《嵌入式系統開發技術》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱中文名稱嵌入式系統開發技術英文名稱EmbeddedSystemDevelopmentTechnology課程代碼1005402312課程性質專業選修開課學院軟件與物聯網工程學院課程負責人張勇授課學期2023-2024學年第二學期學分2任課教師張勇課程總學時48理論學時24實驗學時（含上機）24課內實踐學時0課程類型□線上課程√線下課程□混合式課程線上學時線下學時適用專業及年級物聯網工程2年級、3年級授課語言中文先修課程電路原理、數電與模電、單片機原理和C語言程序設計等后續課程感測技術和無線傳感器網絡、物聯網智能控制技術課程簡介1.本課程的目的在于通過“嵌入式開發技術”課程的學習，幫助學生熟練掌握嵌入式的使用，并可以進行常規的嵌入式項目開發，為后續的電子設計與開發奠定良好的基礎，可作為物聯網工程的主要專業技能增強在嵌入式行業就業的競爭力。2.教學目標上：使學生全面掌握ARMCortex-M3內核及其工作原理；掌握STM32F103微控制器的片上資源；熟練應用STM32F103對片外外設進行控制；能熟練應用KeilMDK開發環境編寫嵌入式程序；可熟練地對LCD屏進行顯示控制和動畫編程；使學生們著眼于為我國自動化和嵌入式行業發展做出貢獻。3.基本知識教學要求：掌據STM32F103的內核架構、存儲器配置、NVIC中斷管理和各種片上資源；了解STM32F103的行業應用背景和前景：充分介紹溫度傳感器和LCD屏等外設的用法；可熟練地應用LCD屏顯示中英文、圖形和動畫，初步具備開發嵌入式系統軟件的能力。執筆人張勇審定人李剛討論參與人李剛、陳偉大綱制定日期2024年2月

二、課程目標課程目標1：知識目標1.1掌握ARMCortex-M3內核的架構和基本工作原理。1.2掌握STM32F103微控制器片內資源和片上外設的使用方法。1.3理解常用的外設使用原理以及通信和控制時序及實現方法。課程目標2：能力目標2.1能夠正確熟練使用KeilMDK創建嵌入式工程。2.2能夠熟練編寫嵌入式程序，驅動溫度傳感器和LCD屏等外設。2.3能獨立地設計嵌入式系統，并開發相關的嵌入式軟件。課程目標3：素質目標3.1嵌入式開發技術課程是物聯網工程中數字信號處理、模擬電子技術、電路分析等課程的綜合進階課程，通過該課程可以體會嵌入式技術和數電、模電等的聯系、發展、綜合、衍生。3.2通過體會嵌入式技術和其他學科的聯系和發展，進而了解事物間的聯系和發展。3.3通過小組合作的形式，培養學生團結協作、主動學習、語言表達等能力。課程目標4：思政目標4.1學生通過學習課程內容，掌握嵌入式系統的設計技巧，能夠獨立設計嵌入式系統解決實際物聯網工程問題，樹立科技報國志向。4.2通過對嵌入式系統的應用方法分析，加深對馬克思主義思想及原理的理解，深刻理解社會主義核心價值觀的精髓和內涵。4.3通過對STM32F103微控制器控制方法和操作時序的分析比較，加深對唯物主義辯證法的理解。課程目標與畢業要求指標點對應關系表序號畢業要求支撐畢業要求指標點課程目標知識目標能力目標素質目標思政目標1√√√√√√√√2√√√√√√3√√√√√√4√√√√√√

三、教學內容及進度安排教學內容及進度安排表序號章節內容學生學習預期成效學時授課形式教學方式支撐課程目標1教師簡介、課程簡介第一章嵌入式系統概述第一節嵌入式系統范例第二節嵌入式系統概念第三節ARM發展歷程及應用領域第四節嵌入式操作系統第五節μC/OS-II與μC/OS-III第二章STM32F103微控制器第一節STM32F103概述第二節STM32F103RCT6引腳定義第三節STM32F103架構第四節STM32F103存儲器第五節STM32F103片內外設第六節STM32F103異常與中斷【重點】ARMCortex-M3內核的NVIC中斷管理方法、STM32F103引腳接口特性；STM32F103微控制器NVIC中斷配置方法。【難點】STM32F103端口寄存器；STM32F103存儲器配置。熟悉ARMCortex-M3內核相關知識。了解STM32F103微控制器相關知識，特別是IO口、寄存器、時鐘的概念。6線下教師講授師生問答課堂討論啟發教學課程目標2第三章STM32F103學習平臺第一節STM32F103核心電路第二節電源電路與按鍵電路第三節LED與蜂鳴器驅動電路第四節串口通信電路第五節FLASH與EEPROM電路第六節溫度傳感器電路第七節復位電路、JTAG和ADC電路第八節ZLG7289B電路第九節LCD屏接口電路第十節聲碼器電路第十一節參考電路板【重點】STM32F103最小系統電路設計；各功能電路結構。【難點】STM32F103電路板PCB設計。了解STM32F103外圍電路設計，掌握電路設計相關知識。3線下教師講授師生問答課堂討論啟發教學課程目標4.24.33第四章LED燈控制與KeilMDK工程框架第一節STM32F103通用目的輸入/輸出口第二節STM32F103庫函數用法第三節KeilMDK工程框架第四節LED燈閃爍實例第五章按鍵與中斷處理第一節NVIC中斷工作原理第二節GPIO外部輸入中斷第三節用戶按鍵中斷實例第四節ZLG7289B按鍵、LED燈和數碼管【重點】LED流水燈控制程序設計；KeilMDK框架程序設計。【難點】STM32F103中CFGR寄存器配置和使用。實驗一、基于STM32F103微控制器與ZLG7289按鍵的流水燈實驗能分析LED電路，能通過學習板驅動LED閃爍，了解ZLG7289B的工作原理。6+3線下教師講授師生問答課堂討論啟發教學課程目標4.34第六章定時器第一節系統節拍定時器第二節看門狗定時器第三節實時時鐘第四節通用定時器【重點】各定時器的基本原理；寄存器的相關配置。【難點】各定時器的使用。實驗一、基于STM32F103微控制器與ZLG7289按鍵的流水燈實驗熟練掌握各類定時器的使用，能夠進行一定的程序設計。2+2線下教師講授師生問答實物展示課堂討論啟發教學課程目標5第七章串口通信與聲碼器第一節串口通信工作原理第二節STM32F103串口第三節串口通信寄存器類型實例第四節串口通信庫函數類型實例第五節聲碼器【重點】STM32F103串口通信程序設計方法；聲碼器語音合成技術。【難點】STM32F103串口波特率（分數階）配置；聲碼器驅動程序設計。實驗二、基于STM32F103微控制器與聲碼器的語音播報實驗了解STM32F103串口和聲碼器工作原理，掌握STM32F103控制聲碼器的程序設計方法。1+4線下教師講授師生問答實物展示課堂討論啟發教學課程目標6第八章ADC與存儲器管理第一節STM32F103RCT6微控制器ADC第二節EEPROM存儲器第三節FLASH存儲器【重點】ADC模塊的工作原理；EEPROM存儲器；FLASH存儲器。【難點】EEPROM存儲器和FLASH存儲器使用。實驗三、基于STM32F103微控制器與LCD屏的圖形顯示實驗熟悉STM32F103的ADC模塊工作原理，了解EEPROM存儲器和FLASH存儲器的程序設計方法。1+8線下教師講授師生問答實物展示課堂討論啟發教學課程目標7第九章LCD屏與溫度傳感器第一節LCD屏顯示原理第二節溫度傳感器第三節LCD顯示實例【重點】溫度傳感器和LCD屏原理和使用。【難點】LCD屏驅動電路設計；STM32F103電路板PCB設計；實驗四、基于STM32F103微控制器與LCD屏的動態時間和溫度顯示實驗了解STM32F103觸摸屏、LCD屏和溫度傳感器工作原理；掌握LCD屏驅動方法。2+6線下教師講授師生問答實物展示課堂討論啟發教學課程目標3.34.2具體章節內容第一章嵌入式系統概述第一節嵌入式系統范例第二節嵌入式系統概念第三節ARM發展歷程及應用領域第四節嵌入式操作系統第五節μC/OS-II與μC/OS-III【重點難點】【重點】ARMCortex-M3內核的NVIC中斷管理方法。【難點】STM32F103端口寄存器；STM32F103存儲器配置。第二章STM32F103微控制器第一節STM32F103概述第二節STM32F103RCT6引腳定義第三節STM32F103架構第四節STM32F103存儲器第五節STM32F103片內外設第六節STM32F103異常與中斷【重點難點】【重點】STM32F103引腳接口特性；STM32F103微控制器NVIC中斷配置方法。【難點】STM32F103端口寄存器；STM32F103存儲器配置。第三章STM32F103學習平臺第一節STM32F103核心電路第二節電源電路與按鍵電路第三節LED與蜂鳴器驅動電路第四節串口通信電路第五節FLASH與EEPROM電路第六節溫度傳感器電路第七節復位電路、JTAG和ADC電路第八節ZLG7289B電路第九節LCD屏接口電路第十節聲碼器電路第十一節參考電路板【重點難點】【重點】STM32F103最小系統電路設計；各功能電路結構。【難點】STM32F103電路板PCB設計。第四章LED燈控制與KeilMDK工程框架第一節STM32F103通用目的輸入/輸出口第二節STM32F103庫函數用法第三節KeilMDK工程框架第四節LED燈閃爍實例【重點難點】【重點】LED流水燈控制程序設計；KeilMDK框架程序設計。【難點】STM32F103中CFGR寄存器配置和使用。實驗一、基于STM32F103微控制器與ZLG7289按鍵的流水燈實驗第五章按鍵與中斷處理第一節NVIC中斷工作原理第二節GPIO外部輸入中斷第三節用戶按鍵中斷實例第四節ZLG7289B按鍵、LED燈和數碼管【重點難點】【重點】STM32F103中的NVIC中斷工作原理；KeilMDK框架程序設計。【難點】STM32F103中GPIO外部輸入中斷。實驗一、基于STM32F103微控制器與ZLG7289按鍵的流水燈實驗第六章定時器第一節系統節拍定時器第二節看門狗定時器第三節實時時鐘第四節通用定時器【重點難點】【重點】各定時器的基本原理；寄存器的相關配置。【難點】各定時器的使用。實驗一、基于STM32F103微控制器與ZLG7289按鍵的流水燈實驗第七章串口通信與聲碼器第一節串口通信工作原理第二節STM32F103串口第三節串口通信寄存器類型實例第四節串口通信庫函數類型實例第五節聲碼器【重點難點】【重點】STM32F103串口通信程序設計方法；聲碼器語音合成技術。【難點】STM32F103串口波特率（分數階）配置；聲碼器驅動程序設計。實驗二、基于STM32F103微控制器與聲碼器的語音播報實驗第八章ADC與存儲器管理第一節STM32F103RCT6微控制器ADC第二節EEPROM存儲器第三節FLASH存儲器【重點難點】【重點】ADC模塊的工作原理；EEPROM存儲器；FLASH存儲器。【難點】EEPROM存儲器和FLASH存儲器使用。實驗三、基于STM32F103微控制器與LCD屏的圖形顯示實驗第九章LCD屏與溫度傳感器第一節LCD屏顯示原理第二節溫度傳感器第三節LCD顯示實例【重點難點】【重點】溫度傳感器和LCD屏原理和使用。【難點】LCD屏驅動電路設計；STM32F103電路板PCB設計；實驗四、基于STM32F103微控制器與LCD屏的動態時間和溫度顯示實驗

四、課程評價本課程考核為百分制，由平時成績和大作業（實驗）兩部分組成，其中平時成績占比20%，大作業占80%。課程目標、評價內容和評價依據對應表如下表所示。課程目標、評價內容和評價依據對應表課程目標評價內容評價依據成績比例（%）課堂表現練習基礎性實驗作業/綜合性實驗目標1課程基礎知識1010206030目標2應用所學知識分析系統的能力1010404030目標3簽到、課堂活動、作業完成情況、創造性地猜想或使用所學知識1020304025目標4課堂討論、作業完成情況、代碼實現、團隊合作，系統理解202030301510103050100考勤、作業及表現評分標準如下表所示。考勤、作業及表現評分標準序號評價環節占比“優”級“良”級“中”級“及格”級“不及格”級1考勤30%無故缺課每次扣1分（滿分30分，扣到0分為止）2課內練習30%不按時獨立完成作業每次扣3分（滿分30分，扣到0分為止）3表現40%非常積極主動參與課堂活動。[得36-40分]經常參與課堂活動，能配合同學和老師。[得32-35分]能參與課堂活動，但需要引導或激勵。[得28-31分]參與課堂活動較少，多為被動。[得24-17分]參與課堂活動極少、從不參與或拒絕參與。[得0-23分]合計平時成績100%上面3項成績相加[得0-100分]五、課程資源1.建議使用教材張勇,陳愛國,李瑞友,等.《ARMCortex-M3嵌入式開發及應用——基于STM32F103RC微控制器》.北京:清華大學出版社,20242.推薦參考資料（1）《ARM嵌入式開發實例》，肖廣兵，電子工業出版社,2021.（2）《嵌入式系統設計與應用》，張思民，清華大學出出版社,2021.（3）《ARM嵌入式處理器及應用》，何興高，人民郵電出版社,2021.3.在線課程平臺及資源（1）學校超星平臺上的本課程資源六、教學條件及要求教學條件包括：（1）教師應具有教師資格證，從事三年以上IT相關專業教學工作；（2）使用多媒體教室和實驗室；（3）STM32F103實驗箱。學習要求：（1）重點預習教材的第1至9章；（2）通過團隊合作完成實驗內容。PAGEPAGE5本科課程教學日歷2023—2024學年度第二學期學院：軟件與物聯網工程學院教學系：物聯網工程系主講教師：張勇填表日期：2024年2月24日教務處制表填寫說明1.本表是教師授課的依據和學生課程學習的概要，也是學校和院（系）進行教學檢查、評價課堂教學質量和考試命題質量的重要依據。有關非理論課教學的課程，可依此樣式由院系自行設計。2.表中“教學形式及其手段”欄主要填寫講授、多媒體教學、課件演示、練習、實驗、討論等內容；“執行情況”欄，主要填寫計劃落實或變更情況。3.本表經教研室主任、院(系)教學院長（主任）審簽后，不得隨意變動。如需調整，應經教研室和院系教學院長（主任）同意，并在執行欄內注明。4.本表一式三份（可復印）。經審簽后，任課教師、院（系）和教務處教學質量科各留一份，其電子版本上傳到超星平臺(地址：)。江西財經大學本科課程教學進度計劃表2023～2024學年度第二學期主講教師張勇職稱教授學歷研究生學位_博士主授專業物聯網工程課程名稱嵌入式系統開發技術課程代碼1005402312班級002班學生人數16總學時48學時，其中課堂講授24學時；實驗（上機）教學24學時；其它教學（討論、展示等）0學時；機動0學時實習實訓（包括課程實習、課程實訓、課程設計等）0周教材（名稱、主編、出版社、出版時間等）張勇,陳愛國,李瑞友,石宇雯,羅凡.ARMCortex-M3嵌入式開發及應用——基于STM32F103RC微控制器.北京:清華大學出版社,2024.主要參考書1.肖廣兵.《ARM嵌入式開發實例》，電子工業出版社,2021.2.張思民.《嵌入式系統設計與應用》，清華大學出出版社,2021.3.何興高.《ARM嵌入式處理器及應用》，人民郵電出版社,2021.成績考核說明及要求：在深入學習ARM的基礎上，要求學生獨立且高質量完成各個實驗，并作詳細實驗報告其成績評定方法：總成績＝平時成績（20分）×1.0+大作業（實驗報告）成績（100分）×0.8考試題型：考試時間：校歷周次授課日期學時數教學內容安排教學形式教學手段課后作業或輔導安排執行情況備注12024.02.283第一章嵌入式系統概述第一節嵌入式系統范例第二節嵌入式系統概念第三節ARM發展歷程及應用領域第四節嵌入式操作系統第五節μC/OS-II與μC/OS-III講授與討論多媒體教學

22024.03.063第二章STM32F103微控制器第一節STM32F103概述第二節STM32F103RCT6管腳定義第三節STM32F103架構第四節STM32F103存儲器第五節STM32F103片內外設第六節STM32F103異常與中斷講授與討論多媒體教學

32024.03.133第三章STM32F103學習平臺第一節STM32F103核心電路第二節電源電路與按鍵電路第三節LED與蜂鳴器驅動電路第四節串口通信電路第五節FLASH與EEPROM電路第六節溫濕度傳感器電路第七節LCD屏接口電路第八節JTAG與復位電路第九節SRAM電路講授與討論多媒體教學

42024.03.203第四章LED燈控制與KeilMDK工程框架第一節STM32F103通用目的輸入輸出口第二節STM32F103庫函數用法第三節KeilMDK工程框架第四節LED燈閃爍實例講授與討論多媒體教學LED控制程序設計輔導

52024.03.273第五章按鍵與中斷處理第一節NVIC中斷工作原理第二節GPIO外部輸入中斷第三節用戶按鍵中斷實例講授與討論多媒體教學

62024.04.033實驗一、基于STM32F103微控制器與ZLG7289按鍵的流水燈實驗實驗學生做實驗教師指導

72024.04.103實驗一、基于STM32F103微控制器與ZLG7289按鍵的流水燈實驗（2學時）第六章定時器第一節系統節拍定時器第二節看門狗定時器講授