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《嵌入式微控制器设计及应用》课程教学大纲

课程代码：0806733201

课程名称：嵌入式微控制器设计及应用

英文名称：DesignandApplicationofEmbeddedMicrocontroller

学分：2总学时：32

讲课学时：26实验学时：6上机学时：0

适用对象：自动化(系统集成)专业

先修课程：电子技术基础，单片机原理及接口技术，C语言程序设计

一、课程目标

嵌入式系统一般由嵌入式处理器、外围硬件、嵌入式操作系统以及应用程序等四个部分组成，用于实现对机器或者设备的控制、监视和管理等功能。通过本课程的学习，使学生了解嵌入式当前发展方向与趋势，掌握嵌入式系统的基本组成结构和内部原理，掌握嵌入式系统基本的开发步骤和实践方法。结合自动化系统集成专业发展方向，掌握在自动化相关行业的典型应用包括：

自动化控制器系统、PLC、PAC、DCS等；

仪器仪表，如数据采集、频谱分析、波形产生等；

工业通信应用，如433M无线通信、Lora无线通信、NB-IOT无线通信等；

医疗及家用电器等。

结合专业培养目标，本课程的教学目标是：

知识目标

了解STM32的基本特点、体系架构和基本指令系统；

掌握STM32最小系统的组成；

理解常用外设的用法及基本接口电路；

掌握使用C语言设计STM32简单应用程序和接口驱动程序的方法；

掌握在Keil集成开发环境下程序编写、编译、链接、下载及调试方法。

能力目标

有目的地查找和阅读微处理器类资料的能力；

对主流集成开发环境之使用方法的自主学习能力；

使用STM32系列ARM处理器构建简单应用系统的能力；

针对微处理器更新换代迅速的实际情况，掌握微处理器的基本学习方法。

情感、态度和价值观目标

系统学习、精密操作、大胆质疑、严谨求证的科学精神；

团结协作的人文精神；

二、教学内容

1、绪论

（支撑课程目标1（1），2（1）、（4））

教学要求：

了解嵌入式系统特征、组成及系统分类。

了解嵌入式操作系统的基本原理及几种常用操作系统的特征

教学内容：

?嵌入式系统概述

?常见的嵌入式微处理器

?嵌入式操作系统

2、嵌入式系统工程设计概述

（支撑课程目标1（2）、（4）、（5）,2(2)）

教学要求：

了解嵌入式系统设计的基本流程

了解嵌入式系统开发的基本模式

教学内容：

?嵌入式系统设计的基本流程

?嵌入式系统设计的流程模型

?嵌入式系统的开发模式

3、ARM嵌入式处理器

（支撑课程目标1（2）、（4））

教学要求：

了解ARM处理器的特点及系列

了解Cortex-M3处理器的系统组成

了解Cotrex-M3处理器常用的指令系统

教学内容：

?ARM嵌入式处理器简介

?Cortex-M3处理器简介

?Cortex-M3指令系统与汇编语言基础

4、嵌入式系统的开发环境

（支撑课程目标1（1））

教学要求：

了解常用的嵌入式系统集成开发环境及使用方法

教学内容：

介绍常用的Keil、IAR等集成开发环境及常规的使用方法

5、STM32系列微控制器开发基础

（支撑课程目标1（3）、（4））

教学要求：

了解STM32处理器的内部组成结构

了解STM32F103系列控制器的主要特点及功能特征

理解keil下STM32标准库开发方法

教学内容：

?STM32系列微控制器概述

?STM32F103系列控制器

?基于标准库的STM32F103开发流程

6、STM32系列微控制器存储器与外设

（支撑课程目标1（3）、（4），2（3））

教学要求：

了解STM32系统存储于总线架构

掌握STM32电源系统、复位系统的设计方法

理解GPIO、中断及DMA系统原理

教学内容：

?存储和总线结构

?电源控制、复位与时钟

?GPIO、中断、DMA原理简介

7、嵌入式系统接口应用基础

（支撑课程目标1（3）、（4），2（3））

教学要求：

理解嵌入式系统常用的接口类型

理解嵌入式系统电平匹配及电气隔离方法

理解嵌入式系统接口保护的方法及控制方式

教学内容：

?嵌入式系统的接口类型

?嵌入式系统的电平匹配

?嵌入式系统的电气隔离

?嵌入式系统的接口防护及控制方法

8、基于STM32系列微控制器的接口应用实践

（支撑课程目标1（3）、（4），2（3））

教学要求：

理解常用通信接口的原理及使用方法

了解通用接口工程实践的应用实例

教学内容：

?USART接口及其应用

?SPI串行接口及其应用

?I2C总线及其应用

?CAN总线及其应用

?FSMC总线及其应用

?USB串行接口及其应用

?1-Wire接口及其应用

?ADC接口及其应用

9、嵌入式系统工程开发实践

（支撑课程目标1（3）、（4），2（3））