項目五《設(shè)備自動控制》教案

山東交通職業(yè)學(xué)院《設(shè)備自動控制》教案專業(yè)：材料成型與控制技術(shù)教師：李新衛(wèi)2010-2011-2教學(xué)課題項目五制作點陣顯示電路任務(wù)一認(rèn)識點陣顯示模塊學(xué)時4教學(xué)目的及要求1.熟悉LED點陣顯示模塊的結(jié)構(gòu)；2.掌握LED點陣模塊的檢測方法。教學(xué)重點LED點陣顯示模塊的結(jié)構(gòu)和檢測方法解決措施利用實物的講解，使學(xué)生更深入更形象的了解和掌握點陣顯示模塊。教學(xué)難點LED點陣模塊的檢測方法解決措施利用仿真實例，使學(xué)生更深入更形象的了解和掌握單片機。教具及參考資料《單片機技術(shù)應(yīng)用項目教程》課型單一型板書設(shè)計教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法及手段時間分配[導(dǎo)入新課]：LED點陣顯示模塊是一種能顯示字符、圖形和漢字的顯示器件，具有價廉節(jié)電、使用壽命長、易于控制等特點；它廣泛應(yīng)用于各種公共場合，如車站、機場公告、商業(yè)廣告、體育場館、港口機場、客運站、高速公路、新聞發(fā)布、證券交易等方面。一個LED點陣顯示模塊一般是由M×N個LED發(fā)光二極管組成的矩陣，有的點陣中的每個發(fā)光二極管是由雙色發(fā)光二極管組成的，即雙色LED點陣模塊，由多個LED點陣顯示模塊可組成點陣數(shù)更高的點陣，如四個8×8LED點陣顯示模塊可構(gòu)成16×16點陣。[講授內(nèi)容]：步驟一：認(rèn)識LED點陣顯示模塊一、點陣顯示模塊的結(jié)構(gòu)及引腳一塊8×8LED單色點陣顯示模塊是由64只發(fā)光二極管按一定規(guī)律安裝成方陣，將其內(nèi)部各二極管引腳按一定規(guī)律連接成8條行線和8條列線，作為點陣模塊的16條引腳，最后封裝起來構(gòu)成的。其正面如圖3-1（a）。雙色點陣模塊的內(nèi)部是由雙色發(fā)光二極管組成，列線數(shù)不變，行線數(shù)增加1倍，共有24根引腳。其正面如圖3-1（b）。二、8×8LED點陣模塊的分類及其電路結(jié)構(gòu)要想讓點陣顯示器顯示字符、文字等內(nèi)容，就必須要弄清楚點陣顯示塊的電路結(jié)構(gòu)，只有了解了這些之后，你才能知道用什么方法來控制它。點陣顯示器的電路連接圖有共陰極和共陽極兩種。圖3-2為共陰極接法，每一行由8個LED組成，它們的陰極都連接在一起，每一列也是由8個LED組成，它們的陽極都連接在一起，行接負(fù)、列接正，則其對應(yīng)的LED就會發(fā)亮；圖3-3為共陽極接法，每一行由8個LED組成，它們的陽極都連接在一起，每一列也是由8個LED組成，它們的陰極都連接在一起，行接正、列接負(fù)，則其對應(yīng)的LED就會發(fā)亮。圖3-2為共陰極8×8點陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖3-3共陽極8×8點陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖請注意：我們是站在行線的角度上來看是共陰極或是共陽極的。議一議：通常顯示漢字需要16×16點陣，若將4塊8×8點陣模塊拼裝成16×16點陣顯示塊，應(yīng)如何拼裝，如何連線？步驟二：LED點陣顯示模塊的識別和檢測1.歐姆表檢測法應(yīng)將萬用表轉(zhuǎn)換到歐姆擋的×10K擋，因為一般萬用表歐姆擋的×10K擋使用的是9V電池或者15V電池供電，大于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓，能夠使發(fā)光二極管導(dǎo)通而發(fā)出微弱的光；歐姆擋的其它擋使用的是1.5V電池供電，達(dá)不到發(fā)光管的開啟電壓（即正向?qū)妷海?，測量效果不明顯。隨機地找兩個引腳測試（其原理與測量二極管基本相同），看著前面的LED有沒有點亮的，沒有則改其它引腳再試，有則將引腳位置、點亮的LED的行、列位置和極性記錄下來；如果全沒有，則調(diào)換表筆，再測一遍。如圖3-6所示。最后我們將得到一份完整的LED點陣列數(shù)據(jù)表，根據(jù)該數(shù)據(jù)表就可以確定每根列線和行線所對應(yīng)的引腳。2.電路測量法電路測量法，如圖3-7所示。該方法點亮發(fā)光二極管的亮度高，更加方便直觀。一種8×8LED點陣模塊的引腳圖如圖3-8所示。其中字母C表示行引腳，字母R開頭的表示列引腳。如第9腳為C8，是第8行引腳；第10腳位R4，是第4列引腳。[課堂小結(jié)]：實際應(yīng)用中，LED點陣模塊有多種型號，引腳排列不盡相同，需要時可查閱相關(guān)資料。本堂課主要講授了日常生活和生產(chǎn)中LED點陣模塊的結(jié)構(gòu)和檢測方法。學(xué)生要學(xué)會如何檢測LED點陣顯示模塊。演示法討論法講授法實際操作講授法分析法10分鐘35分鐘35分鐘10分鐘鞏固練習(xí)及作業(yè)布置掌握LED點陣顯示模塊的檢測方法。教學(xué)后記加深對指令的理解教學(xué)課題任務(wù)二制作點陣顯示電路學(xué)時4教學(xué)目的及要求掌握LED點陣顯示電路的顯示方法及編程；掌握點陣顯示電路的制作；理解并運用相關(guān)指令。教學(xué)重點LED點陣顯示電路的顯示方法及編程解決措施利用實物的講解，使學(xué)生更深入更形象的了解和掌握單片機。教學(xué)難點點陣顯示電路的制作解決措施利用仿真實例，使學(xué)生更深入更形象的了解和掌握單片機。教具及參考資料《單片機技術(shù)應(yīng)用項目教程》課型單一型板書設(shè)計教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法及手段時間分配[導(dǎo)入新課]：我們可以把顯示器的每一個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖形,事實上這個8×8點陣顯示屏不僅可以顯示符，也可以顯示在64像素范圍內(nèi)的任何圖形。關(guān)鍵問題是如何控制發(fā)光顯示。[講授內(nèi)容]：步驟一：點陣顯示電路的顯示方式及編程1．漢字符號的編碼方式要想顯示字符，首先我們需要確定所顯示字符的行碼，即對應(yīng)某一列的8根行線的電平值。其確定方法如圖3-9所示。比如要顯示字符“2”，步驟為：首先在紙上畫出8×8共64個圓圈，然后將需要顯示的筆畫處的圓圈涂黑，最后再逐列確定其所對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)。比如第二列的亮滅為（由高位到低位，低電平亮，高電平滅）：滅亮亮滅滅滅亮亮，其對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為10011100B，對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為9CH。你如果覺得使用這種方法獲得字符編碼太麻煩的話，這里告訴你一個方法，我們可以從網(wǎng)上下載一個字模生成軟件，只要輸入要顯示的字符，點擊“生成字?！本涂梢暂敵龈餍写a并自動創(chuàng)建一個行碼表。如圖3-10所示。2．字符的顯示方式點陣的顯示方式采用一種叫做動態(tài)掃描的方式進(jìn)行顯示。設(shè)從左到右的掃描順序，列線接單片機P2口，行線接單片機P0口，其過程可用如圖3-11所示的流程圖來表示。從程序的流程圖可以看出，其實是一列一列顯示的，每顯示一列都加入了一定的延時，如果延時時間較長，我們看到的就是從左到右輪流顯示的，如果我們把延時時間縮短到足夠短時，由于人的眼睛的視覺暫留現(xiàn)象，人的主觀感覺就是每列都在亮。二、相關(guān)指令1.DB偽指令指令格式：[標(biāo)號：]DB字節(jié)數(shù)據(jù)表定義字節(jié)數(shù)據(jù)偽指令，常用來定義數(shù)據(jù)表格。如：CHAR:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92HDB82H,0F8H,80H,90H;表示從標(biāo)號CHAR開始的地方;將數(shù)據(jù)從左到右依次存放在指;定地址單元。2.MOVC查表指令指令格式：MOVCA,@A+DPTR指令功能：把A+DPTR所指程序存儲單元的內(nèi)容送累加器A中，常用于查找存放在程序存儲器中表格的代碼數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意，在使用本條指令前，需要把代碼表格的16位地址（常使用符號地址）以立即數(shù)形式賦給DPTR，而把要查找代碼表格的單元號數(shù)賦到累加器A中。例如：DISP:MOVDPTR,#TAB;將表的首地址送入DPTRMOVA,#00H;把表中要查找的數(shù)據(jù)號;碼送入A中MOVCA,@A+DPTR;把表中的第0數(shù)據(jù)0FFH送入AMOVP1,A;A再送到P1口MOVA,#01H;準(zhǔn)備查表中的第二個數(shù)據(jù)MOVCA,@A+DPTR;把表中的第1數(shù)據(jù)9CH送入AMOVP1,A;送到P1口RETTAB:DB0FFH,9CH,7AH,76H,6EH,6EH,9EH,0FFH;字符"2"的行碼表（0-7共8個）議一議：通常把“MOVCA，@A+DPTR”指令叫查表指令。那么它的功能是什么，如何使用該條指令？它應(yīng)該和哪一條偽指令使用相對應(yīng)。步驟二：制作點陣顯示電路任務(wù)要求：單片機的I/O接一個8×8LED點陣顯示模塊，其中P0口接行線，P2口接列線，編程實現(xiàn)在8×8LED點陣上顯示循環(huán)左右移動的柱形、靜止字符和滾動字符。一、硬件電路制作1.電路原理圖根據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，硬件電路主要包括復(fù)位、晶振及點陣顯示電路。如圖3-12所示。LED點陣顯示電路：為使電路和程序簡單，采用一片8×8LED點陣顯示模塊。由于本項目是一個8×8LED點陣顯示電路，電路接口較少，也比較簡單，所以我們考慮將單片機的

P2口通過74LS244連接到點陣模塊區(qū)域中的“DC1～DC8”端口上；將P0口直接連接到點陣模塊區(qū)域中的“DR1～DR8”端口上。二、編寫程序1.循環(huán)移動的柱形其效果如圖3-14所示。如何能在8×8LED點陣上顯示一個豎立的柱形，并讓其先從左到右平滑移動兩次，然后再從右到左平滑移動兩次，而且如此循環(huán)下去呢？我們看看如圖3-14所示的8×8LED點陣的結(jié)構(gòu)圖就明白了。從圖中可以看出，8×8點陣共由64個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上，當(dāng)對應(yīng)的DC端置1電平，而某一DR端置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮；因此要實現(xiàn)一根柱形的亮法，對應(yīng)的一列為一根豎柱，或者對應(yīng)的一行為一根橫柱，因此實現(xiàn)柱的亮的方法如下所述：一根豎柱：對應(yīng)的列置1，而行則采用掃描的方法來實現(xiàn)。一根橫柱：對應(yīng)的行置0，而列則采用掃描的方法來實現(xiàn)。參考程序：START:NOPMOVR3,#2;設(shè)定循環(huán)次數(shù)LOOP2:MOVR4,#8MOVR2,#0;查表指針初值LOOP1:MOVP2,#0FFH;將P2口全部送“1”MOVDPTR,#TAB;指向表首地址MOVA,R2MOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;將查表的結(jié)果送入P0口INCR2;查表指針加一，準(zhǔn)備查下;一個數(shù)據(jù)LCALLDELAY;調(diào)用延時程序，延時DJNZR4,LOOP1;判斷是否全保護顯示完DJNZR3,LOOP2;循環(huán)MOVR3,#2LOOP4:MOVR4,#8MOVR2,#7;查表指針初值LOOP3:MOVP2,#0FFH;將P2口全部送“1”MOVDPTR,#TAB;指向表地址MOVA,R2MOVCA,@A+DPTR;查表MOVP0,A;將查表的結(jié)果送入P0口DECR2;準(zhǔn)備查下一個數(shù)據(jù)LCALLDELAY;延時DJNZR4,LOOP3DJNZR3,LOOP4LJMPSTARTDELAY:MOVR5,#10;延時程序D2:MOVR6,#20D1:MOVR7,#250DJNZR7,$DJNZR6,D1DJNZR5,D2RETTAB:DB0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FHEND[課堂小結(jié)]：1.８×８點陣顯示模塊結(jié)構(gòu)的是由64只發(fā)光管組成的模塊，其引出