案例应用课程：单片机原理及应用                   

课程代码：N19ZY03007

课程类型：专业课程 

课程开课部门：智能制造学部

授课对象：电子信息工程专业学生

案例设计者：曾菊容

一、案例应用章节或知识点

本案例应用的知识点：单片机GPIO口应用——数码管的动态显示。

二、案例意义与育人目标

数码管是一种可以显示数字和其他信息的电子设备，本案例以数码管点亮原理为主要内容，讲解了数码管的静态显示和动态显示的方式与区别，指出动态显示的优点即节约了数码管和引脚数目。如今，资源短缺是全球面临的共同难题，这更体现出数码管的动态显示的优势。通过案例讲解，使学生了解资源的紧张性，树立和强化资源节约意识。

三、案例内容

思政元素挖掘：学生通过仿真软件实现2023年新中国成立72周年和中国共产党成立102周年庆的条幅，进而激发学生的爱国热情，引导学生树立“科技强国，强国有我”的中国梦，实现激发学生爱国、励志、求真和力行的品质。以数码管动态显示多位数字时可以节约I/O口引脚、节约资源，引导学生在生活中厉行节俭、节约用水、用电、节约粮食，树立正确的价值观，养成不浪费、勤俭节约的品德。

设计思路：课程采用“理论-仿真-实践”三环节，以问题为导向，采用“课前-课中-课后”三闭环活动进行教学。

教学方法：结合雨课堂进行混合式教学，主要采用讲授法、课堂讨论法等。

教学过程

（一）课前推送

给学生发布数码管相关学习资源和资料，通过雨课堂布置该模块的项目任务，每名学生根据自学内容制作PPT，6人小组进行讨论，确定组长（采用轮流制），陈述任务完成情况。

（二）新课讲授

在讲授数码管动态显示时，引入思路，如图1所示。

图1 思政引入设计思路

在讲授数码管实现数字显示功能时，先介绍数码管显示原理，单片机如何驱动数码管显示，先介绍数码管的静态显示，进行硬件电路设计和程序编写，激励学生用仿真软件实现2023年新中国成立72周年和中国共产党成立102周年庆的条幅，进而激发学生的爱国热情，将马克思主义思想与科学创新精神培养相结合，引导学生树立“科技强国，强国有我”的中国梦，实现激发学生爱国、励志、求真和力行的品质。

以问题导向式，启发学生条幅数字中的“102”是否需要三个独立的数码管分别显示三个数字来实现？若显示5位数字，是否要5个数码管？那需要STM32单片机的I/O口线就需要40个，对于容量不是很大的STM32单片机来说，如果还要接其他外围设备，要提供40个I/O口来驱动数码管是很困难的？进而提出：是否有节约数码管和引脚数目的方法？即静态数码管和动态数码管的区别，动态数码管是否解决了此问题？结合《习近平总书记在十八届中央政治局第六次集体学习时的讲话》中的内容：“要大力节约集约利用资源，推动资源利用方式根本转变，加强全过程节约管理，大幅降低能源、水、土地消耗强度。”，“树立环保，节能减排的意识，厉行节俭，节电、节水、节约粮食，珍惜资源，杜绝浪费，为可持续性发展献出一份力！”。尤其面临复杂的国际疫情形式，资源短缺不仅是国内问题，是全球面临的共同难题，而人类命运共同体，作为其中一员，我们应该在平时生活中厉行节俭、节约用水、用电、节约粮食，为社会的可持续发展贡献我们的一份力量。以此思政要素树立学生正确的价值观，养成不浪费、勤俭节约的品德。

四、育人效果

通过本节课学习，学生理解了数码管显示数字的原理，掌握单片机控制数码管显示的硬件连接和软件编程方法，并通过“理论”“仿真”和开发板“实操”演示三环节实现知识的深化和灵活运用，根据仿真和实操显示的现象，查找程序和硬件的问题，从而培养学生发现和解决问题的能力。通过课程思政要素引入，可以培养学生爱国热情和勤俭节约的良好品德。