资源简介

《单片机技术与应用》课程教案
学年度 第 学期
课程名称 单片机技术与应用 授课教师 授课时间 课时 4
授课类型 新授课 授课班级 课题名称 项目十 智能家居环境监测系统 10.1温度、气体传感器数据采集
教学目标 知识目标 1.温度传感器的工作原理和使用方法 2.掌握温度传感器的采集方法 3.气体传感器的工作原理和使用方法 4.掌握气体传感器的采集方法
能力目标 1.能编程实现温度采集功能 2.能编程实现气体采集功能
情感目标 1.培养谦虚、好学、勤于思考、认真做事的良好习惯：严谨的开发流程和正确编程思路 2.培养团队协作能力：有效沟通、取长补短、互相帮助、实现共赢 3.提升自我展示能力：能表达、会表达、善表达等综合能力 4.培养自我学习能力：利用书籍或网络上的资料帮助解决实际问题
教学重点 1.掌握温度传感器的采集方法 2.掌握气体传感器的采集方法
教学难点 根据项目要求识读硬件电路图、按要求接线并实现电路功能。
教法学法 项目驱动、演示、边讲边做、自学探究等
教学手段 问题讨论法、讲授法、任务驱动法等
教学资源 PPT、课堂任务单、实操视频、教学示范。
学情分析
使用教材 《单片机技术及应用》
教学环节 （时间分配） 教学内容及教师活动 学生活动 教学意图 教学手段
项目概述 任务解读 （20min） 1.智能家居环境监测系统的了解 智能家居环境监测系统主要包括：环境信息采集，环境信息分析，及控制和执行机构三个部分，各组成部分用到传感器包括，温湿度传感器，空气质量传感器，光线环境光探测器，室外风速探测器，以及无线噪声传感器。 导入新课：温度传感器和气体传感器的工作原理和使用方法。 观察“单元阐述”所示，关注“智能家居环境检测系统的组成”的问题讨论作答； 关注教师进一步讲解温度传感器和气体传感器的工作原理和使用方法。 通过学生对电子门铃原理的认识，激发学生的学习兴趣，引导学生学习单片机相关的知识。 PPT2
2.阐述“温度、气体传感器采集功能的知识目标、技能目标、职业技能目标” 知识目标 温度传感器的工作原理和使用方法；掌握温度传感器的采集方法。 技能目标 能编程实现温度采集功能。 职业技能目标 能根据任务要求，认真查阅相关资料，掌握温度、气体传感器的采集原理；能根据功能需求，熟练编写单片机程序，完成对温度、气体传感器的数据采集并通过数码管显示数据。 听讲解的过程中同步观察、了解本次项目的学习目标。 使学生建立对项目、任务的清晰深刻的印象。 PPT7
3.说明本次项目的“任务描述与要求”： XX智能家居根据市场需求调研结果，决定为客户定制一款智能家居系统，要求能够实现对该家庭内部的智能环境（温度、湿度、气体）检测，并将检测后的数据进行处理后通过数码管显示。第一期开发计划要求通过单片机和A/D转换芯片对温度、气体传感器的数据进行采集通过数码管显示。 任务要求： 应用温度传感器工作原理。 编写单片机程序，完成对温度传感器的数据采集。 听讲解的过程中了解本次项目的任务描述与要求。 使学生建立对项目任务的清晰深刻的印象。 PPT14
4. 根据所学相关知识， 请学生制订完成本次任务的实施计划。 开始制定“实施计划” 使学生了解完成项目的步骤应该从做计划开始。 PPT18
知识储备 （80min） 1.热电传感技术简介（10min） 热电传感技术是利用转换元件电参量随温度变化的特征，对温度有关的参量进行检测的技术。 结合教师引领，通过讨论学习，深入理解热电传感技术的原理。 使学生掌握热电传感技术。 PPT20
2.MF52型热敏电阻简介（10min） 采用新材料、新工艺生产的小体积的树脂包封型 NTC 热敏电阻器，具有高精度和快速反应等优点。 结合教师引领，通过小组讨论与总结，深入理解MF52型热敏电阻的性质。 使学生掌握MF52型热敏电阻的相关知识，为后续使用MF52型热敏电阻打下基础。 微课视频 PPT24
3.温度传感器的应用（10min） 在本任务中，温度传感器的作用是将温度的变化转换为阻值的变化最终通过电路转换为电压的变化。 结合教师引领，通过实际操作，深入本次项目使用温度传感器的原理。 使学生建立对温度传感器的清晰深刻的印象。 PPT26
4.气体传感器简介（10min） MQ-2灵敏度特性曲线 MQ-2所测气体浓度与阻值的计算公式 传感器电阻值的计算 结合教师引领，通过实际操作，深入编程中使用的“气体传感器”工作方式。 使学生建立对 “气体传感器”建立初步的概念。 PPT29
5.NEWLab温度传感模块（10min） 温度/光照传感模块电路板结构图如PPT所示。 结合教师引领，通过实际操作，深入了解NEWLab温度传感模块的结构和工作原理。 使学生建立对NEWLab温度传感模块的结构有初步的认识。 PPT37
6.系统组成图（10min） 结合教师引领，通过实际操作，深入理解智能家居系统工作方式。 使学生建立对智能家居系统建立初步的概念。 PPT39
7.关键程序讲解（10min） 获取温度传感器数据程序 获取气体传感器数据程序 结合教师引领，通过实际操作，充分了解实现智能家居系统的单片机主要程序。 使学生建立对单片机编程有初步的认识。 PPT42
8.流程图（10min） 结合教师引领，通过实际操作，深入理解整个编程的思路。 使学生建立对单片机编程中的“流程图”建立初步的概念。 PPT52
任务实施 （60min） 1.硬件连接 单片机模块与显示模块连接 LS595扩展模块与单片机模块连接 传感器模块与单片机模块连接 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 了解软件安装步骤，掌握连接硬件的操作要点 PPT56
2.建立工程 指导学生按照教材或者PPT操作步骤新建工程文件，并正确地配置文件，然后新建文件，保存完毕后添加C文件。 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 明确本任务的相关步骤，理解本任务实现思路。 PPT58
3.编写程序 编写程序完成传感器数据的收集显示，参考程序如PPT所示。 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 引导同学对软件编写程序进行初步体验。 PPT60
4.编译下载 进行程序编译，编译无误后，通过ISP进行下载。 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 了解程序下载步骤，掌握烧写单片机程序的操作要点。 PPT62
5.查看结果 将程序下载到单片机，在数码管上查看结果，当前温度为29℃，气体相对浓度为32%。 结合教师引领，通过实际操作，深入理解相关步骤 查看结果，调试程序，掌握烧写单片机程序的操作要点。 PPT64
项目检评 总结拓展 （20min） 1.采用任务引领+思维导图方式，通过对温度、气体传感器、ADC理论知识的学习，熟练掌握单片机的编程方法，完成了单片机获取温度、气体传感器采集的数据，并对数据进行处理后将结果显示在数码管上。 知识学习 热电传感技术、MF52型热敏电阻、温度传感器、气体传感器的相关知识。 技能学习 搭建硬件环境，编写代码，下载程序实现电路功能。 2. 自行编写代码，完成通过LCD液晶屏显示本任务内容。 积极回顾复习，积极作答，加深理解。 强化对本次所授内容的理解，建立知识体系，强化重难点的理解。 PPT62-64
课后反思

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