项目5单片机应用技能实训(C语言)教案.

单片机应用技能实训（C语言）教案—项目5

项目5 音频输出电路制作

任务1 MCS-51单片机定时器结构及其工作方式

二、教学实施过程

实施环节教学内容导学方法组织教学1、检查学生出勤情况并做好记录。

2、调整学生的注意力，为上课作准备。

互动交流

复习提问1、MCS-51单片机有哪些特殊功能寄存器？

2、推想哪些特殊功能寄存器可以组成定时器？

提问导思

导入优美的音乐常常给人们带来愉悦的心情。那么如何利用单片机

发出优美的旋律呢？本项目的任务就是制作一个用单片机控制

的音频输出电路。为完成项目制作，先进行相关基本知识的学习。

启发学习

积极性

讲授新课一、MCS-51单片机定时器结构

（一）MCS-51单片机定时器结构

MCS-51单片机内部有两个16位的可编程定时/计数器，由

TH1、TL1、TH0、TL0、TCON、TMOD等6个特殊功能寄存器组成，

如图5-2所示。

图5-2 定时器结构

TMOD主要是用于选定定时器的工作方式，TCON主要是用于控

制定时器的启动和停止。

1、工作方式寄存器TMOD

专用寄存器称TMOD称为工作方式寄存器。TMOD每位的名称如

表5-1所示。

TMOD位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

位名称GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0

高4位用于控制定时器T1，低4位用于控制定时器T0。TMOD

中各位的定义如下：

GATE：门控位。高电平有效，具体作用见后面工作方式介绍。

T

C/：定时、计数选择位。T

C/=1计数；T

C/=0定时。

M1、M0：工作方式选择位。定时器有4种工作方式，由M1M0

设定。

例如将T1设定为工作在方式0定时，将T0设定为工作在方式

1计数，可通过下面指令来完成。

TMOD=0x05;

2、定时器控制寄存器TCON

专用寄存器TCON控制寄存器，用于控制定时器的起动与停止、

设置中断与中断响应等。TCON每位名称如表5-3所示。

可用多媒体

展示图5-2。

参照图5-2

介绍其结构

原理。

TMOD、TCON

的作用及

TMOD、TCON

使用方法。

说明M1M0的

不同取值对

应的工作方

式。

TCON位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TCON中各位的定义如下：

TF1（TF0）：定时器T1（T0）的中断请求标志位。

TR1（TR0）：定时器T1（T0）启动/停止控制位。

IE1、IT1、IE0、IT0用于外部中断，项目4中已做介绍。例如要启动定时器T0开始工作可使用下面的指令。

TR0=1;

（二）MCS-51定时器工作方式

1、方式0

当M1M0设置为00时，定时器设定为方式0工作。在这种方式下，16位寄存器只用了13位，如图5-3所示。

图5-3 方式0逻辑结构图

当GATE=0，TR0=1时， TL0、TH0组成的13位计数器就开始计数。

当GATE=1、TR0=1时，THO、TL0是否计数取决于P3.2引脚的信号，当P3.2引脚为1时，开始计数，当P3.2引脚为0时，停止计数，这样就可以用来测量在P3.2引脚出现的正脉冲宽度。当13位计数器加1到全“1”以后，再加1就产生溢出。这时，置TCON的TF0位为1；同时把计数器变为全“0”。

2、方式1

方式1和方式0的工作相同，唯一的差别是TH0和TL0组成一个16位计数器。

3、方式2

方式2把TL0配置成一个可以自动恢复初值（初始常数自动重新装入）的8位计数器，TH0作为常数寄存器，如图6-4所示。

4、方式3

方式3对定时器T0和定时器T1是不相同的。若T1设置为方式3，则停止工作，所以方式3只适用于T0。当T0设置为方式3时，将使TL0和TH0成为两个相互独立的8位计数器。

5、定时/计数初值的计算

（1）定时初值X的计算公式如下：多媒体展示图5-3或画在黑板上，重点介绍开始计数的条件。

方式3很少用，简单了解

掌握定时/计数初值的计算方法。

任务2 音频输出电路的硬件、软件设计

二、教学实施过程

实施环节教学内容导学方法组织教学1、检查学生出勤情况并做好记录。

2、调整学生的注意力，为上课作准备。

互动交流

复习提问1、定时器有哪几种工作方式？

2、三极管的特点？

提问导思

导入经过前面的相关知识学习，我们已经可以设计制作用三极管放大驱动扬声器发出响亮的报警声电路了，下面我们根据三极管特

点及所学相关知识来设计音频输出电路。首先看音频放大电路的

构成方法。启发学习积极性

讲授新课一、音频放大电路设计

1、音频输出电路原理图设计

结合项目要求，设计该项目的硬件电路原理如图5-7所示。

图5-7 音频输出电路原理图

音频放大电路由三极管Q1，电阻R2、R3、R4和扬声器LS1组成。由P2.7输出的音频方波经电容C4耦合，作用于音频放大三极管的基极，信号经放大后驱动扬声器发出响亮的报警声。

2、元件选择

本项目涉及到的元件选择主要有三极管、偏置电阻、扬声器、电解电容等元件。

三极管的选择主要考虑放大倍数、耐压、基极电流等因素；偏置电阻的选择依据是三极管的静态工作参数等因素；扬声器的选择主要考虑其外形尺寸大小及线圈电阻值。

二、应用程序设计

1、C语言数组变量的使用

数组是一种将同类型数据集合管理的数据结构。数组也是一种变量，将相同数据形态的变量，以一个相同的变量名称来表示。（1）数组的定义

数组的定义格式如下：

数据类型 [存贮器类型] 数组名[常量表达式];

例如：

int a[10]; //定义整型数组a，有10个元素。

unsigned char a[50];//定义无符号字符数组，有50个元素。（2）定义数组注意事项老师和同学共同完成电路原理图设计

由同学选择，老师指导。

重点介绍定时器定时应用