LED 點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)樣例

LED點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)

-《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)樣例

目錄

一、教學(xué)目標(biāo)................................................................................................................1

二、學(xué)情分析................................................................................................................1

三、教學(xué)重難點(diǎn)............................................................................................................2

四、教學(xué)環(huán)節(jié)................................................................................................................2

五、教學(xué)實(shí)施流程說明................................................................................................4

任務(wù)1LED點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)

本任務(wù)選自項(xiàng)目四簡易溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，依據(jù)《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)

和思政教學(xué)大綱，確定本次課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)和思政元素切入點(diǎn)，通過

課前任務(wù)單發(fā)布和預(yù)習(xí)測試，分析學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況，確定本次任務(wù)實(shí)施

過程的教學(xué)難點(diǎn)。融入信息技術(shù)，采用“線上+線下、課上+課下”混合式教學(xué)模

式，實(shí)施“4S”+“雙六步”教學(xué)方法來達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

一、教學(xué)目標(biāo)

按照課程標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)崗位需求進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，形成LED點(diǎn)陣課程的三維教學(xué)

目標(biāo)，能夠獨(dú)立完成控制LED的顯示。三維具體教學(xué)目標(biāo)如表1所示。

表1LED點(diǎn)陣式電子廣告牌三維教學(xué)目標(biāo)

1.培養(yǎng)學(xué)生的代碼編程規(guī)范意識(shí)、職業(yè)道德意識(shí)；

素養(yǎng)目標(biāo)2.提高學(xué)生合作探究解決問題的能力；

3.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和科技創(chuàng)新意識(shí)。

1.了解不同型號(hào)LED點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)和市場需求；

2.掌握8*8LED點(diǎn)陣的逐行動(dòng)態(tài)顯示原理；

知識(shí)目標(biāo)

LED點(diǎn)陣式3.掌握8*8LED點(diǎn)陣和單片機(jī)的硬件接口技術(shù)；

電子廣告牌4.掌握單片機(jī)控制8*8LED點(diǎn)陣顯示的編程控制技術(shù)。

教學(xué)目標(biāo)1.能夠根據(jù)應(yīng)用要求選擇相應(yīng)IC芯片，設(shè)計(jì)接口電路；

2.能夠利用儀表測試LED點(diǎn)陣的引腳分布；

3.能夠利用儀表排查硬件電路故障；

能力目標(biāo)

4.能夠使用字模軟件取顯示數(shù)據(jù)；

5.能夠使用Keil軟件編寫程序并進(jìn)行調(diào)試；

6.能夠使用Proteus仿真軟件設(shè)計(jì)硬件并對(duì)軟件進(jìn)行測試。

二、學(xué)情分析

1.知識(shí)與技能基礎(chǔ)：學(xué)生已經(jīng)掌握了單片機(jī)I/O端口的控制、數(shù)碼管的顯示

技術(shù)、多位數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示原理以及與單片機(jī)的接口技術(shù)等知識(shí)點(diǎn)，為本次課

程的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

2.認(rèn)知和實(shí)踐能力：通過課前作業(yè)對(duì)LED點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)有所了

解，沒有掌握顯示的控制方法；通過前面學(xué)習(xí)的積累，具備一定的動(dòng)手實(shí)踐能力；

知識(shí)結(jié)構(gòu)具有初步的穩(wěn)定性，具有一定的遷移能力；具有一定的自主學(xué)習(xí)能力和

團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決問題能力，但仍需要通過小游戲提升興趣，培養(yǎng)自信心和敢于爭先

的拼搏精神。

3.學(xué)習(xí)特點(diǎn)：喜歡通過手機(jī)、電腦等數(shù)字終端獲取信息，能夠熟練使用超星

1

學(xué)習(xí)通、智慧課堂云平臺(tái)和人工智能教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)；通過人工智能教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)

分析學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)興趣等方面，學(xué)生喜歡多樣化

有趣的課堂教學(xué)，喜歡實(shí)踐動(dòng)手操作；渴求能夠在與未來工作崗位相關(guān)的環(huán)境條

件下學(xué)習(xí)知識(shí)內(nèi)容。

4.信息素養(yǎng)：能熟練使用信息化智慧課堂、超星平臺(tái)和人工智能教學(xué)評(píng)價(jià)系

統(tǒng)，有很好的計(jì)算機(jī)和移動(dòng)終端使用能力，能夠較快的接受新技術(shù)、新產(chǎn)品；能

夠利用信息化手段結(jié)合專業(yè)知識(shí)和技能分析問題；能夠利用信息化手段進(jìn)行協(xié)同

工作，具備良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

本次課程的教學(xué)目標(biāo)是掌握8*8LED的顯示，分析學(xué)生預(yù)習(xí)情況后，將教學(xué)

重點(diǎn)歸納為：LED點(diǎn)陣的外部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和顯示原理；LED點(diǎn)陣和單片機(jī)的

接口技術(shù)；單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示的編程控制技術(shù)。將教學(xué)難點(diǎn)歸納為：LED

點(diǎn)陣的行列端口的驅(qū)動(dòng)和花樣顯示控制。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)

1.課前導(dǎo)學(xué)

發(fā)布任務(wù)工單（課前任務(wù)工單、課中任務(wù)工單、拓展任務(wù)工單）

圖1課程實(shí)施任務(wù)單

2.新知講解

跟著做：各小組對(duì)課前預(yù)習(xí)情況進(jìn)行匯報(bào)，老師進(jìn)行歸納點(diǎn)評(píng)。開始觀看

LED點(diǎn)陣案例溫度的顯示引入新知，明確本次課程的工作任務(wù)，顯示字符“大”。

老師播放LED顯示原理的flash和LED的3D實(shí)物，引導(dǎo)學(xué)生分析LED的顯示動(dòng)

畫，識(shí)別原理和控制方法；老師演示LED的硬件接口的接線，讓學(xué)生跟著制定硬

件接口方案和步驟，確定步驟后在仿真軟件Proteus上進(jìn)行仿真調(diào)試，糾正錯(cuò)誤；

2

老師進(jìn)行程序編譯代碼演示給學(xué)生們，學(xué)生們進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，把整個(gè)任務(wù)做完

善，顯示字符“大”。通過析動(dòng)畫、識(shí)原理、定步驟、糾錯(cuò)誤、編代碼、做完善

六步法來多方位突破教學(xué)重點(diǎn)LED顯示的控制。

圖2教學(xué)重點(diǎn)突破

3.實(shí)踐探究

仿著做：在完成字符“大”顯示后，布置學(xué)生們進(jìn)行字符“小”的顯示?？?/p>

結(jié)字符“大”的顯示過程，制訂自己的整體方案，進(jìn)行小組分工合作，確定任務(wù)

實(shí)施計(jì)劃。在仿真軟件上做硬件仿真和軟件程序編譯，調(diào)試沒有問題后，開始搭

建硬件電路，進(jìn)行程序下載，對(duì)著工作單開始軟硬聯(lián)調(diào)檢測功能。在制作過程中，

要提醒學(xué)生遵循維修電工國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用電子線路調(diào)試維修標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行接

線調(diào)試，如果出現(xiàn)故障，在排查故障過程中，對(duì)著軟件流程圖，排查故障，培養(yǎng)

學(xué)生耐心和邏輯思維，提醒學(xué)生把故障現(xiàn)象和解決方法記錄在智慧寶典中。各小

組完成任務(wù)后，可主動(dòng)聯(lián)系老師展示成果，老師在評(píng)價(jià)過程中，注重學(xué)生在任務(wù)

完成過程中，對(duì)規(guī)則的遵循和自主能力的培養(yǎng)，把思政元素融入整體任務(wù)評(píng)價(jià)中。

通過“定計(jì)劃、做仿真、搭電路、測功能、展成果、融評(píng)價(jià)”六個(gè)教學(xué)步驟來鍛

煉學(xué)生對(duì)LED顯示的控制，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

圖3教學(xué)難點(diǎn)化解

4.創(chuàng)新凝練

LED點(diǎn)陣的顯示現(xiàn)在應(yīng)用越來越廣泛，有很多廠家提供了LED安裝，通過研

究學(xué)習(xí)LED點(diǎn)陣不同顯示方式的算法進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)更多的顯示方式。提醒學(xué)生

們完善智慧寶典，增強(qiáng)自己的思辨能力和創(chuàng)新意識(shí)。

5.課后拓展

學(xué)著做：觀看企業(yè)指導(dǎo)教師的LED點(diǎn)陣顯示視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察市場行業(yè)需

求。對(duì)學(xué)有余力的同學(xué)可以進(jìn)行16*16的LED擴(kuò)展顯示，把自己的姓或者名顯示

出來，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)。

6.反思診改

通過仿真、flash動(dòng)畫和視頻等各種多媒體手段刺激，讓學(xué)生先了解市場需

3

求，激發(fā)了學(xué)生對(duì)LED點(diǎn)陣的顯示控制的興趣，利用實(shí)驗(yàn)儀器和開發(fā)工具在“小

福星DIY”開發(fā)平臺(tái)動(dòng)手設(shè)計(jì)和制作調(diào)試，掌握了單片機(jī)和LED點(diǎn)陣的接口技術(shù)

和編程控制方法，通過跟著做、仿著做和學(xué)著做三個(gè)層次滿足不同層次學(xué)生的學(xué)

習(xí)需求。學(xué)生的編程能力較弱，因此軟件編程不做重點(diǎn)講授，對(duì)學(xué)生的要求是能

看懂，能調(diào)試，在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)實(shí)施時(shí)，再強(qiáng)化編程能力。

五、教學(xué)實(shí)施流程說明

課堂實(shí)施過程中分課前導(dǎo)學(xué)、課中探知和課后拓展三個(gè)階段，在課中階段的

實(shí)施過程中，分為課堂導(dǎo)入、新知講解和實(shí)踐探究三個(gè)環(huán)節(jié)組成。在新知講解環(huán)

節(jié)針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)實(shí)施六步法來進(jìn)行突破，讓學(xué)生跟著老師做來完成調(diào)試流程；在

實(shí)踐探究環(huán)節(jié)針對(duì)教學(xué)難點(diǎn)實(shí)施六步法來進(jìn)行化解，讓學(xué)生仿著上一個(gè)任務(wù)進(jìn)行

知識(shí)遷移，完成LED的顯示控制任務(wù)，形成雙六步教學(xué)方法達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。課程

中將思政教學(xué)方法“4S”的探索、展示和討論與任務(wù)實(shí)施流程融合在一起，達(dá)到

潤物無聲的效果。

圖4教學(xué)實(shí)施流程

1.課前導(dǎo)學(xué)

通過學(xué)習(xí)通發(fā)布課程資源，發(fā)布課前任務(wù)工單；了解LED的市場品牌，列出

兩個(gè)公司名稱。

思政元素：通過工作任務(wù)的發(fā)布，學(xué)生提前查閱相關(guān)資料，觀看教學(xué)視頻，

啟發(fā)思考，了解LED點(diǎn)陣的顯示原理、市場需求和前沿技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

能力，不斷更新知識(shí)，跟上時(shí)代的步伐。

2課中探知

課堂教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié)有課堂導(dǎo)入、新知講解和實(shí)踐探究三個(gè)環(huán)節(jié)組成，利用討

論、探究和展示3個(gè)環(huán)節(jié)將思政內(nèi)容和技能目標(biāo)融合。

4

（1）課堂導(dǎo)入

智慧簽到和小組匯報(bào)：各小組匯報(bào)課前任務(wù)單完成情況及內(nèi)容。分發(fā)課中任

務(wù)工單：播放LED點(diǎn)陣案例視頻，引出本節(jié)課的任務(wù)——LED點(diǎn)陣。

圖5新課導(dǎo)入

思政元素：要求學(xué)生提前十分鐘簽到，通過講解因小時(shí)間誤大事的小故事，

給學(xué)生灌輸“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”的積極向上的人生態(tài)度。

（2）新知講解

在析動(dòng)畫、識(shí)原理過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生分析原理和關(guān)鍵問題，鍛煉學(xué)生總

結(jié)提煉能力和知識(shí)遷移能力；在定步驟、糾錯(cuò)誤過程中，小組探討分析、查閱資

料和儀表測試等，提升學(xué)生多角度分析問題、多方法解決問題的能力；在編代碼、

做完善過程中，將關(guān)鍵技術(shù)及解決問題的好方法、好算法，記入智慧寶典，培養(yǎng)

學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。

圖6新知講解

思政內(nèi)容：LED點(diǎn)陣的顯示原理是逐行動(dòng)態(tài)掃描，利用“視覺駐留”呈現(xiàn)靜

態(tài)畫面，啟發(fā)學(xué)生“眼見不一定為實(shí)”，要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，才能認(rèn)清LED點(diǎn)陣

的顯示原理，控制LED點(diǎn)陣的顯示。

（3）實(shí)踐探究

通過“定計(jì)劃、做仿真、搭電路、測功能、展成果、融評(píng)價(jià)”六個(gè)教學(xué)步驟

化解難點(diǎn)。在定計(jì)劃、做仿真過程中，小組分工協(xié)作完成任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)

合作意識(shí)和責(zé)任意識(shí)；在搭電路、測功能過程中，通過硬件電路布線和軟硬聯(lián)調(diào)，

提高學(xué)生的規(guī)范意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生不畏困難、不懈鉆研的工匠精神；在展成果、融

評(píng)價(jià)過程中，通過作品展示、小組互評(píng)，幫助學(xué)生樹立標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)

5

歸納和反思，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的科學(xué)探索精神。

圖7實(shí)踐探究

思政內(nèi)容：這里會(huì)遇到各種未知的軟硬件故障，學(xué)生要有足夠的耐心、信心，

不畏困難、反復(fù)琢磨、不斷鉆研。樹立