工作文档简易数字电压表教案.docVIP

课程名称 智能电子电路设计与制作 课程总学时 120 课程总学分 8 教学项目名称 简易数字电压表设计与制作 项目学时 20 教学项目性质 必修项目、理实一体化 任课教师 杨永（√）张洪明（）孙岐峰（） 潘汉怀（）马勇（）罗时书（） 职称 副教授 教学目标与要求 学生通过本项目的学习，掌握MEGA16的A/D转换模块的应用，会根据一般的模拟与数字转换要求，设计电路原理图；会根据A/D转换的原理正确使用与设置与A/D相关的寄存器；掌握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，会根据项目要求的精确值把数据合理地显示；会根据项目要求的电路板大小及安装环境设计控制电路板的大小、形状；能对电子产品设计过程中的相关软件工具熟练使用。项目完成后，学生完成作品仿真文件、硬件作品、项目设计任务单、项目总结设计文档。 教学重点与难点 本项目教学重点内容有： 项目电路原理图的详细设计（要针对单片机的资源分配） 单片机的A/D转换相关寄存器位的意义 A/D转换程序框架结构的组成 本项目教学难点内容有： A/D与普通I/O口的功能转换 A/D转换的基准电压含义 A/D初始化的子程序 A/D转换数据的读取 Float型变量含义 数据类型的强制转换 10位二进制转换数据在处理成习惯的十进制数据 数据拆分方法 教学方法与手段 1、行动导向、任务驱动教学为主 2、任课老师可根据个人授课特点开展讨论法等其他方法教学 3、小组学习、培养团队合作意识 简易数字电压表设计与制作教案 第一节课（45分钟） 一、新课导入（2分钟） 主要讲述内容，模拟量转换成数字量的意义：数字量是计算机能处理的量，但是自然界的许多物理量都是模拟量，把模拟量转换成数字量是现在信息技术能广泛应用的基础。 二、本项目作品演示（10分钟） 1、告诉同学们，本项目作品的功能：0---5V的直流电压测量范围；精确到小数点后两位；液晶显示。 2、简要叙述电子产品控制电路的设计步骤：方案设计、原理图设计、驱动程序设计、电路仿真、PCB图设计、硬件装配与调试、性能确定与设计文档总结 三、方案设计（5分钟） MEGA16液晶显示 MEGA16 液晶显示 电压测试探头 变阻器模拟产生0-5V的电压量 重点讲述实际探头的应用 四、电路原理图详细设计（20分钟） 1、MEGA16的关于A/D转换部分的管脚认识（5分钟） 与PA口共用8路数据采集通道 与PA口共用8路数据采集 通道 基准电源端，如果不用外部基准，加电容滤波 基准电源端，如果不用外部基准，加电容滤波 接地端 接地端 与VCC端不能相差0.3V 与VCC端不能相差0.3V 2、让学生动手对MEGA16的I/O口进行分配（10分钟） PA口：已经作为模拟数字转换不能用作普通I/O口 PC口：用作JTAGE程序下载接口 结论：液晶1602只能有PB、PD口来驱动（完成下表） 1602对应管脚 /RS R/W E D0---D7 MEGA16I/O资源 3、原理图设计分析（5分钟） 五、本节课总结（8分钟） 1、A/D管脚 2、显示电路管脚分配（后面的驱动程序要用到） 3、重点同学遇到问题分析 简易数字电压表设计与制作教案 第二节课（45分钟） 驱动程序设计 一、运用以前学过的知识在液晶1602指定位置显示特定的字符（10分钟） 学生可以在一行、两行的指定位置对上述的数据字符显示。教师可自己演示一下 重要提示：小数点前空一位，小数点后面空两位。 有的同学不能达到要求的，课后在继续练习。 二、A/D转换程序设计（30分钟） 1、概述（5分钟） A/D初始化子程序（本次课重点）读取A/D转换值子程序 A/D初始化子程序 （本次课重点） 读取A/D转换值子程序 A/D转换值处理子程序 A/D模块特点简要概述，重点在基准电压、10位数据、通道选择、第二功能启用 单次启动转换、转换结束标志、A/D工作时钟等。（5分钟） 3、ADMUX（10分钟） 基准电源选择位00、01、10、11 基准电源选择位 00、01、10、11 转换通道选择00000通道0 00001通道1 转换通道选择00000通道0 00001通道1 00010通道2 ---------------- 10位二进制数据在16位容器中如何装载 10位二进制数据在16位容器 中如何装载 4、学生练习（5分钟） 练习题1：基准电压选择5V，数据右对齐、从通道0输入模拟电压量 练习题2：基准电压选择5V，数据左对齐、从通道1输入模拟电压量 练习题3：基准电压选择2.56V，数据右对齐、从通道2输入模拟电压量 练习题4：基准电压选择5V，数据右对齐、从通道3输入模拟电压量