嵌入式系统开发技术-教学大纲

《嵌入式系统开发技术》课程教学大纲、课程基本信息中文名称嵌入式系统开发技术课程名称英文名称Embedded SystemDevelopment Technology课程代码课程性质专业选修开课学院课程负责人授课学期学分2任课教师理论学实验学时（含课内实践学课程总学时4824240时上机）时线上学时课程类型口线上课程J线下课程.口混合式课程线下学时适用专业及年级物联网工程2年级、3年级授课语言中文电路原理、数电与模电、单感测技术和无线传感器先修课程片机原理和C语言程序设后续课程网络、物联网智能控制计等技术

1.本课程的目的在于通过“嵌入式开发技术”课程的学习，帮助学生熟练掌握嵌入式的使用，并可以进行常规的嵌入式项目开发，为后续的电子设计与开发奠定良好的基础，可作为物联网工程的主要专业技能增强在嵌入式行业就业的竞争力

2.教学目标上使学生全面掌握ARMCortex-M3内核及其工作原理；掌握STM32F103微控制器的片上资源；熟练应用STM32F103对片外外设进行控制；能熟练应用Keil MDK开发环境编写嵌入式程序；可熟练地对LCD屏进行显示控制和动课程简介画编程；使学生们着眼于为我国自动化和嵌入式行业发展做出贡献

3.基本知识教学要求掌据STM32F103的内核架构、存储器配置、NVIC中断管理和各种片上资源；了解STM32F103的行业应用背景和前景充分介绍温度传感器和LCD屏等外设的用法；可熟练地应用LCD屏显示中英文、图形和动画，初步具备开发嵌入式系统软件的能力执笔人审定人讨论参与人大纲制定日期第七章串口通信与声码器第一节串口通信工作原理第二节STM32F103串口第三节串口通信寄存器类型实例第四节串口通信库函数类型实例第五节声码器【重点难点】【重点】STM32F103串口通信程序设计方法；声码器语音合成技术【难点】STM32F103串口波特率（分数阶）配置；声码器驱动程序设计实验

二、基于STM32F103微控制器与声码器的语音播报实验第八章与存储器管理ADC第一节STM32F103RCT6微控制器ADC第二节EEPROM存储器第三节FLASH存储器【重点难点】【重点】ADC模块的工作原理；EEPROM存储器；FLASH存储器【难点】EEPROM存储器和FLASH存储器使用实验

三、基于STM32F103微控制器与LCD屏的图形显示实验第九章屏与温度传感器LCD第一节LCD屏显示原理第二节温度传感器第三节LCD显示实例【重点难点】【重点】温度传感器和LCD屏原理和使用【难点】LCD屏驱动电路设计；STM32F103电路板PCB设计；实验

四、基于STM32F103微控制器与LCD屏的动态时间和温度显示实验

四、课程评价本课程考核为百分制，由平时成绩和大作业（实验）两部分组成，其中平时成绩占比20%,大作业占80%课程目标、评价内容和评价依据对应表如下表所示课程目标、评价内容和评价依据对应表评价依据课程目标评价内容作业/综合成绩比例（%）基础性实课堂表现练习性实验验1目标1课程基础知识1010206030应用所学知识分析系统2目标21010404030的能力签到、课堂活动、作业完成情况、创造性地猜想或3目标31020304025使用所学知识课堂讨论、作业完成情4目标4况、代码实现、团队合作，2020303015系统理解饵十10103050100考勤、作业及表现评分标准如下表所示考勤、作业及表现评分标准序号评价环节占比“优”级“良”级“中”级“及格”级“不及格”级1考勤30%无故缺课每次扣1分（满分30分，扣到0分为止）2课内练习30%不按时独立完成作业每次扣3分（满分30分，扣到0分为止）非常积极主能参与课堂参与课堂活动参与课堂经常参与课活动，但需动较少，多参与课堂活活动［得堂活动，能要引导或激为被动［得动极少、从3表现40%36-40分］配合同学和励24-17分］不参与或拒老师［得［得28-31绝参与［得32-35分］分］0-23分］合计平时成绩100%上面3项成绩相加［得0-100分］

五、课程资源

六、教学条件及要求教学条件包括1教师应具有教师资格证，从事三年以上IT相关专业教学工作;2使用多媒体教室和实验室；3STM32F103实验箱学习要求1重点预习教材的第1至9章；2通过团队合作完成实验内容

二、课程目标课程目标1:知识目标

1.1掌握ARM Cortex-M3内核的架构和基本工作原理

1.2掌握STM32F103微控制器片内资源和片上外设的使用方法

1.3理解常用的外设使用原理以及通信和控制时序及实现方法课程目标2能力目标

2.1能够正确熟练使用Keil MDK创建嵌入式工程

2.2能够熟练编写嵌入式程序，驱动温度传感器和LCD屏等外设

2.3能独立地设计嵌入式系统，并开发相关的嵌入式软件课程目标3素质目标

3.1嵌入式开发技术课程是物联网工程中数字信号处理、模拟电子技术、电路分析等课程的综合进阶课程，通过该课程可以体会嵌入式技术和数电、模电等的联系、发展、综合、衍生

3.2通过体会嵌入式技术和其他学科的联系和发展，进而了解事物间的联系和发展

3.3通过小组合作的形式，培养学生团结协作、主动学习、语言表达等能力

3.4标4思政目标

4.1学生通过学习课程内容，掌握嵌入式系统的设计技巧，能够独立设计嵌入式系统解决实际物联网工程问题，树立科技报国志向

4.2通过对嵌入式系统的应用方法分析，加深对马克思主义思想及原理的理解，深刻理解社会主义核心价值观的精髓和内涵

4.3通过对STM32F103微控制器控制方法和操作时序的分析比较，加深对唯物主义辩证法的理解课程目标与毕业要求指标点对应关系表课程目标支撑毕业要求指标序号毕业要求知识目标能力目标素质目标思政目标点

1.

11.

21.

32.

12.

22.

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13.

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14.

24.3毕业要求1:获指标点1-2取和应用工程知解决复杂物联网识的能九瞬髅工程问题中的计学、自然科学、算机、通信、电子1工程基础和知信息等自然科学V V V V V V V V识用于解知识及其应用决物联网工程领复杂工程问题毕业要求2问题分析的能力指标点2-2能够能够应用数学、通过分析文献寻自然科学和工程求解决复杂环境科学的基本原2问题的方案V4V V V V理,识时例、指标点2-3频用过文献研究基本原理分析选复杂网工程问取解决方案的性题，以获得有论毕业要求4科学研究能力够基于科学原理并采用科学方法对物联网工程领域指标点4-2能够的复杂工程问题基于科学原理及3VVVVVV进行研究，包括方法正确地分析设计实验、分析与解释数据与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论指标点94能胜毕业要求9承任多学科背景下和团队角团队中的个体及色的能力能够成员的角色与责在多学科背景下4任；VVV的团队中承担个指标点卜2O织体、团队成员以多学科背景下团及负责人的角队成员开展工作色

三、教学内容及进度安排教学内容及进度安排表学生学习预期成授课序号章节内容学时教学方式效形式支撑课程目标教师简介、课程简介第一章嵌入式系统概述第一节嵌入式系统范例第二节嵌入式系统概念第三节ARM发展历程及应用领域第四节嵌入式操作系统第五节uC/OS-II与uC/OS-III第二熟悉ARM章STM32F103微控制器课程Cortex-M3内第一节STM32F103概述目标核相关知识了教师讲授师

1.1第二节STM32F103RCT6引脚定义解STM32F103生问答课堂1第三节STM32F103架构6线下

1.

23.微控制器相关讨论启发教

13.2第四节STM32F103存储器知识，特别是10学

3.3第五节STM32F103片内外设口、寄存器、时

4.1第六节STM32F103异常与中断钟的概念【重点】ARM Cortex-M3内核的NVIC中断管理方法、STM32F103引脚接口特性;STM32F103微控制器NVIC中断配置方法【难点】STM32F103端口寄存器;STM32F103存储器配置第三章STM32F103学习平台第一节课程STM32F103核心电路第二节电源电路与目标按键电路第三节LED与蜂鸣器驱动电路

1.1第四节串口通信电路

1.

22.第五节FLASH与EEPROM电路第六节温

33.1了解

3.

23.度传感器电路教师讲授师STM32F103外第七节复位电路、JTAG和ADC电路第八生问答课堂

34.22围电路设计，掌3线下节ZLG7289B电路讨论启发教

4.3握电路设计相第九节LCD屏接口电路第十节声码器电学关知识路第十一节参考电路板【重点】STM32F103最小系统电路设计；各功能电路结构【难点】STM32F103电路板PCB设计第四章LED灯控制与Keil MDK工程框架第一节STM32F103通用目的输入/输出口第二节STM32F103库函数用法第三节课程Keil MDK工程框架第四节LED灯闪烁目标实例第五章按键与中断处理能分析LED电

1.1第一节NVIC中断工作原理第二节GPIO路，能通过学习教师讲授师

2.3板驱动LED闪线生问答课堂外部输入中断第三节用户按键中断实例36+

33.1烁，了解下讨论启发教第四节ZLG7289B按键、LED灯和数码

3.2ZLG7289B的工学

3.3管作原理

4.1【重点】LED流水灯控制程序设计；Keil

4.3MDK框架程序设计【难点】STM32F103中CFGR寄存器配置和使用实验

一、基于STM32F103微控制器与ZLG7289按键的流水灯实验课程目标第六章定时器

1.1第一节系统节拍定时器

1.

21.第二节看门狗定时器

32.1第三节实时时钟熟练掌握各类教师讲授师

2.

23.第四节通用定时器定时器的使用，生问答实物

13.242+2线下【重点】各定时器的基本原理；寄存器能够进行一定的展示课堂讨

3.3的相关配置程序设计论启发教学

4.3【难点】各定时器的使用实验

一、基于STM32F103微控制器与ZLG7289按键的流水灯实验课程目标第七章串口通信与声码器第一节串口通

1.2信工作原理第二节STM32F103串口

2.

12.2第三节串口通信寄存器类型实例第四节了解

2.3STM32F103串串口通信库函数类型实例第五节声码器教师讲授师

3.1口和声码器工作【重点】STM32F103串口通信程序设计线生问答实物5原理，掌握1+

43.2方法；声码器语音合成技术下展示课堂讨

3.3STM32F103控论启发教学【难点】STM32F103串口波特率（分数

4.1制声码器的程序阶）配置；声码器驱动程序设计实验

4.3设计方法

二、基于STM32F103微控制器与声码器的语音播报实验课程第八章ADC与存储器管理目标第一节STM32F103RCT6微控制器

1.1ADC

1.

21.熟悉第二节EEPROM存储器

32.2STM32F103的教师讲授师第三节FLASH存储器ADC模块工作原

2.3生问答实物

3.16【重点】ADC模块的工作原理；EEPROM理，了解EEPROM1+8线下展示课堂讨

3.

23.存储器;FLASH存储器存储器和FLASH论启发教学

34.3存储器的程序【难点】EEPROM存储器和FLASH存储设计方法器使用实验

三、基于STM32F103微控制器与LCD屏的图形显示实验课程目标第九章LCD屏与温度传感器第一节LCD

1.1屏显示原理第二节温度传感器

1.3了解第三节LCD显示实例

2.1STM32F103触教师讲授师【重点】温度传感器和LCD屏原理和使

2.

23.摸屏、LCD屏和生问答实物7用2+6线下1温度传感器工作展示课堂讨

3.2【难点】LCD屏驱动电路设计；原理；掌握LCD论启发教学

3.3STM32F103电路板PCB设计；实验

四、屏驱动方法

4.2基于STM32F103微控制器与LCD屏的动态时间和温度显示实验具体章节内容第一章嵌入式系统概述第一节嵌入式系统范例第二节嵌入式系统概念第三节ARM发展历程及应用领域第四节嵌入式操作系统第五节u C/OS-II与u C/OS-III【重点难点】【重点】ARM Cortex-M3内核的NVIC中断管理方法【难点】STM32F103端口寄存器；STM32F103存储器配置第二章微控制器STM32F103第一节STM32F103概述第二节STM32F103RCT6引脚定义第三节STM32F103架构第四节STM32F103存储器第五节STM32F103片内外设第六节STM32F103异常与中断【重点难点】【重点】STM32F103引脚接口特性;STM32F103微控制器NVIC中断配置方法【难点】STM32F103端口寄存器；STM32F103存储器配置第三章学习平台STM32F103第一节STM32F103核心电路第二节电源电路与按键电路第三节LED与蜂鸣器驱动电路第四节串口通信电路第五节FLASH与EEPROM电路第六节温度传感器电路第七节复位电路、JTAG和ADC电路第八节ZLG7289B电路第九节LCD屏接口电路第十节声码器电路第十一节参考电路板【重点难点】【重点】STM32F103最小系统电路设计；各功能电路结构【难点】STM32F103电路板PCB设计第四章灯控制与工程框架LED Keil MDK第一节STM32F103通用目的输入/输出口第二节STM32F103库函数用法第三节Keil MDK工程框架第四节LED灯闪烁实例【重点难点】【重点】LED流水灯控制程序设计；Keil MDK框架程序设计【难点】STM32F103中CFGR寄存器配置和使用实验

一、基于STM32F103微控制器与ZLG7289按键的流水灯实验第五章按键与中断处理第一节NVIC中断工作原理第二节GPIO外部输入中断第三节用户按键中断实例第四节ZLG7289B按键、LED灯和数码管【重点难点】【重点】STM32F103中的NVIC中断工作原理；KeilMDK框架程序设计【难点】STM32F103中GPIO外部输入中断实验

一、基于STM32F103微控制器与ZLG7289按键的流水灯实验第六章定时器第一节系统节拍定时器第二节看门狗定时器第三节实时时钟第四节通用定时器【重点难点】【重点】各定时器的基本原理；寄存器的相关配置【难点】各定时器的使用实验

一、基于STM32F103微控制器与ZLG7289按键的流水灯实验。