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教案
学习领域
项目6温度检测报警系统设计
学习情境
任务1用串口扩展IO口
序号
17
课型
理实一体化
课时
2
教具学具
电教设施
pc机；keil以及proteus软件；任务书（供学生用）；课件
教学目标
知识
目标
①掌握单片机串口硬件
②掌握串口工作方式0
能力
目标
①能够通过Keil和Proteus软件的初步使用，提高观察和分析能力
②能够通过串口方式0编写程序，培养逻辑思维能力
③能够编制按键状态机程序，提高分析和解决问题的能力
情感
目标
①能够透过实验现象归纳事物本质
②培养学生对本专业的职业认同感
③培养学生科学探索的兴趣、严谨扎实的工作作风和团结协作精神
教学重
难点
重点
①掌握单片机串口硬件
②掌握串口工作方式0
难点
①掌握单片机串口硬件
②掌握串口工作方式0
学法教法
实验探究、任务引领法、讨论法、张贴法、头脑风暴法、演示法
教学内容
更新、补
充、删节
参考资料
课后体会
学生在任务的驱动下，利用仿真电路自主探究电路规律，结合教师对相关知识点的讲授，达到对所学知识的掌握。这个思路带来了很好的教学效果，但增加的实验部分会使得教学时数稍显紧张，这一点还需日后改进。
教与学互动设计
教师活动内容
学生活动内容
一、组织教学（2分钟）
1.首先清点学生出勤情况，填写考勤记录。
2.检查学生工作服、帽、鞋等是否符合安全要求。
3.宣布今天的实习内容、技术要求、工时、劳动纪律等。
4.强调生产实习安全注意事项。
5.学生分组分上机、实习工位。
6.发放任务书、自评和互评表以及白纸到每组的学生手中。
二、布置任务（3分钟）
下达任务，本任务用单片机的串口扩展出8个IO口，实现流水灯效果。
三、资讯计划（25分钟）
（一）单片机的串行口UART
AT89C51单片机串行口(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,通用异步收发器)的内部结构如图6-5所示。串行口主要由发送数据缓冲器、发送控制器、输出控制门、接收数据缓冲器、接收控制器、输入移位寄存器等组成。发送数据缓冲器只能写入，不能读出，接收数据缓冲器只能读出，不能写入，故这两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器SBUF名称，在SRF块中共用一个地址（字地址99H）,由读写指令区分,CPU写SBUF时为发送缓冲器，读SBUF时为机接收缓冲器。
图6-5串行口的结构
串行口UART通过引脚TXD(P3.1,串行数据发送引脚)发送数据，通过RXD(P3.0,串行数据接收引脚)接收数据，其帧格式可以是8位、10位、11位，并能设置不同的波特率，给串行数据的传送带来很大的灵活性。
串行发送与接收的速率与移位时钟同步，定时器T1作为串行通信的波特率发生器，T1溢出率经2分频（或不分频）又经16分频作为串行发送或接收的移位时钟。移位时钟的速率即为波特率。
发送数据过程：CPU通过内部总线将并行数据写入发送SBUF,在发送控制电路的控制下，按设定好的波特率，每来一次移位脉冲，通过引脚TXD向外输出一位。一帧数据发送结束后，向CPU发出中断申请，TI位置1。CPU响应中断后，开始准备发送下一帧数据。
接收数据过程：CPU不停地检测引脚TXD上的信号，当信号中出现低电平时，在接收控制电路的控制下，按设定好的波特率，每来一次移位脉冲，读取外部设备发送的一位数据到移位寄存器。一帧数据结束后，数据被存入接收SBUF,同时向CPU发出中断申请，RI位1。CPU响应中断后，开始接收下一帧数据。
1.UART控制寄存器
UART串行口是可编程口，需要通过将控制写入预定的特殊功能寄存器SCON(串行口控制器)和PCON(电源控制器)来设定串行口的工作方式和工作特性。
（1）SCON控制器
SCON是一个特殊功能寄存器，用于设定串行口工作方式、接收/发送控制器以及设置状态标志，字地址98H，可进行位寻址。
1)SCON各位定义
SM0、SM1：为串行口方式选择位，用于控制串行口的工作方式，如图6-6（a）所示。
SM2：允许方式2和方式3进行多机通信控制位。在方式0时，SM2不用，应设置为0状态。在方式1下，如SM2=1，则只有收到有效停止位时才激活RI，并自动发出串行口中断请求（设中断是开放的），若没有收到有效停止位，则RI清零，则这种方式下，SM2也应设置为0。在方式2或方式3下，若SM2=1，则接收到的第9位数据（RB8）为0时不激活RI，若SM2=0，串行口以单机发送或接收方式工作，TI和RI以正常方式被激活，但不会引起中断请求；若SM2=1和RB8=1时，RI不仅被激活而且可以向CPU请求中断。
REN：允许串行接收控制位。由