【课堂教学设计】基于定时器模模式的间隔定时

单元课堂教学基本信息

【课程单元】：基于定时器模模式的间隔定时
【所属课程】：《物联网硬件技术基础》，总48学时。
【单元学时】：2学时，90分钟。
【授课对象】：物联网191班，物联网192班。

【纸质教材推荐】：“职业教育物联网应用技术专业‘十三五’规划教材”《CC2530单片机技术与应用》
【纸质教材推荐】：“1+X职业技能等级证书配套教材”《传感网应用开发》

【在线开放式教材】：【CC2530应用开发07】基于定时器模模式的间隔定时
【实训平台及资源】：【XMF09B】CC2530开发板资源汇总

学情分析

【学习基础】：
【1】经过前面课程的学习，同学们对CC2530的中断系统和中断相关的寄存器有了比较深入的了解，并掌握了中断服务函数编写规则。
【2】通过“CC2530定时器工作原理与应用”单元课程的学习，同学们对与CC2530的定时器工作原理、相关寄存器的定义，以及定时器的3种工作模式有了全面的了解，为本单元实训案例的开展奠定了良好的基础。

【学习态度】：
【1】上一个单元给同学们讲述的是 “CC2530定时器工作原理与应用” ，主要是基础理论的讲授，同学非常盼望通过实践来体验定时器理论知识的应用。
【2】经过前面课程的学习和训练，同学对于CC2530的项目开发流程以及基础开发技能有了一定的掌握，由一个初学者的角色逐渐向一个设计者转变，同学们的学习兴趣也越来越浓厚。

教学目标

【知识目标】：
【1】掌握定时器1模模式的工作原理。
【2】掌握定时器最大计数值的计算方法与设置。
【3】了解定时器1通道0捕获/比较寄存器T1CCTL0关于模式的定义。

【能力目标】：
【1】能够根据项目的要求，正确的进行定时器相关的参数计算。
【2】能够设计定时器初始化函数，对定时器的最大计数值，中断使能，分配系数，工作模式等进行正确的设置。特别要注意的是，使用定时器模模式进行间隔定时的时候，需要开启定时器1通道0的比较模式。
【3】能够设计正确的定时器中断服务函数， 合理地完成项目要求的功能。

【素质目标】：
【1】培养学生利用已学理论知识解决具体应用问题的基本职业素养。
【2】培养硬件工程师系统分析、独立思考、动手实践、协同合作的基本素质。

内容组织

【实训项目】：基于定时器模模式的秒闪
设计程序，实现基于定时器1模模式的秒闪。功能如下：
【1】系统上电后，全部LED灯关闭。
【2】选择内部16MHz时钟的128分频作为定时器1的计数信号。
【3】在定时器1的模模式中实现0.1秒的间隔定时。
【4】在中断服务函数中实现1秒的间隔定时。
【5】控制D4灯实现秒闪功能，即D4灯亮1秒，灭1秒…

【知识内容】：
【1】复习CC2530定时器模块的整体资源与具体功能。
【2】掌握CC2530定时器1中模模式的工作原理。
【3】掌握CC2530定时器1的最大计数值的计算公式与计算方法。
【4】掌握T1CC0L和T1CC0H寄存器的定义与赋值要求。
【5】掌握定时器1通道0捕获/比较寄存器T1CCTL0中关于模式的定义 。

【技能内容】：
【1】能够根据项目的条件，准确地进行定时器相关参数的计算。
【2】能够设计定时器初始化函数，进行最大计数值、中断使能控制、时钟分频系数以及工作模式等参数的设置，实现0.1秒的间隔定时。
【3】对于定时器1模模式来说，能够正确的对T1CCTL0寄存器设置，开启定时器1通道0的比较模式。
【4】能够编写格式正确定时器中断服务函数。
【5】能够利用全局变量，间接实现1秒的长定时功能。
【6】能够将定时器外设与LED灯结合起来，实现秒闪功能。。

【教学重点】：
【1】定时器1模模式的工作原理。
【2】定时器最大计数值的计算公式与计算方法。
【教学难点】：
【1】定时器1模模式间隔定时的初始化函数设计。
【2】利用全局变量，在中断服务函数中间接实现1秒的长定时。

教学方法

【教学方法】：项目驱动，任务分解，理实一体化。
【指导思想】：根据课程标准和教学目标，设计相应的实训案例项目，寓基本原理于案例实践中，引导学生通过动手实践在直接经验习得的过程中去获得间接经验，有意识地使学生通过经验的习得逐步实现策略的获取，通过“做中学，做中教”的方式，让学生在具体实践中理解基础理论。

【教学实施过程】：分为5个环节。
【1】理论知识学习：讲述项目相关的知识点。
【2】项目方案构思：讲述实训项目的设计思路与实现步骤。
【3】学生动手实践：在实践过程中观察学生的知识盲点与存在问题。
【4】老师讲解演示：结合学生实践情况手把手全程演示项目实现细节。
【5】修正完善总结：学生再次实践，完成本单元实训项目的功能。

教学过程

课前预习：将以下内容制作成网页，于课前2天发给同学们。

【视频教程】：CC2530的中断系统

【视频教程】：CC2530的定时器资源概述

【视频教程】：定时器1的工作原理及相关寄存器

【本单元预习要点】：
【1】复习CC2530的中断系统，特别注意中断使能寄存器1IEN1的位定义。
【2】复习中断服务函数的编写规则。
【3】复习CC2530定时器的整体资源和功能特性。
【4】复习定时器1的工作原理。
【5】复习定时器1的相关寄存器，特别是T1CC0L、T1CC0H与T1CTL寄存器。

课堂教学过程（2课时，90分钟）

【教学实施过程分为五个环节】：
【理论知识学习】–>【项目方案构思】–>【学生动手实践】–>【老师讲解演示】–>【修正完善总结】

【理论知识学习】：20分钟。
【1】复习CC2530的定时器资源，特别对定时器1的功能做一个详细的回顾。
【2】讲述定时器1模模式的工作原理与应用特点，特别指出，在进行模模式初始化工作时，需要开启定时器1通道0的比较模式。
【3】讲解定时器最大计数值的计算公式和计算方法，特别指出，在程序设计时，先写低8位寄存器T1CC0L，后写高8位寄存器T1CC0H。
【4】讲述 定时器1通道0捕获/比较寄存器T1CCTL0中关于模式的定义与程序设计的表达式。
【5】讲解2020年1月份“1+X证书传感网应用开发”考试中，与定时器知识点相关的2道理论考题。

【视频教程】：定时器1的工作原理及相关寄存器

【项目方案构思】：10分钟。
【1】以板书的方式，讲解定时器模模式实现秒闪项目程序设计的流程图。
【2】对实训案例的实训流程进行分解，分为5个步骤来实现。
【3】跟学生强调代码设计过程中，可能会遇到的难度以及容易犯的错误。在这里特别强调，在进行定时器初始化函数设计时，必须通过对 T1CCTL0 寄存器相应的位进行设置，开启通道0的比较模式，才能正确的进入中断服务函数。

【学生动手实践】：30分钟。
【1】学生根据老师对项目实现思路的讲解以及项目实现流程的分解，动手编写代码，进行项目调试，尝试完成实训案例中的功能。
【2】在学生动手实践过程中，老师不断巡查学生的进展情况，发现同学的错误，就地分析解决。
【3】学生在实践过程中，遇到问题或需要答疑的，老师会过来进行讲解分析，给出方案。对于大多数同学提出的共性问题，则暂停学生的实践过程，进行统一的临时讲解后，再继续实践。

【老师讲解演示】：20分钟。
【1】老师依据“项目构思环节”中的思路和步骤，手把手的演示实训案例的实现过程及编码细节。
【2】在讲解演示过程中，对于在“学生动手实践”环节中发现的问题进行特别的分析，并给出针对性的学习建议。

【项目讲解演示视频】：基于定时器1模模式的间隔定时

【修正完善总结】：10分钟。
【1】在“学生动手实践”环节已完成实训项目的学生，将自己的实现思路和代码编写与老师的进行对比总结，进一步优化。
【2】 在“学生动手实践”环节没完成实训项目的学生， 则依照老师的演示过程以及实现源码，进行修正完善，完成实训项目。
【3】课程结束前3分钟，老师对本单元课程进行小结，布置作业。

【本单元的在线教案】：【CC2530应用开发07】基于定时器模模式的间隔定时
【1】相关理论基础
【2】项目案例实现源码及注释
【3】课后作业
【4】1+X证书“传感器应用开发”相关考题剖析

教学评价与课后反思

【教学评价】：三个维度。
【1】学生课堂表现评价。
【2】老师课堂表现评价。
【3】教学目标达成度评价。
【具体实现方式】：尽量客观、简单、有效、可操作，例如调查问卷，学生交流，作业批改等形式。

【课后反思】
【1】实训案例核心知识点的讲授是否到位，措辞是否通俗易懂，学生的接受程度是否达到预期？如果未能达到，应该从那个环节进行改进？
【2】实训案例的演示过程是否完整，演示过程中有没有突发状况，学生动手实践中的问题是否完全解答清楚，学生对实训案例演示的接受程度是否达到预期？
【3】辅助教学资源的形式和内容是否能满足学生课后复习、强化、拓展的需求，是否能激发学生的思维，从而进行创新和探索？
【4】观察学生在案例实践中的表现，归纳分析学生在实现案例过程中提出的问题，评估学生对本次课程的掌握程度，思考下一次课程的授课计划。

课后技能拓展与辅助资源

【物联网技能大赛训练题】CC2530开发基础-模拟红绿灯工作过程