《单片机原理与接口技术》课程教学大纲.docx

《单片机原理与接口技术》

课程名称（中文/英文）：单片机原理与接口技术（MicrocontrollerPrincipleandInterfaceTechnology）

课程编号学分：3

学时：总学时48

学时分配：讲授学时：40，实验学时：8

适用专业：机械设计制造及其自动化

一、课程简介/课程目标

《单片机原理与接口技术》是高等学校机电类专业的一门理论与实践紧密结合的专业基础课，是本校机械设计制造及其自动化专业学生的专业核心课程，具有较强的实践性和工程性，对培养学生实践能力和创新能力起重要作用。通过课程学习，能使学生掌握嵌入式系统的基本概念，了解嵌入式系统的技术发展和开发流程；初步掌握Cortex-M3内核STM32单片机的内核结构、总线结构、存储结构、中断和时钟树等基本知识；了解STM32单片机的寄存器、标准外设库、HAL库三种开发模式，学会使用基于STM32CubeMX的HAL库开发平台的搭建，掌握单片机的C语言程序设计方法和调试方法；初步掌握STM32单片机的GPIO、EXTI、定时器、USART和ADC等外设的基本结构、工作原理，熟悉用HAL库接口函数对外设编程；初步具备单片机应用系统设计的能力，为后续的专业课程学习、生产实习、课程设计和毕业设计，为今后机电控制系统设计奠定牢固的专业基础。

课程目标1：能解释嵌入式系统相关概念和专业术语；能根据Cortex-M3内核STM32单片机的内核结构、总线结构、存储结构、中断和时钟树等结构特点分析单片机的工作原理和单片机最小系统电路。会根据不同应用需求进行资源配置，对STM32进行选型，为实际工程的提供单片机系统配置解决方案。

课程目标2：会利用单片机的通用输入/输出（GPIO）、外部中断（EXTI）、定时器（TIM）、串口（USART）和模数转换（ADC）等外设的基本功能和各外设的HAL库接口函数，完成常用的按键、LED驱动、中断、定时器应用、串口通信和模拟信号转换等接口电路设计和编程；搭建硬件平台，设计合理、可行的实验方案，编写相应软件程序，并通过软硬件调试获取实验结果，培育认识和发现问题的能力和解决工程问题的能力。

课程目标3：正确使用STM32CubeMX开发平台和HAL库开发编程模式设置初始化系统参数，能应用C语言来描述和实现简单的控制算法，建立单片机应用系统的整体概念，初步具备单片机应用系统软硬件开发的初步能力。

十五．课程目标和毕业要求的对应关系

课程目标

毕业要求指标点

毕业要求

1

2.1能运用相关科学原理，识别和判断机械工程领域复杂工程问题的关键环节

2.问题分析

2

4.3能根据机械系统的实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确采集实验数据、处理实验数据

4.研究

3

5.1了解专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性

5.使用现代工具

十六．教学内容和教学环节与课程目标的对应关系

（一）理论教学

表一理论教学内容、教学方式和课程目标的关系

教学内容

知识点

教学环节

课程目标

讲

授

作

业

第一章单片机概述

单片机基本概念；?单片机发展

?ARM处理器；?Cortex-M3（CM3）内核微控制器；?STM32系列单片机；

?STM32总线和存储器结构；?STM32最小系统电路

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课程目标1

第二章单片机开发环境与嵌入式C语言

?STM32CubeMX图形化代码生成工具

安装及建立新工程；?Keil集成开发环境安装、设置、?工程编译、?程序下载和调试；工程程序框架、?HAL库；

?嵌入式C语言基础

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课程目标3

第三章通用输入/输出（GPIO）口

STM32F103GPIO引脚工作模式；GPIO的HAL库接口函数；STM32CubeMX设置GPIO参数的方法；GPIO应用于按键、LED等人机接口电路的软件编程

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课程目标2

第四章中断系统

单片机中断概念、中断机制、中断允许和优先级控制；HAL库接口函数

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课程目标2

第五章串口通信

USART模块结构和编程模式；USART的HAL库接口函数；STM32CubeMX设置USART参数的方法；USART收发编程思想

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课程目标2

第六章定时器

TIM主要功能和工作原理；TIM的HAL库接口函数；STM32CubeMX设置TIM参数的方法；TIM编程思想

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课程目标2

第七章ADC

STM32ADC内部结构、工作原理和转换过程；ADC的通道选择；ADC的HAL库接口函数；STM32CubeMX设置ADC参数的方法

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课程目标2

实验教学

表二实验教学内容、学习要求和课程目标的关系

序号

实验名称

学时

实验教学内容

学习要求

课程目标

1

I/O口应