《嵌入式原理與應(yīng)用》教學(xué)大綱一,課程基本信息課程編號(hào):xxx文名稱:嵌入式原理與應(yīng)用英文名稱:PrincipleandApplicationsofEmbeddedSystem適用專業(yè):xxx課程類別:xxx開(kāi)課時(shí)間:xxx總學(xué)時(shí):三二（理論）+一六（）總學(xué)分:xxx課程負(fù)責(zé):xxx職稱:xxx從事專業(yè):xxx二,課程簡(jiǎn)介嵌入式系統(tǒng)已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng),信息家電,通信設(shè)備,醫(yī)療儀器,智能儀器儀表等眾多領(lǐng)域,如工業(yè)網(wǎng)絡(luò)換機(jī),數(shù)控機(jī)床,手持測(cè)量?jī)x表,智能電話,智能電視等。《嵌入式原理與應(yīng)用》是高等院校電子類,計(jì)算機(jī)類,自動(dòng)控制類,儀器儀表類等專業(yè)學(xué)生選修地工程基礎(chǔ)類課程,具有重要地專業(yè)地位。本課程授課對(duì)象是xxx專業(yè)本科生,目地是讓學(xué)生掌握基于Cortex-M架構(gòu)處理器地結(jié)構(gòu),功能,工作原理與使用方法,能根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)地設(shè)計(jì)要求選擇處理器與外設(shè),并實(shí)現(xiàn)各模塊之間地連接,并能針對(duì)具體地嵌入式系統(tǒng)編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)具體功能,具有一定地方案選定與安裝調(diào)試能力。通過(guò)對(duì)本課程地學(xué),使學(xué)生建立嵌入式系統(tǒng)地整體概念,為嵌入式系統(tǒng)地開(kāi)發(fā)及應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。三,有關(guān)課程地銜接預(yù)修課程（編號(hào)）:《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》（xxx）,《模擬電路》（xxx）,《模擬電路實(shí)驗(yàn)》（xxx）,《數(shù)字電路》（xxx）,《數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)》（xxx）,《微機(jī)原理》（xxx）并修課程（編號(hào)）:xxx四,教學(xué)地目地,要求與方法四.一課程目地課程目地一:能根據(jù)嵌入式系統(tǒng)地需求,選擇處理器類型與外設(shè)資源,結(jié)合硬件電路設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu),算法與流程,通過(guò)程序解決工程問(wèn)題。課程目地二:能針對(duì)工程指標(biāo)要求,正確使用嵌入式開(kāi)發(fā)工具行項(xiàng)目軟件架構(gòu),代碼編譯,仿真調(diào)試;能應(yīng)用電參數(shù)測(cè)量?jī)x表測(cè)量,分析,驗(yàn)證嵌入式系統(tǒng)工作情況,通過(guò)嵌入式系統(tǒng)解決電子信息領(lǐng)域地工程問(wèn)題。四.二課程目地與畢業(yè)要求關(guān)系本課程支撐以下畢業(yè)要求:畢業(yè)要求三-二:能針對(duì)電子信息領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題,設(shè)計(jì)滿足特定需求地系統(tǒng),電路,軟件或算法。畢業(yè)要求五-二:能夠使用先儀器設(shè)備,計(jì)算機(jī)仿真軟件等工具對(duì)電子信息領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題行分析,計(jì)算與設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)仿真預(yù)測(cè)與模擬研究,并理解其局限。課程目地與畢業(yè)要求支撐關(guān)系如下表所示,H表示強(qiáng)支撐。畢業(yè)要求課程目地畢業(yè)要求一畢業(yè)要求三課程目地一H課程目地二H四.三教學(xué)方法本課程地教學(xué)包括理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。理論教學(xué)工作是在實(shí)驗(yàn)室行地,理論教學(xué)以課堂教學(xué)為主并同時(shí)穿插一部分實(shí)驗(yàn),課堂教學(xué)過(guò)程結(jié)合實(shí)驗(yàn)加深了學(xué)生對(duì)單片機(jī)基本概念與基本模塊地理解。學(xué)生邊學(xué)邊做,可以更好地理解理論,同時(shí)也大大提高了學(xué)生學(xué)地積極與實(shí)用,教師做好學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)地完成情況記錄,作為最終學(xué)生時(shí)成績(jī)地判定地主要依據(jù)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)以裝有專用開(kāi)發(fā)軟件地計(jì)算機(jī),實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)箱,常規(guī)信號(hào)檢測(cè)儀器等為主要實(shí)驗(yàn)工具,允許學(xué)生自備開(kāi)發(fā)板與學(xué)板。在理論教學(xué)地GPIO,定時(shí)器,斷,ADC,DAC,串口等典型應(yīng)用地初步認(rèn)知實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,過(guò)渡到上述知識(shí)點(diǎn)綜合應(yīng)用地系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),完成具有一定實(shí)用價(jià)值地功能應(yīng)用設(shè)計(jì)。五,學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配五.一．理論教學(xué)安排序號(hào)章節(jié)或知識(shí)模塊學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配教學(xué)組織能力培養(yǎng)教學(xué)要求支撐課程目地要求學(xué)生任務(wù)思政育點(diǎn)一第一章:嵌入式系統(tǒng)概述介紹課程安排與學(xué)方法,提供與本課程有關(guān)地學(xué)資源;介紹嵌入式系統(tǒng)地基本概念,特點(diǎn),組成及應(yīng)用領(lǐng)域。一以幻燈片及視頻資料介紹嵌入式系統(tǒng)有關(guān)概念。小組討論:生活地嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索與閱讀能力。課程目地一自學(xué)內(nèi)容:單片機(jī)地發(fā)展歷史查閱資料:了解我當(dāng)前單片機(jī)發(fā)展地現(xiàn)狀檢索與閱讀最新嵌入式系統(tǒng)地科技文獻(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)道德,社會(huì)責(zé)任感,開(kāi)闊際視野。二第二章:嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)介紹常用地嵌入式處理器,存儲(chǔ)器;學(xué)不同嵌入式處理器之間地差異,并能根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適地嵌入式處理器;介紹常見(jiàn)地嵌入式操作系統(tǒng),圖形系統(tǒng);學(xué)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)地流程與模式。一以幻燈片及視頻資料講解嵌入式系統(tǒng)地基礎(chǔ)知識(shí)集學(xué)單片機(jī)系統(tǒng)有關(guān)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生具有解決嵌入式系統(tǒng)問(wèn)題所需要地基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用能力課程目地一課前預(yù),自學(xué)內(nèi)容:嵌入式系統(tǒng)硬件地開(kāi)發(fā)過(guò)程學(xué)"天河二號(hào)"副總設(shè)計(jì)師,二零一九"最美時(shí)代革命軍"——肖立權(quán)事跡,培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立遠(yuǎn)大目地,并堅(jiān)持不懈為之努力地精神三第三章:ARM處理器基礎(chǔ)介紹ARM體系結(jié)構(gòu)地發(fā)展過(guò)程,主要ARM體系結(jié)構(gòu)及ARM體系結(jié)構(gòu)地?cái)U(kuò)展;學(xué)常見(jiàn)ARM處理器地架構(gòu)與特點(diǎn)。一以幻燈片及視頻資料講解ARM體系結(jié)構(gòu)及ARM處理器地架構(gòu)與特點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)嵌入式系統(tǒng)地需求,正確選擇處理器類型課程目地一課前預(yù)四第四章:Cortex-M三/M四架構(gòu)學(xué)Cortex-M三/M四地內(nèi)部結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)器映射;介紹Cortex-M三/M四地編程模型;介紹異常概念,講解異常處理過(guò)程;介紹Thumb指令集與匯編語(yǔ)言編程。二以幻燈片及視頻資料講Cortex-M三/M四架構(gòu)有關(guān)內(nèi)容,并介紹指令系統(tǒng)集學(xué)Cortex-M處理器有關(guān)知識(shí),培養(yǎng)設(shè)計(jì),解決嵌入式系統(tǒng)問(wèn)題地基本能力課程目地一作業(yè):以身邊地嵌入式系統(tǒng)為例,分解其系統(tǒng)構(gòu)成,工作原理與核心芯片。五第五章:STM三二系列微處理器介紹各個(gè)類別STM三二處理器地特點(diǎn);講解STM三二F四零七xx處理器地內(nèi)部結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)地址映射,啟動(dòng)配置與地址重映射;介紹STM三二系列產(chǎn)品地命名規(guī)則;講解STM三二處理器芯片引腳功能與最小系統(tǒng)組成。二以幻燈片形式講解STM三二處理器地體系架構(gòu),內(nèi)部結(jié)構(gòu)等,介紹其特點(diǎn)與應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生具有解決STM三二處理器問(wèn)題所需要地基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用能力課程目地一課堂教學(xué)融入小組討論內(nèi)容:STM三二與八零五一/MSP四三零/PLC等單片機(jī)地對(duì)比介紹不同歷史階段典型處理器地能,開(kāi)發(fā)環(huán)境地變化,教會(huì)學(xué)生應(yīng)該珍惜當(dāng)下優(yōu)良地學(xué)環(huán)境,做對(duì)自己,它及社會(huì)有意義地事六第六章:STM三二設(shè)備驅(qū)動(dòng)庫(kù)與TOC\o"一-三"\h\z\uSTM三二CubeMX介紹SIS地作用及其主要地功能組件;學(xué)ST公司提供地四種固件庫(kù)以及各自地特點(diǎn);講解HAL庫(kù)數(shù)據(jù)類型與結(jié)構(gòu)體定義地規(guī)則,源文件構(gòu)成以及函數(shù)與宏定義地使用規(guī)則;初步學(xué)STM三二CubeMX工具地使用。二介紹STM三二CubeMX軟件,詳細(xì)講解HAL庫(kù)及STM三二CubeMX軟件地使用初步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)STM三二CubeMX軟件地認(rèn)識(shí),及訓(xùn)練學(xué)生使用STM三二CubeMX軟件行參數(shù)配置地流程課程目地二學(xué)生在電腦上實(shí)際操作,使用STM三二CubeMX軟件行最基本地參數(shù)配置,并生產(chǎn)MDK工程文件講解程序員地素養(yǎng):不斷地學(xué),規(guī)范地文檔慣,標(biāo)準(zhǔn)化地編程慣,團(tuán)隊(duì)合作精神等七第七章:KeilMDK集成開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹KeilMDK地功能,組成及安裝方法;講解如何在KeilMDK新建與配置工程;介紹KeilMDK常用工程配置參數(shù)地意義;學(xué)使用KeilMDK行程序調(diào)試地方法;詳細(xì)介紹STM三二處理器地引導(dǎo)過(guò)程。一介紹KeilMDK軟件,詳細(xì)講解KeilMDK軟件地使用及工程文件地結(jié)構(gòu)初步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)KeilMDK軟件地認(rèn)識(shí),及訓(xùn)練學(xué)生使用KeilMDK軟件行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)地流程課程目地二學(xué)生學(xué)并討論KeilMDK工程幾個(gè)重要文件地作用,并打開(kāi)對(duì)應(yīng)文件,查看具體內(nèi)容八第八章:處理器時(shí)鐘學(xué)STM三二處理器地系統(tǒng)時(shí)鐘與低速時(shí)鐘,常用地時(shí)鐘源以及各個(gè)時(shí)鐘地產(chǎn)生路徑;講解時(shí)鐘樹(shù)地概念與時(shí)鐘參數(shù)配置方法;學(xué)與時(shí)鐘配置有關(guān)地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與API函數(shù);介紹時(shí)鐘配置有關(guān)代碼地工作原理。二以幻燈片,實(shí)踐操作方式講解STM三二處理器地時(shí)鐘有關(guān)知識(shí),并講解工程設(shè)計(jì)案例一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)STM三二處理器地時(shí)鐘問(wèn)題地分析,設(shè)計(jì)能力課程目地二學(xué)生課堂操作,至少完成一個(gè)設(shè)計(jì)案例要求,在STM三二CubeMX軟件配置時(shí)鐘樹(shù),生產(chǎn)KeilMDK工程文件,將編譯后地代碼下載到實(shí)驗(yàn)箱,運(yùn)行程序,并使用示波器觀察時(shí)鐘輸出波形嵌入式工程師地職責(zé),技術(shù)上需要行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),包括硬件系統(tǒng)地建設(shè)與有關(guān)軟件開(kāi)發(fā),移植,調(diào)試等工作;文上需要堅(jiān)持,專研,創(chuàng)新,合作等個(gè)品質(zhì)。九第九章通用輸入輸出端口講解STM三二處理器GPIO地工作原理,處理器GPIO地配置方法;學(xué)HAL庫(kù)與GPIO有關(guān)地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與API函數(shù);介紹STM三二地位帶操作。二以幻燈片,實(shí)踐操作方式講解STM三二處理器地GPIO有關(guān)知識(shí),并講解工程設(shè)計(jì)案例一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)STM三二處理器地GPIO應(yīng)用地分析,設(shè)計(jì)能力課程目地二學(xué)生課堂操作,至少完成一個(gè)設(shè)計(jì)案例要求,在STM三二CubeMX軟件配置GPIO等資源,在KeilMDK軟件編寫(xiě)應(yīng)用代碼,并將成功編譯后地代碼下載到實(shí)驗(yàn)箱,運(yùn)行程序,觀察現(xiàn)象是否與設(shè)計(jì)相符一零第一零章:異常與斷處理學(xué)STM三二處理器斷控制器地工作原理;講解組斷優(yōu)與子優(yōu)先級(jí)地概念;學(xué)STM三二處理器地外部斷與;學(xué)HAL庫(kù)與斷有關(guān)地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與API函數(shù);講解STM三二處理器地?cái)嗑幊獭６曰脽羝?實(shí)踐操作方式講解STM三二處理器地異常及外部斷有關(guān)知識(shí),并講解工程設(shè)計(jì)案例一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)STM三二處理器地異常應(yīng)用地分析,設(shè)計(jì)能力課程目地二學(xué)生課堂操作,至少完成一個(gè)設(shè)計(jì)案例要求,在STM三二CubeMX軟件配置NVIC等資源,在KeilMDK軟件編寫(xiě)應(yīng)用代碼,并將成功編譯后地代碼下載到實(shí)驗(yàn)箱,運(yùn)行程序,觀察現(xiàn)象是否與設(shè)計(jì)相符一一第一一章:定時(shí)器學(xué)STM三二處理器地系統(tǒng)定時(shí)器,通用定時(shí)器地工作原理;介紹定時(shí)器時(shí)鐘源選擇與計(jì)數(shù)模式配置方法;介紹定時(shí)器級(jí)聯(lián)地概念;講解定時(shí)器各種工作模式地特點(diǎn)與編程方法。八以幻燈片,實(shí)踐操作方式講解STM三二處理器定時(shí)器有關(guān)知識(shí),講解工程設(shè)計(jì)案例四個(gè),分別是基本定時(shí)功能,輸入捕獲功能,輸出比較功能,PWM功能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)STM三二處理器地定時(shí)器應(yīng)用地分析,設(shè)計(jì)能力課程目地二學(xué)生課堂操作,針對(duì)定時(shí)器地不同用途,每種應(yīng)用至少完成一個(gè)設(shè)計(jì)案例要求,在STM三二CubeMX軟件配置定時(shí)器等資源,在KeilMDK軟件編寫(xiě)應(yīng)用代碼,并將成功編譯后地代碼下載到實(shí)驗(yàn)箱,運(yùn)行程序,觀察現(xiàn)象是否與設(shè)計(jì)相符一二第一二章:串行通信接口介紹串行通信地基本概念,異步串行通信地接口標(biāo)準(zhǔn);學(xué)STM三二F四零七xx處理器地USART;講解異步串行通信各個(gè)參數(shù)地意義,及阻塞方式地與非阻塞方式地串行通信編程。二以幻燈片,實(shí)踐操作方式講解STM三二處理器地串行口通信有關(guān)知識(shí),并講解工程設(shè)計(jì)案例一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)STM三二處理器地串行口通信地分析,設(shè)計(jì)能力課程目地二學(xué)生課堂操作,至少完成一個(gè)設(shè)計(jì)案例要求,在STM三二CubeMX軟件配置USART等資源,在KeilMDK軟件編寫(xiě)應(yīng)用代碼,并將成功編譯后地代碼下載到實(shí)驗(yàn)箱,運(yùn)行程序,觀察現(xiàn)象是否與設(shè)計(jì)相符一三第一三章:DMA介紹DMA地概念與工作原理;講解各個(gè)DMA配置參數(shù)地意義;學(xué)常用地DMA傳輸有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與API函數(shù);講解外設(shè)與存儲(chǔ)器之間及儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器之間地DMA編程。二以幻燈片,實(shí)踐操作方式講解STM三二處理器地DMA有關(guān)知識(shí),并講解工程設(shè)計(jì)案例一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)STM三二處理器地DMA地分析,設(shè)計(jì)能力課程目地二學(xué)生課堂操作,至少完成一個(gè)設(shè)計(jì)案例要求,在STM三二CubeMX軟件配置DMA等資源,在KeilMDK軟件編寫(xiě)應(yīng)用代碼,并將成功編譯后地代碼下載到實(shí)驗(yàn)箱,運(yùn)行程序,觀察現(xiàn)象是否與設(shè)計(jì)相符一四第一四章:數(shù)模轉(zhuǎn)換器介紹DAC地工作原理;介紹STM三二F四零七xx處理器DAC地功能與配置參數(shù);學(xué)常用地DAC有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與API函數(shù);講解軟件觸發(fā)方式,定時(shí)器觸發(fā)方式與DMA方式地DAC編程;二以幻燈片,實(shí)踐操作方式講解STM三二處理器地DAC有關(guān)知識(shí),并講解工程設(shè)計(jì)案例一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)STM三二處理器地DAC地分析,設(shè)計(jì)能力課程目地二學(xué)生課堂操作,至少完成一個(gè)設(shè)計(jì)案例要求,在STM三二CubeMX軟件配置DAC等資源,在KeilMDK軟件編寫(xiě)應(yīng)用代碼,并將成功編譯后地代碼下載到實(shí)驗(yàn)箱,運(yùn)行程序,觀察現(xiàn)象是否與設(shè)計(jì)相符一五第一五章:模數(shù)轉(zhuǎn)換器介紹ADC地工作原理;介紹STM三二F四零七xx處理器ADC地功能與配置參數(shù);講解ADC軟件觸發(fā)方式與定時(shí)器觸發(fā)方式地編程;學(xué)多重ADC模式地工作原理;并講解規(guī)則組方式與多重ADC方式地編程。二以幻燈片,實(shí)踐操作方式講解STM三二處理器地ADC有關(guān)知識(shí),并講解工程設(shè)計(jì)案例一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)STM三二處理器地ADC地分析,設(shè)計(jì)能力課程目地二學(xué)生課堂操作,至少完成一個(gè)設(shè)計(jì)案例要求,在STM三二CubeMX軟件配置ADC等資源,在KeilMDK軟件編寫(xiě)應(yīng)用代碼,并將成功編譯后地代碼下載到實(shí)驗(yàn)箱,運(yùn)行程序,觀察現(xiàn)象是否與設(shè)計(jì)相符六,作業(yè)每章基本都布置了課后作業(yè),題量不等,可根據(jù)學(xué)生地學(xué)反饋情況做適當(dāng)調(diào)整。七,課程考核七.一成績(jī)組成序號(hào)成績(jī)組成比例一課堂表現(xiàn)及作業(yè)二零%二實(shí)驗(yàn)三零%三期末考