边学边做，让学生爱上单片机制作
2018-05-26王文斌
王文斌
摘要：随着社会的发展，当今公众对智能控制产品需求的不断提高，单片机作为微控制器的应用领域越来越广泛，比如自动控制型家电、测量仪器、医疗设备等。为了适应市场经济对单片机人才的要求，需要有培养这样的人才的教育教学方法。本文讲述应用一体化教学的方式，通过讲练结合让学生学中做，做中学，制作单片机实验板的过程。
关键词：单片机；二极管；流水灯；数码管；动态显示
一、单片机小制作的目的与要求
1）單片机小制作的目的。单片机小制作作为单片机一体化教学的重要组成部分，目的是使学生在制作中理解单片机原理，基本掌握单片机的设计和调试的方法，增加单片机应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完单片机课程后，同学进行单片机一体化教学，其目的是使学生更好地巩固和加深对课堂知识的理解，学会设计小型单片机系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生的分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
2）课程设计要求。1.教学基本要求。要求学生能够识别、检测和应用制作中相关的电子元件。完成硬件系统的设计和制作，包括单片机最小系统、流水灯系统、数码管显示系统；完成软件系统的设计和制作，使得实验板可以运行流水灯和数码管动态显示。2.能力培养要求。通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。通过实际电路方案的分析比较、设计计算、组件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、小制作的功能要求
基本要求：实现流水灯和数码管动态显示。
三、硬件系统的设计
电路组成部分：最小系统电路、流水灯电路、数码管电路。
最小系统电路包括：电源电路、晶振电路、复位电路。
电源电路的设计图，如下：
电源电路的功能及原理：此电路将常见的9V 2A或12V 2A的电源适配器的输出电压变成5V稳压输出。这样就可以用适配器作为市电的转换，而再经过电源电路的稳压处理之后就能得到单片机正常工作所需的5V电压。
电源电路制作中元器件的使用注意事项：
1、注意分清电源适配器的输出电压的正负极。电源适配器的输出电压是分为内正极外负极的。
2、220uF的电解电容正负极千万不要接反，否则发生电容过热膨胀甚至爆炸。
3、LM7805稳压芯片是一个接孔的散热片，如果发现此芯片发热也是正常的。如果非常热，甚至到了上百度时就要检查一下电路是否有短路的现象。
晶振电路设计图，如下：
复位电路，如下：
制作要求和顺序如下：
1、焊接电源引脚。单片机40引脚接电源，20引脚接地，31引脚接电源。
2、焊接晶振电路。X1接单片机18脚，X2接单片机19脚。
3、焊接复位电路。RST为单片机第9引脚。
流水灯电路连接单片机P1接口组，电路图如下：
数码管电路底面连接图，如下：
四、软件系统的设计和制作
1）利用循环库函数实现流水灯
循环左移
具体程序如下：
#include
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
void delayms（uint）；
uchar aa；
void main（）
{
aa=0xfe；
while（1）
{
P1=aa； //点亮第一个发光二极管
delayms（500）； //延时500毫秒
aa=_crol_（aa，1）； //将aa循环左移1位后再赋值给aa
}
}
void delayms（uint xms）
{
uint i，j；
for（i=xms；i>0；i--）
for（j=110；j>0；j--）；
2）数码管动态显示
1、什么是数码管动态扫描显示：所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。
2、编码数组
uchar code wei[ ]={0xff，0xfe，0xfd，0xfb，0xf7，0xef，0xdf}；
wei[1]=0xfe 化为二进制数既是 1111 1110
uchar code duan[ ]={0x3f，0x06，0x5b，0x4f，0x66，0x6d，0x7d}
duan[2]=0x5b 化为二进制数既是 0101 1011
3、如何实现动态扫描显示：
利用位选信号先点亮第一个数码管，如何送入段选信号显示0；如何点亮第二个数码管，使其显示1；依次下去。
使实验板上6个数码管逐个点亮，依次显示123456，然后减小延时函数，至同时显示数字123456：
编程提示：
while（1）
{
wela=1； // 打开位选端
P0=wei[1]； //利用数组输入位选信号，选中第一组数码管
wela=0； // 关闭位选端
dula=1； //打开段选端
P0=duan[1]； //利用数组输入段选信号，显示数字1
dula=0； // 关闭位选端
P0=0xff； //在下一次打开位选之前“消影”。
delayms（500）； //调用延时子函数，延时0.5秒
…
}
五、制作小结
硬件系统和软件系统的设计和制作合理适应，能够实现既定功能。通过动手制作硬件实验板和编程调试单片机程序，使得学生更加深刻的了解到单片机技术的使用。
参考文献：
[1]《模拟电子技术第四版》
[2]《新概念51单片机C语言教程》
