简易数字电压表教案.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结课程名称智能电子电路设计与制作课程总学时120课程总学分8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结教学项目名称简易数字电压表设计与制作项目学时20教学项目性质必修项目、理实一体化杨永（）张洪明（）孙岐峰（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结任课老师潘汉怀（）马勇（）罗时书（）职称副教授可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结教学目标与要求教学重点与难点同学通过本项目的学习， 把握 MEGA16 的 A/D 转换

2、模块的应用， 会依据一般的模拟与数字转换要求，设计电路原理图。会依据 A/D 转换的原理正确使用与设置与 A/D 相关的寄存器。把握 A/D 转换的三个子程序编写原就即，初始化子程序、数据读取子程序及数据处理子程序，会依据项目要求的精确值把数据合理的显示。会依据项目要求的电路板大小及安装环境设计掌握电路板的大小、外形。能对电子产品设计过程中的相关软件工具娴熟使用。项目完成后，同学完成作品仿真文件、硬件作品、项目设计任务单、项目总结设计文档。本项目教学重点内容有：1、 项目电路原理图的具体设计（要针对单片机的资源安排）2、 单片机的A/D 转换相关寄存器位的意义3、 A/D 转换程序框架结构的组

3、成本项目教学难点内容有：1、 A/D 与一般 I/O 口的功能转换2、 A/D 转换的基准电压含义3、 A/D 初始化的子程序4、 A/D 转换数据的读取5、 Float 型变量含义6、 数据类型的强制转换7、 10 位二进制转换数据在处理成习惯的十进制数据8、 数据拆分方法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结教学方法与手段1、行动导向、任务驱动教学为主2、任课老师可依据个人授课特点开展争论法等其他方法教学3、小组学习、培育团队合作意识可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习

4、资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载简易数字电压表设计与制作教案第一节课（ 45 分钟）一、新课导入（2 分钟）主要表达内容， 模拟量转换成数字量的意义：数字量是运算机能处理的量，但是自然界的很多物理量都是模拟量，把模拟量转换成数字量是现在信息技术能广泛应用的基础。二、本项目作品演示（10 分钟）1、告知同学们，本项目作品的功能：0-5V的直流电压测量范畴。精确到小数点后两位

5、。液晶显示。2、简要表达电子产品掌握电路的设计步骤：方案设计、原理图设计、驱动程序设计、电路仿真、 PCB 图设计、硬件装配与调试、性能确定与设计文档总结三、方案设计（5 分钟）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结液晶显示MEGA16重点表达实际探头的应用电压测摸索头变 阻 器 模 拟 产 生0-5V 的电压量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结四、电路原理图具体设计（20 分钟）1、MEGA16的关于 A/D 转换部分的管脚熟识（ 5 分钟）与 PA 口共用8 路数据采集通道基准电源端， 假如不用外部基准， 加电容滤波接的端与 VCC 端不能相差 0.3V2、让同学动

6、手对MEGA16的 I/O 口进行安排 （ 10 分钟）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载PA 口：已经作为模拟数字转换不能用作一般I/O 口PC 口：用作JTAGE 程序下载接口结论：液晶1602 只能有 PB、PD 口来驱动（完成下表）1602 对应管脚/RSR/WED0-D7MEGA16I/O资源3、原理图设计分析（

7、5 分钟）五、本节课总结（8 分钟）1、A/D 管脚2、显示电路管脚安排（后面的驱动程序要用到）3、重点同学遇到问题分析可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载简易数字电压表设计与制作教案其次节课（ 45 分钟）驱动程序设计一、 运用以前学过的学问在液晶1602 指定位置显示特定的字符（10 分钟）同学可以在一行、两行的指定位置

8、对上述的数据字符显示。老师可自己演示一下重要提示：小数点前空一位，小数点后面空两位。有的同学不能达到要求的，课后在连续练习。二、A/D 转换程序设计（ 30 分钟）1、概述（ 5 分钟）A/D 初始化子程序（本次课重点）读取 A/D 转换值子程序A/D 转换值处理子程序可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载2、 A/D 模块特

9、点简要概述，重点在基准电压、10 位数据、通道挑选、其次功能启用单次启动转换、转换终止标志、A/D 工作时钟等。 （ 5 分钟）3、ADMUX （ 10 分钟）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结基准电源挑选位00、01、10、1110 位二进制数据在16 位容器中如何装载转换通道挑选00000 通道 000001 通道 100010 通道 2-可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、同学练习（5 分钟）练习题 1：基准电压挑选5V ，数据右对齐、从通道0 输入模拟电压量 练习题 2：基准电压挑选5V ，数据左对齐、从通道1 输入模拟电压量 练习题 3：基准电压挑选2.

10、56V ，数据右对齐、从通道2 输入模拟电压量练习题 4：基准电压挑选5V ，数据右对齐、从通道3 输入模拟电压量 练习题 5：基准电压挑选2.56V ，数据右对齐、从通道4 输入模拟电压量重点提示：同学肯定要在原显示子程序的基础上，新建一个A/D初始化子程序名字，在这个初始化子程序中，写入上述的对应程序语句。规范的程序名称重点关注三、本次课总结（5 分钟）1、由总体设计-具体设计2、三个子程序3、ADMUX寄存器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料

11、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载简易数字电压表设计与制作教案第三节课（ 45 分钟）驱动程序设计一、 ADCSRA寄存器1、其次功能与一般I/O 口之间的切换使用、A/D 转换的时钟（5 分钟）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 切换其次功能0 是一般 I/O 口000： 2 分频。 001： 2 分频。 010： 4 分频011：8 分频。 100：16 分频。 -128 分频可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一般 I/O 口与其次功能口的切换（重点提示）A/D 转换

12、的时间65-260us，所以 A/D 的时钟需要掌握一下。留意：在A/D 初始化程序中，第一要关闭A/D 转换的功能，然后才能对寄存器进行设置老师：完成汉语编程，完整的A/D 初始化程序编程： （ 5 分钟）A/D 初始化程序名称（）关闭 A/D 的转换功能。挑选基准电压源与模拟量输入通道。启动 A/D 转换功能与A/D 的时钟分频系数。同学动手： 同学依据 ADMUX与 ADCSRA寄存器的描述， 练习编写初始化程序（ 10 分钟）参考程序：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 14 页 - - - - -

13、- - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载2、单次转换与一次转换终止等的处理（5 分钟）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结单 次 转 换 掌握位转 换 一 次 终止掌握位可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结老师讲解： 示范用“或” 规律功能编写启动一次A/D 转换的语句， ADCSRA|= （ 1 ADSC ;提示同学仍有没有其他的语句能实现这样的功能。比如： #define A/D_startADCSRA|= （ 1 ADSC ;就可以用前面的语句代替

14、了，这给大型程序保护修改带来了便利。3、如何等待与判定一次A/D 转换终止（ 15 分钟）难点内容：同学最不好懂得的程序语句之一while.ADCSRA&1 ADIF;老师要对过程演算一边。二、本次课总结（5 分钟）1、ADCSRA寄存器的位功能2、两句 C 语句的重点懂得3、这是读取A/D 转换数据的子程序中的重要语句可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - -

15、- - - -学习好资料欢迎下载简易数字电压表设计与制作教案第四节课（ 45 分钟）驱动程序设计一、 A/D转换数据寄存器（10 分钟）老师： 10 位的二进制数怎么装入16 位的储备器中了.ADCH 与 ADCL两个 8 位的寄存器是A/D 转换的结果储存容器。二、怎么读取了（10 分钟）重点内容：读取原就，先读取低8 位，然后再读取高2 位数据难点内容：数据类型强制转换AD_value=unsignedintADCL;AD_value|=unsignedintADCH& 0x03 8 ;老师：具体说明ADCL 是 8 位寄存器， AD_value是事先定义的16 位数据寄存器所以必需对数据

16、类型进行转换。难点： 把 10 位数据合并装入16 位变量中，三、数据读取子程序编程练习（20 分钟）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载数据读取子程序名（） （同学练习编程）定义一个16 位整型变量，预备储备转换值启动一次A/D 转换等待这次A/D 转换终止读取低 8 位读取高 2 位合并成 10 位返回A/D 值老师演示

17、：单步操作，让同学能看到AD_value的值参考：四、本次课总结（5 分钟）1、强制数据类型转换2、完整的数据读取子程序3、单步断点调试，观察变量值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载简易数字电压表设计与制作教案第五节课（ 45 分钟）驱动程序设计一、 A/D转换数据的处理（重点与难点内容）1、同学要明白0 5V 的模拟电压

18、量与转换成的10 位二进制数之间的关系（15 分钟）工作时钟0 5V 的模拟量0 1023 的数字量MEGA16的A/D模块基准电压5V转换的关系为：MEGA16的 10 位 A/D 转换模块把基准电压分成平均1024 份，每一份的数值是5/1024=0.0048828125V ，转换的结果是模拟输入的电压量是0.0048828125 的多少份，这个多少份就是转换成的数字量。 2、为什么要对数字量进行处理（5 分钟）这是由于， 我们最熟识的仍是十进制的数值，数字量的处理就是把人们不熟识的二进制数字量再转换成人们数字的十进制数值最终用液晶1602 直观显示出来。3、数字量的处理过程（20 分钟）

19、数字量处理的最终结果， 是依据项目提出的要求精确到小数点后两位， 这样， 我们就知道要显示的数值是除小数点外，我们要把 3 个十进制数字找出来送到 1602 的指定位置上显示。难点内容： float 型变量， 32 位二进制数值，能表示小数点后7 位。为什么要用到float 型变量？这是由于： 01023 之间的二进制数字量乘0.0048828125 的时候， 结果肯动会带小数点。依据实际的要求我们要舍弃小数点后面的一些数据。只保留小数点后2 位就可以了。数据处理子程序名称（）定义一个float 型变量。为什么？同学摸索定义一个int型变量。为什么？同学摸索定义一个包含3 个变量的字符数组。为

20、什么？同学摸索把转换的二进制量乘0.0048828125 后赋给 float 型变量。数据含义是什么？把 float 乘 100 后型变量赋给int 型变量。 要强制数据类型转换，舍弃小数点后两位以后的数据，为什么？把“百位数据” 、“十位数据” 、“个位数据”分拆后送到3 个字符数组中储备。留意要变换成可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -

21、学习好资料欢迎下载ASCII 码，为什么？参考：二、本节课总结（5 分钟）1、模拟量与转换的数字量之间的关系2、二进制数与人们习惯的十进制转换3、数据的处理过程4、数据拆分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载简易数字电压表设计与制作教案第六节课（ 45 分钟）驱动程序设计一、程序合成（加上库文件）（ 30 分钟）可编辑资料

22、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载二、在 PROTEUS中断点调试（ 10 分钟）2.65V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载三、本节课总结（5 分钟）1、只调试A/D 部分2、断点调试观察变量值3、系统的概念，可以考虑加入显示程序可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 14 页，共 14 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载