项目6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6

项目6 数字时钟电路制作

任务1 项目相关知识学习

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定时器有哪几种工作方式？

2、如何用定时器来完成数字时钟的定时？

本项目的终极目标是制作一个单片机控制的LED数码管静态显

示数字时钟电路。

提问导思

导入在项目5中学习了单片机的定时器，本项目要用定时器定时，

用数码管显示时间，至少要用4个数码管，每个数码管占用8

位，4个LED数码管占用4个I/O端口。所以，在本项目中要扩

展用于显示电路的输出端口。下面，我们在进行项目制作之前，

学习LED数码管结构原理以及MCS-51单片机的串行口。

启发学习

积极性

讲授新课一、LED数码管结构及工作原理

1、LED数码管结构

通常使用的是七段LED显示器，这种显示器由8个发光二极管

构成，有共阴极和共阳极两种, 如图6-3所示。

图6-3 数码管结构

2. LED数码管工作原理

共阴极LED数码管的8个发光二极管的阴极连在一起，接公共

端COM。使用时公共端接地，当发光二极管的阳极为高电平时，

发光二极管点亮。共阳数码管则与之相反。

从管脚a~g及dp输入不同的8位二进制数，可显示不同的

数字或字符，把控制数码管显示不同字符的8位二进制数称为段

码。例如：对于共阳极数码管，若要显示0，其段码为C0H。

二、LED数码管的显示方法

数码管的显示方式有静态显示和动态显示两种。

1、静态显示

静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定

导通或恒定截止。这种显示方式的各位数码管相互独立，公共端

恒定接地（共阴极）或接正电源（共阳极）。每个数码管的8个

字段分别与一个8位I/O口相连。

2、动态显示

用多媒体展

示图6-3。

提问学生其

他数字的段

码。

介绍连接方

法并说明静

态显示的优

缺点。

动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显

示器的方式称为位扫描。通常，各位数码管的相应段选线并联在

一起，由一个8位的I/O口控制；各位数码管的位选线（公共阴

极或阳极）由另外的I/O口线控制。

三、MCS-51单片机串行接口

1、并行通信和串行通信

并行通信是指将组成数据字节的各位同时发送或接收，不宜用

于远距离通信。

串行通信是组成数据的字节中的各位按顺序逐一传送的方式，

最少只需3根传输线即可，如图8-2所示。串行通信适用于远距

离通信，但通信的传送速度较低。

图6-4 串行通信

2、MCS-51单片机串行接口

MCS-51单片机的串行接口由串行口缓冲寄存器SBUF、串行

口控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON构成，通过引脚

TXD（P3.1）、RXD（P3.0）来完成串行数据的发送和接收与外

界进行串行通信。

（1）串行口缓冲寄存器SBUF

SBUF是按字节寻址的专用寄存器，它用来存放将要发送或接

收到的数据。在物理上有两个独立的SBUF寄存器，一个用于发

送，一个用来接收。

（2）串行口控制寄存器SCON

SCON是一个可以位寻址专用寄存器，它用于串行口的方式选

择、发送、接收控制及保存串行口的状态信息等。SCON中各位

的名称如表6-2所示。

SCON位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

位名称SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI

SCON中各位的定义如下：

SM0、SM1：串行口工作方式选择位。4种不同取值对应4种

工作方式如表6-3所示。

SM2：在方式2、3中用作多机通信控制位。

REN：允许接收控制位。REN=0时禁止接收，REN=1时允许

介绍连接方

法并说明动

态显示的优

缺点。

重点说明

SCON的使

用。

接收。

TB8：发送数据的第九位。

RB8：接收数据的第九位。

TI：发送中断请求标志位。

RI：接收中断请求标志位。

（3）电源控制寄存器PCON

PCON对串行口的影响是通过其SMOD位改变串行口的波特率。SMOD位位于PCON的最高位，即PCON.7，当SMOD=1时串行口的波特率是SMOD=0时的两倍（方式0除外）。PCON 在单片机复位时，SMOD=0。

二、MCS-51单片机串行口工作方式0的应用

1、串行口方式0的发送与接收

串行口工作方式0是8位同步移位寄存器方式。串行数据由

RXD（P3.0）引脚输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）引脚输出。方式0主要用于I/O端口的扩展。

（1）方式0的发送

方式0的发送操作是在TI=0的情况下，执行以SBUF为目的字节的数据传送指令开始的。例如：SBUF=a;

8位数据发送完成后，由硬件将TI置1，向CPU请求中断。若中断不开放，TI可作为发送完成的查询标志位。TI=1后，必须用软件将其清0，以便再次发送数据。

（2）方式0的接收

方式0的接收操作是在RI=0的条件下，由REN置1指令来启动接收。收到8位数据后，由硬件将RI置1，向CPU请求中断。若中断不开放，RI可作为接收完成的查询标志位。RI=1后，必须用软件将其清0，以便再次接收数据。

2、方式0应用举例

例1 ：使用串入并出芯片74LS164与单片机相连，使用串行口方式0扩展8位并行输出，接线示意图如图6-5所示。8位并行输出接8个发光二极管，要求控制8个发光二极管反复亮灭。程序设计如下（采用查询方式）：

图6-5 方式0扩展并行输出对方式0的发送与接收详细说明。

用多媒体展示课件图6-5

简单介绍集成电路芯片74LS164工作特点。

对应用程序进行介绍，延时程序由学生进行编写。