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1、教案1项目10信号发生器设计与实现（需求分析与方案设计）一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目项目10信号发生器设计与实现授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材单片机应用技术授课时间授课方式教学内容其他资源媒体资源微课，PPT,视频，动画，职教云平台，KeiI软件，PrOteUS软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式（单片机）实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1 .具有一定的电路基础知识。2 .熟悉C语言基本语法。3 .掌握51单片机I/O端口的结构原理。认知能力1 .具有一定的电路阅读分析和设计能力，能识别常见的电子元器件。2 .具备C语言程序设计基础能力。3 .具有使用51
2、单片机I/O端口实现控制信号设置与检测的能力。学习特点L喜欢网络学习，大多数同学能够认真学习资源库课程平台的动画、视频等相关数字资源，熟悉常用的网络工具和软件；对单片机的应用充满好奇。2.对抽象概念畏难和抵触，不喜欢枯燥的理论讲解。素质目标知识目标能力目标教学目标1 .通过信号发生器现状的调研和功能设计学习，培养学生具备在信号发生器设计中提出新颖想法和解决方案的能力。2 .通过调研汇报和需求分析，培养学生具备与他人合作、交流和分享经验的能力。3 .通过实际操作，提高学生的动手能力和解决问题的实际能力。L能阐述信号发生器实现原理。2 .能说明D/A转换原理和作用。3 .能使用DAC0832芯片完
3、成数据转换。1 .熟练运用DACO832芯片实现DA转换。2 .熟练地编程实现数字信号的模拟化。3 .根据任务要求选择适合的芯片及工作方式。教学重难点重点1. D/A转换原理和作用。2. DACo832芯片实现D/A转换。3. 掌握数字信号的模拟化。教学方法难点1 .单片机时钟振荡电路、复位电路。2 .DACO832芯片多种模式的使用。教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习、教学内容思维导图课前项目10信号发生器设计与实现课中任务1信号发生器需求分析发生器现状调研信号发生器概念）YD/模.侬）K知识内容X（DA
4、Co832工作三）（速点）（任务2信号发生器系统方案设计LDAC0832的信号器三）（三）/XXHC纯DAC0832输入电路图H内容X；=；州DACo832的输出电路）三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动课程导入L信号发生器概念和原理信号发生器一般是指能够通过自身电路和程序自动产生锯齿波、三角波、方波、正弦波等模拟量电压信号波形的电路。2.课前调研汇报职教云I讨论：什么是信号发生器？职教云I讨论：常见的信号发生器品牌和使用场景？（职教云词云统计展示）组织调研汇报：引导学生分组进行课前调研汇报。查阅也回帖：手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&回帖：结合本组调研
5、情况，参与讨论回帖。通过对课程的简介，激发学生学习的兴趣，明确学习目标，学会学习。职教云/视频/PPT安排分组汇报。讨论总结&项目引入：总结点评讨论和调研汇报内容。汇报&聆听&记录：上台按照小组制作的调研汇报PPT,进行课前调研汇报。其他小组进行思考记录。.聆听&思考&记录1 .项目任务设计制作以MCS-51单片机为主控芯片，基于DACO832的信号发生器原理，设计硬件电路，并编程实现信号发生器功能。2 .D/A转换的概念O图1典型D/A转换器DC0832与前项目所学习的A/D转换相反，D/A转换是指模/数转换；实现D/A转换功能的器件被称为D/A转换器，是一种把数字信号转换成模拟信号的器件。
6、D/A转换器被广泛用于计算机函数发生器、计算机图形显示以及与A/D转换器相职教云I头脑风暴：DAC0832的结构和特点有哪些？职教云I词云统计：DAeO832的特点。实物展示&功能体验：信号发生器产品展示。讨论总结&知识引入：D/A转换器种类繁多，按照二进制数字量的位数划分，有8位、10位、12位、16位D/A转换器；按照数字量的数码形式划分，有二进制码和BCD码D/A转换器；按照D/A转查阅&回帖：结合调研情况或上网查阅资料，参与讨论回帖。观看&记录：观看并记录，思考信号发生器的实现原理。同步体验：信号发生器样机工作效果体验。讨论&回帖：结合样机结构和功能体验，小组讨论，参与回帖。聆听也思考
7、：聆听老师总结，并思考功能实现方法。讨论&回帖：小组回顾讨在课堂中，通过创设情境引导学生进行项目学习。利用网上搜索和实物展示激发学生的参与意识和创新意识，使他们内在地渴望获取新知识，并养成勤于思考的良好习惯。职教云/实物/实物样机极域课堂项目分析配合的控制系统等应用中。换器输出方式划分，有电流输出型和电压输出型D/A转换器。论并参与职教云回帖。聆听&记录：聆听讲解并做好新知记录。信号发生器系统整体方案设计引导讨论：启发学生分组完成任务分析讨论，确定设计总体方案。组织分享：引导学生分组进行讨论成果分享。归纳总结：教师信号发生器的功能模块组成，确定系统整体设计方案。小组讨论：根据信号发生器样机，进
8、行小组讨论，了解DACO832的引脚说明。分享&反思：小组代表分享本组讨论结果并反思。聆听也记录：学生明确系统方案。任务分析，能有效培养学生勤于思考，敏于发现，勇于发言，敢于表达的习惯。职教云PPT/实物样机项目实施任务要求：使用DAeO832芯片，设计信号发生器系统结构，该信号发生器主要功能如下：1.能通过STC12C5A60S2单片机控制DAC0832芯片输出不同波形的模拟信号；2 .能通过波形切换按键切换输出不同的模拟信号波形；3 .能通过频率设置按键调节输出模拟信号的频率。任务发布：发布本次项目具体内容和功能。功能展示：根据任务要求依次在信号发生器实物上展示功能。聆听&记录：聆听讲解，
9、知悉本次项目具体任务。观看&思考：观看老师演示，记录演示流程并思考功能逻辑关系。任务明晰，引导学生明确本次项目具体内容，帮助学生进行功能梳理。职教云PPT/实物样机项目1.DAC0832的信号发生器原理视频播放：DAC0832信号发观看&思考：观看视频内将原理结合实职教云实施DAeO832芯片在进行D/A转换时，可以采用两种方法对数据进行锁存。第一种方法是使输入寄存器工作在锁存状态。第二种方法是使输入寄存器工作在直通状态。项目实施2.DAC0832内部功能原理DACO832是一种典型的T型电阻网络电流输出型D/A转换器，其内部功能原理如下所示：项目实施项目实施单缓冲方式生器工作原理。强化提问：
10、常用一般使用DAC0832是通过哪种方式进行数据锁存？为什么？（职教云）容并做好思考记录。思考也回复：根据新知内容参与职教云讨论。物进行教学展示，强化实际效果，帮助理解信号发生器的原理。PPT/实物样机视频抢答提问：DAC0832输出的模拟量VO与输入的数字量B之间有什么关系？（职教云）知识讲解：讲解DAC0832基于内部功能原理，可以实现输入信号强度越强，输出信号强度越强的效果。思考&抢答：根据课前知识思考抢答。思考&聆听:结合DAeO832基于内部功能原理，观察并聆听。从简单问题入手，了解学生课前学习情况，并梳理学生学习信心。职教云PPT/实物样机回顾提问：结合DAC0832内部功能原理知
11、识思考，为什么单缓冲方式是连接这几个引脚？思考&讨论：通过讨论、查阅资料等方法思考并进行回答。回顾前导课程知识，帮助学生实现知识的内化。引导思考：此种方式适用于只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形吗？新知讲解：结合硬件实物，讨论&回顾：结合基础知识，小组讨论并进行成果分享。原理图结合芯片原理讲解，帮助学生理解难点知识内职教云PPT/实物样机原理动画项目实施通过连接ILE、WR1、WR2、CS和XFER和引脚，使得两个锁存器之一的输入寄存器处于导通状态，或者两个寄存器同时处于导通状态,DAC0832就工作于单缓冲方式。双缓冲方式此种方式下，DAeO832的操作分为两步。首先，使输入寄存器
12、处于导通状态，接收输入数据；其次，使DAC寄存器导通，DAC寄存器从输入寄存器的输出端接收数据。在第二步中，输入寄存器锁存，只有DAC寄存器导通，此时在DAC0832数据输入端写入数据无意义。原理图和原理动画讲解DAC0832单缓冲方式。知识回顾：DACO832内部功能原理。观看&聆听&记录：观看聆听老师讲解分析，并做好知识记录。聆听&思考：聆听老师讲解，并回顾思考前期项目相关知识。容。引导讨论：但单缓冲与双缓查阅&讨论：通过资料查以探究讨论开冲的方式有什么区别？阅等方法在职教云进行始，着力培养讨论。学生的自主探提问讨论：两种使用方案有聆听&记录：聆听老师讲究能力，结合和优劣势？你认为哪种方案
13、解，并做好记录。图形关联，帮更具有普适性？助学生转换学讨论也展示：小组讨论，习方法和角色并展示本小组讨论结果定位，完成难及原因。点突破。职教云PPT/项目实施4.D/A转换器输出波形信号原理根据需求分析任务，D/A转换器输出的模拟量与输入的数字量之间成正比关系，利用这一特点，通过程序控制STCl2C5A60S2单片机向D/A转换芯片输出随时间呈一定规律变化的数字量，D/A转换芯片就可以输出随时间按一定规律变化的波形，如方波信号、三角波信号、锯齿波信号、正弦波信号等。在本项目中，只输出一路模拟量信号，根据前面的分析，选择使用DAC0832芯片的单缓冲方式进行设计。任务分析：分析需求中的详细要求，
14、总结D/A转换器的输出模拟量和数字量的关系。问题提出：各种波形的产生主要受什么因素影响？方案讲解：本项目中主要进行一路模拟量信号的输出，因此更适合采用单缓冲方式。仿真功能展示：通过Proteus仿真工具，采用DACo832芯片进行模拟量输出的效果模拟。聆听&记录：聆听讲解分析并做好知识记录。思考也讨论：思考老师提出的问题，进行小组讨论，并参与职教云回帖。方案记录：理解本次项目方案，确认方案选择，做好方案记录。理解也记忆：详细了解单缓冲和双缓冲的应用场景，结合老师的讲解在Proteus仿真工具中进行测试。通过理论分析、问题讨论、方案介绍，直至功能展示的流程，逐步解析难点知识，帮助学生逐层突破理论到实践的难点。职教云PPT/Proteus/任务1:绘制DACO832输入电路图组织讨论：单缓冲方式实现DAC0832具体该如何连接？任务发布：绘制DAC0832输入电路图。教师点评：对各小组设计方案做点评，充分肯定学生的小组讨论：组内讨论DACO832的硬件结构
