时关注学生遇到的问题进行课后单独指导1 .完成职教云上的课后作业2 .将自己制作的声光报警器投入实际使用进行测试3 .将遇到的问题记录下来及时向老师进行咨询了解学生情况，把握教学进程。学生通过课后练习强化知识记忆和动手能力。职教云/视频教学反思
