学习任务五单片机定时计数器应用——交通灯控制系统设电子教案 单片机应用技术.doc
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1、教学目标知识目标:掌握单片机端口的控制方法;熟悉常用的单片机定时/计数器的使用方法;理解常用几种结构的程序设计特点;掌握单片机定时/计数器初始化的方法;掌握常用元器件的特性和测试方法;掌握单片机子程序的编写及调用方法;掌握单片机倒计时程序的编写方法。能力目标:能够根据项目要求分解任务并设计出硬件电路;能够使用WAVE6000软件对汇编程序进行调试、编译等;能够进行复杂电路的正确连接及调试;能够进行显示电路的设计和数据传输程序的设计与调试;能够灵活运用单片机中除法指令进行数据拆分;能够把分解开的任务进行综合、整体分析并编写连接程序;能够读懂交通灯系统总体程序;能够熟练使用编程器下载程序到单片机中
2、。素质目标:锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力;制定工作计划的方法能力;获取新知识、新技能的学习能力;解决实际问题的工作能力。教学重点交通灯控制系统硬件设计;交通灯闪烁程序设计;拆分显示程序设计;倒计时显示电路设计;交通灯控制系统软硬件联合调试。教学难点交通灯闪烁程序设计;倒计时显示电路设计;交通灯控制系统软硬件联合调试。教学手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学学时4教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计注 释学习任务五 单片机定时/计数器应用交通灯控制系统设计任务说明通过实训模块的操作训练和相关知识的学习,使学生熟悉单片机端口控制的工作原理,掌握定时器/计数器的控制方法,熟
3、悉单片机开发的基本过程。任务准备一、单片机定时/计数器系统1.定时/计数器的结构AT89S51单片机内部有两个定时/计数器T0和T1,每个定时/计数器都可以实现定时和计数功能,其结构框图如图5-2所示。图5-2 定时/计数器结构框图2.定时/计数器的控制1)定时/计数器方式控制寄存器TMOD定时/计数器方式控制寄存器TMOD的地址为89H,用于控制和选择定时/计数器的工作方式,高4位置T1,低4位控制T0,不能采用位寻址方式。2)定时/计数器控制寄存器TCON二、定时/计数器的工作方式1.工作方式0当TMOD中的M1M0=00时,定时/计数器工作在方式0。此时,定时/计数器内部的计数器为13位
4、计数器,由THi提供高8位,TLi提供低5位。若在THi和TLi中设置好计数初值,且启动定时/计数器就可以进行加法计数。2.工作方式1当TMOD中的M1M0=01时,定时计数器工作在方式1。此时,定时/计数器内部的计数器为16位计数器。3.工作方式2当TMOD中的M1M0=10时,定时/计数器工作在方式2。此时,定时/计数器内部的计数器为自动重装初值的8位计数器。4.工作方式3当TMOD中的M1M0=11时,定时/计数器工作在方式3。此时定时/计数器T0可拆成两个独立的8位定时/计数器使用,T1不变。当定时/计数器工作在方式3时,T0、T1的设置和使用方法是不同的。三、交通信号灯发展史任务一工
5、作内容及要求本任务所要完成的工作是分解出交通信号灯工作顺序和状态控制方式,完成交通信号灯驱动电路的硬件设计和软件设计。通过单片机控制外围驱动电路点亮发光二极管,模拟仿真出生活中真实的交通灯显示效果。本任务在对交通信号灯控制过程中,主要采用位操作指令,通过对相关位的置位和清零来完成基本信号灯的亮灭控制,由此使学生加深位操作指令的理解,为以后的应用打下坚实的基础。在单片机端口的控制中,主要由字节控制,即输出8位二进制数,对整个端口要通盘考虑,如在学习任务三中通过查表指令控制外部发光二极管时,采用的就是字节操作。本任务中由于接在端口上的各信号灯变化不同,采用位操作优势明显。因此,在本任务中就注意对位
6、操作指令的应用,同时提高对任务的分析能力,抓住解决问题的关键点。任务分析根据交通灯控制系统的任务说明及本任务的工作内容及要求,通过具体的路口交通灯状态的演示分析,如图5-4所示,我们把生活中真实的交通信号灯归纳为如下6个状态。 图5-4 交通信号灯工作状态(1)东西方向绿灯亮,南北方向同时红灯亮,倒计时25 s开始。此状态下,东西方向允许通行,南北方向禁止通行。(2)倒计时到5 s时,东西方向绿灯闪烁,闪烁时间3 s,起提示作用。南北方向红灯依然亮,禁止通行。此状态下,东西方向未进入路口标志线的车注意速度,采取必要措施。(3)倒计时到2 s时,东西方向黄灯亮,持续时间为2 s。此时南北方向红灯
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