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嵌入式系统及应用
一、课程性质
课程性质：本课程是自动化专业的一门专业基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握MCS51、STM32等微处理器硬件资源，微处理器各功能模块的基本原理及编程应用，以及嵌入式系统扩展及综合开发设计方法，具备基于不同微处理器的嵌入式系统综合设计开发和解决自动化领域复杂工程问题的能力。本课程结合课程组自建的中国大学MOOC线上资源开展混合式教学。
二、课程目标
（一）课程目标
课程目标1：培养学生具有严谨务实、致知求真、探索创新的科学精神和工程意识，以及实事求是、一切从实际出发、理论联系实际的科学态度，使学生能遵守工程职业道德。
课程目标2：培养学生对嵌入式系统的基本概念、基本结构、指令系统、应用领域和发展趋势有较系统深入的理解。
课程目标3：使学生掌握MCS51、STM32等微控制器的程序设计、操作系统、系统设计和开发基础，进而掌握从需求提出到嵌入式开发的全工业流程。
课程目标4：培养学生掌握嵌入式系统分析与设计的方法，使学生具备基于微处理器的嵌入式系统设计能力，能够清晰地描述自动化系统设计任务，并能对特定需求给出初步的设计方案。
课程目标5：培养学生具有运用嵌入式微处理技术解决自动化系统分析、控制等相关领域复杂工程问题的思维，并具有创新意识。
（二）课程目标与毕业要求的对应关系
课程教学目标
所支撑的毕业要求
具体的毕业要求指标点内容
课程目标2
5.1
掌握自动化专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和仿真软件的使用原理和方法，并理解其局限性。
课程目标3
课程目标4
3.1
掌握自动化及相关领域的工程设计和产品开发的基本方法和技术，理解影响设计目标和技术方案的各种因素。
课程目标5
三、课程教学内容、基本要求及学时分配
（一）课程教学内容及知识模块顺序
1．知识单元一：嵌入式系统绪论（2学时）
（1）知识点一：嵌入式系统概述
（2）知识点二：嵌入式系统的基本概念
（3）知识点三：嵌入式操作系统
（4）知识点四：嵌入式系统的应用领域
（5）知识点五：嵌入式系统的发展趋势
教学基本要求：掌握嵌入式系统的基本概念，了解嵌入式系统的应用领域和发展趋势，了解嵌入式操作系统的概念、作用及分类，通过本单元内容，基本了解本课程的体系结构，理解本课程的学习方法。
对课程目标支撑的说明：支撑课程目标1、2、3。
2．知识单元六：嵌入式系统硬件基础（2学时）
（1）知识点一：嵌入式最小系统
（2）知识点二：嵌入式最小系统
（3）知识点三：典型的嵌入式微处理器
（4）知识点四：嵌入式微处理器的选型
（5）知识点五：嵌入式系统的存储系统
（6）知识点四：嵌入式系统的常用外设接口
教学基本要求：掌握嵌入式系统的硬件组成，了解主流的嵌入式处理器类型，掌握嵌入式最小系统的概念及作用，了解I2C、I2S、SPI、USB等总线的基本知识，了解嵌入式系统的存储系统及微处理器选型。
对课程目标支撑的说明：支撑课程目标1、2、3。
3．知识单元三：单片机的基本结构（4学时）
（1）知识点一：单片机的内部结构
（2）知识点二：单片机的封装形式和引脚功能
（3）知识点三：单片机的存储系统
教学基本要求：掌握MCS51单片机引脚、内部结构和存储器组织，掌握单片机并行I/O端口的工作原理，理解51单片机的位处理功能，了解单片机的工作方式，重点掌握51单片机片内存储器的功能划分与使用方法。
对课程目标支撑的说明：支撑课程目标1、3、4。
4．知识单元四：单片机指令系统（4学时）
（1）知识点一：指令系统概述
（2）知识点二：寻址方式
（3）知识点三：指令分类
（4）知识点四：汇编语言程序设计
教学基本要求：掌握单片机所采用的寻址方式、指令系统及指令分类，理解51单片机汇编语言的所有指令及其用法，理解伪指令的作用及其用法，掌握基本编程方法，并能根据具体应用进行独立编程。
对课程目标支撑的说明：支撑课程目标1、3、4。
5．知识单元五：单片机功能模块（6学时）
（1）知识点一：中断系统原理与应用
（2）知识点二：定时器/计数器原理与应用
（3）知识点三：串行口原理与应用
教学基本要求：掌握MCS51单片机的中断系统、定时器/计数器与串行口的工作原理与应用，掌握51单片机两级中断优先级、基本5个中断源的作用和使用方法，掌握51单片机基本的2个定时/计数器的工作方式、应用场合及使用方法，掌握51单片机通用串行口的四种工作方式及其使用方法。
对课程目标支撑的说明：支撑课程目标1、3、4。
6．知识单元六：系统扩展（4学时）
（1）知识点一：单片机总线扩展的基本原理
（2）知识点二：扩展总线的地址空间分配及译码
（3）知识点三：扩展外部程序存储器的电路设计
（4）知识点四：扩展外部数据存储器的电路设计
（5）知识点五：综合应用实例
教学基本要求：掌握MCS
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