《嵌入式系统课程设计》课程教学大纲（机器人工程专业）

《嵌入式系统课程设计》字体、字号请参考范例注意：字体、字号请参考范例注意：首字母大写植物拉丁学名斜体一、课程简介课程中文名嵌入式系统课程设计课程英文名EmbeddedSystemsandApplicationsCourseDesign双语授课£是R否课程代码24114100课程学分1周（学时）1周（20学时）课程类别□专业认知实习□专业见习£工程实训□毕业实习R其他课程设计课程性质R必修□选修□其他课程形态□线上R线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式□闭卷R开卷□课程论文R课程作品R汇报展示R报告R课堂表现R阶段性测试□平时作业R其他（可多选）开课学院机器人工程学院开课系(教研室)智能制造系面向专业机器人工程开课学期第5学期先修课程Python程序设计、电子技术基础、电子技术实训后续课程无选用教材无参考书目1.曾文权、王辉及王亚涛.嵌入式系统开发项目教程--基于STM32CubeMX+HAL库[M].清华大学出版社,2022年。2.顾长怡.嵌入式系统设计--基于STM32F4.清华大学出版社,2021年。课程资源/course/UESTC-1207429802?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_课程简介本课程是一门工程实践必修课，支撑毕业要求4。主要任务是使了解学生嵌入式系统开发的基本步骤，掌握相关工具和软件的使用，提高学生的工程意识和工程素质，为学生开发机器人打下基础。能够基于科学原理并采用科学方法对机器人工程及相关领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。同时结合知识点让学生了解课程相关技术世界最新进展，培养学生的责任感和使命感。鼓励学生寻找问题，发现问题，引导学生解决问题，培养学生工匠精神。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1使学生全面掌握嵌入式系统的基本知识、常用开发工具的使用、基本操作，掌握嵌入式系统的内部资源及外部接口的使用，编写嵌入式系统的应用程序，设计应用电路，掌握基本的开发、调试嵌入式系统的技能。课程目标2通过本课程学习，使学生通过本专业的实践知识和基本操作技能训练，能够基于科学原理对机器人工程相关的硬件、软件系统进行研究和实验分析，促进理论联系实际，为生产实习与毕业设计打下良好的基础。能够基于科学原理并采用科学方法对复杂机器人工程问题制定实验方案并实施。表2课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求3：设计/开发解决方案：能够设计针对机器人工程领域复杂工程问题的解决方案，设计机器人硬件部件、软件系统及智能算法或机器人系统生产工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。【M】3.2能够设计满足特定需求的机器人硬件部件、软件系统及智能算法或机器人系统生产工艺流程。课程目标1毕业要求4：研究：能够基于科学原理并采用科学方法对机器人工程及相关领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。【H】4.2能够基于科学原理并采用科学方法对复杂机器人工程问题制定实验方案并实施。课程目标2三、教学内容及要求（一）学习内容从以下三个任务中选取两个作为课程设计题目。（1）外部组合键盘对嵌入式系统输入，具有编码显示功能的数码管动态显示功能实现；（2）PWM占空比自动调节输出，高速脉冲接收功能实现；（3）通用A/D，D/A功能实现；（4）自创一套设计，要求利用STM32板子控制；（5）辅助实训教师检查其他组嵌入式系统设计功能是否完成。说明：（1）（2）（3）（4）要求给出完整的电路图，实验程序和调试结果。（二）时间安排（1）介绍相关实验教学内容，进行分组与任务布置——1学时；（2）阅读资料，各小组成员根据所选题目进行设计硬件、软件——8学时；（3）各小组成员讨论各自方案，确定小组最终方案——2学时；（4）教师对各小组方案进行点评，指出问题，小组进行优化——3学时；（5）实验调试与验证——6学时。（三）工作流程（1）教师简要讲述实验目的及控制任务，给出可能的解决方法，并指定适当的课后参考资料。（2）学生根据实验要求查阅相关文献资料，独立设计实验电路接线图，绘出控制流程图，熟悉嵌入式系统开发板环境。（3）小组成员都向组内其他成员介绍自己的设计方案，共同讨论确定出最终的设计方案，并编写出相应的文档。（4）教师根据各小组的设计方案，针对其关键步骤及相关的重要知识点出问题，引导全班学生展开讨论，优化设计方案。（5）各小组根据设计方案编写程序，在线调试，观察输出，直至达到实验要求。教师应据各组设计方案现场指导答疑。（四）业务指导校内老师2名指导嵌入式系统课程设计。四、课程考核（一）考核内容与考核方式表3课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属环节考核占比考核方式课程目标11.嵌入式系统开发系统的使用250%课堂表现、报告2.集成开发环境的使用23.系统的总体方案14.能正确测量和分析实验结果课程目标21.系统的硬件设计电路是否正确合理，满足相关的要求。350%课堂表现、报告2.系统软件设计是否正确合理33.能调试电路，找出系统中的软硬件故障，并排除故障44.能正确测量和分析实验结果4评分依据：1.总体方案编制规范性和完整性；2.方案设计的可行性、可靠性；3.电路图和程序的正确性和合理性，电路元件选择的正确性和合理性，程序编写的正确性和合理性；4.说明书内容的正确性，规范性和完整性。表4课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比（此处需与上表基本一致）实操技能一成绩比例25%实操技能二成绩比例25%实训报告成绩比例50%课程目标130%70%50%50%课程目标270%30%50%50%备注：以上考核方式类型及占比均为示例，需确保每一列占比总和为100%。（二）成绩评定1.平时成绩评定平时成绩为课堂表现，课堂表现包括实操技能两个方面：实操技能一，实操技能二。平时成绩（100%）=实操技能一（70%）+实操技能二（30%）（1）实操技能一（70分）：总分60分，根据表4进行评分。（2）实操技能二（30分）：总分20分，根据表4进行评分。2.期末成绩评定期末成绩评定的考核范围是学生对可编程控制器知识综合理解和运用，对编程软件的使用，仿真调试能力的锻炼。考核方式通过给定学生设计任务，根据设计任务拟定总体方案，编写控制程序，并对系统进行调试。考核要求学生独立完成，并在规定的时间内保质保量完成。因为技能考核已经在平时观测中记录，故本实训期末成绩评定主要以纸质或者电子设计说明书（课程设计说明书）为依据，具体评分标准参考表4完成。期末成绩（100%）=课程设计说明书（100%）3.总成绩评定总成绩（100%）=平时成绩（50%）+期末成绩（50%）（三）评分标准表5评分标准考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)方案按时完成方案，且考虑周全=100按时完成方案，且考虑较周全=90按时完成方案，但需要修改=85按时完成方案，但需要大改=80未按时完成方案制定=59电路图电路图设计完整，且没有短路、断点=100电路图设计完整，且有1-2个短路、断点=90电路图设计完整，且有4-5个短路、断点=85电路图设计完整，且有6-8个短路、断点=80电路图未按时设计完=59故障诊断与排除没有故障=100有故障，能排除=95有故障，排除困难=85有故障，没有完全排除=80有故障，在规定时间内没有排除程序完整性程序功能完整，编译正确，现象合理=100程序功能完整，编译出错，能熟练调试解决=95程序功能不完整，编译出错，较熟练调试解决=85程序功能不完整，编译出错，调试解决不熟练=85没写对应的程序=59设计说明书完整性设计说明书按要求书写且完整，语句通顺，条理清晰=100设计说明书按要求书写且完整，语句较通顺，条理较清晰=95设计说明书按要求书写且完整，语句较通顺，条理不太清晰=85设计说明书按要求书写且完整，语句不通顺，条理不清晰=75未在规定时间内写完说明书=59五、其他说明本课程大纲依据