简易数电电压表的装配与调试教案(2016.09.22).doc

简易数字电压表的装配与调试--教案 课程名称 单片机技术与应用 教学项目名称 简易数字电压表装配与调试 项目学时 16 教学项目性质 必修项目、理实一体化 授课方式 课堂讲授（√ ） 实践课（√ ） 考核方式 考试（ ）；考查（√ ） 学时分配 课堂讲授 4 学时； 实践课 12 学时 教学 目标 了解简易数字电压表的结构； 熟悉简易数字电压表的电路原理； 了解简易数字电压表的部分元器件安装； 掌握简易数字电压表的电路调试方法； 掌握简易数字电压表的控制程序完善及调试方法； 六、掌握数字电压表的典型电路故障分析、检测与维修； 教学 重点 与 难点 一、教学重点 数字万用表的电路原理； 简易数字电压表的电路调试方法； 编写A/D转换的三个子程序编写原则即，初始化子程序、数据读取子程序及数据处理子程序； 编写数码管显示程序； 软件的调试、测试方法； 数字电压表的典型电路故障检测与维修； 教学难点 A/D与普通I/O口的功能转换、ADC0831的工作时序、转换数据的读取。 软件的调试及测试方法； 数字电压表的典型故障检测与维修。 教学 方法 及 手段 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、谈论法、启发法、自学法、练习法、例举法。 教学手段 幻灯机、投影仪、计算机、网络资料与视频。 教　学 主 要　内　容 教学 方法 学生 活动 一、新课导入（2分钟） 我们在生活中会用到很多工具和仪表，有时候我们也会好奇这些仪表是怎么工作的，接下来我们一起完成电压的采集幷将它用数码管显示出电压值来，也就是我们常说的数字电压表。 二、本项目作品演示（10分钟） 将做好的成品给同学们边演示边讲解它的参数、组成部分。 三、工作原理（70分钟） 1、系统组成（重点） 系统由控制、采集、显示、电源、复位五个部分组成，控制部分电路如图3.1所示， 图3.1 数字电压表的控制电路 采集部分的电路如图3.2所示， 图3.2 数字电压表的采集电路 显示部分的电路如图3.3和3.4所示， 引入法 演示法 启发法 讨论法 讲授法 讨论法 讲授法 演示法 观看、 参与 讨论 积极 思考 图3.3 数码管片选电路 图3.4 数码管段码电路 电源部分如图3.5所示， 图3.5 电源电路 复位部分如图3.6所示。 图3.6 复位电路 控制部分由80C52单片机作为主控芯片，通过P1.0、P1.1、P1.2分别与采集部分ADC0831的控制引脚即第一引脚、时钟引脚即第七引脚、数据引脚即第六引脚进行连接，实现外部电压信号经过A/D转换之后由模拟信号变成数字信号输入到单片机，单片机通过程序实现A/D转换之后的数据变成电压值，然后通过P2.0~P2.7共8个引脚控 达科技发动机 演示法 谈论法 讲授法 观看 思考 提出 问题 回答 问题 制数码管显示的值，通过P0.0~P0.3与数码管的片选端CS0~CS3连接在实现数码管的片选，通过动态扫描的方法实现数码管的显示。按下S2可进行复位，按下S1数字电压表接通电源，为单片机、ADC0831、数码管提供电源。 ADC0831的工作原理（重点、难点） ADC0831是 8位串行 I/O A/D 转换器。ADC0831是单通道，有输入Vin+和Vin-，有参考电源REF，只有串行数据输出DO。 ADC0831想要正常工作，除了要有电源和输入有效以外，还需要它的时序有效地工作。它的时序如图3.7所示： 图3.7 ADC0831的工作时序图 从图3.7中可以看出，ADC0831想要正常工作，必须在控制信号CS为低电平的时候才有效，当CS是低电平时，在时钟信号CLK下降沿来临时开始进行转换，并且第一个时钟周期是没有转换的，它的转换从第二个时钟周期的下降沿开始，第二个时钟周期的下降沿转换出来的是它的最高位，第三个时钟周期转换出来的是它的第6为，以此类推，直到它完成转换，转换的数据经过第6引脚输出到单片机的P1.2上，单片机通过计算将他转换成实际的电压值，并将值通过数码管显示出来。 数码管显示的工作原理（重点） 如图3.3、3.4所示，分别通过单片机的P0.0~P0.3的电平变化来控制三极管Q1～Q4的导通、截止状态，从而控制数码管的片选信号CS0～CS3的电平，实现控制数码管的动态扫描。扫描的数码管通过单片机的P2.0~P2.7传出来的信号进行电压值的显示。 单元程序（240分钟，讲解的重点、难点） 单片机的初始化程序（30分钟，教师讲解10分钟，学生练习20分钟） 通过初始化程序实现单片机的P0.0~P0.3、P2.0~P