《嵌入式系统应用开发（3学分）》教学大纲

PAGEPAGE6《嵌入式系统应用开发》课程简介课程编号：

D401007课程中文名称：嵌入式系统应用开发课程英文名称：EmbeddedSystemApplicationDevelopment学时：48学分：4先修课程：电子电路设计技术、微机原理、单片机原理与接口技术后续课程：ARM处理器及硬件驱动开发(基于ARMCortex-A9)内容简介：采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器,即我们通常所说的ARM微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器90％以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARMCortex系列提供了一个标准的体系结构来满足以上各种技术的不同性能要求，其包含的处理器基于ARMv7架构的三个分工明确的部分。A部分面向复杂的尖端应用程序，用于运行开放式的复杂操作系统；R部分针对实时系统；M部分为成本控制和微控制器应用提供优化。Cortex-M3是首款基于ARMv7-M架构的处理器，是行业领先的32位处理器，适用于具有高确定性的实时应用，是专门为了在微控制器，汽车车身系统，工业控制系统和无线网络等对功耗和成本敏感的嵌入式应用领域实现高系统性能而设计的，大大简化了可编程的复杂性，使ARM架构成为各种应用方案的上佳选择。基于Cortex-M3的STM32的嵌入式系统与应用是必须要掌握的非常重要的理论和技术，为专业必修核心课程。通过这门课程，将传统的电子技术上升为模块化、集成化、程序化、系统化甚至智能化的电子信息工程技术。推荐教材或参考书目（资料）：[1]嵌入式系统原理与应用—基于STM32硬件和Proteus仿真.周银祥.北京:电子工业出版社,2025.7[2]STM32F10x微控制器数据手册[3]STM32F10x微控制器参考手册

《嵌入式系统应用开发》课程教学大纲一、课程基本信息课程性质：学科基础课程面向专业：电子信息工程、微电子等工学院各专业开课专业：电子信息工程开课学期：2025-2026-1总学时：48学时（其中理论24学时，实验24学时，其它0学时）总学分：3二、教学目的通过学习本课程，应具备以下能力：（1）初步掌握嵌入式ARM处理器系统的硬件设计；（2）初步掌握嵌入式ARM处理器系统的软件编程；（3）初步具备电子产品中应用嵌入式ARM处理器的应用能力。三、教学方法及手段（含现代化教学手段及研究性教学方法）为了更好的进行嵌入式教学，特别设计了基于Cortex-M3的STM32实验板并编写了相应的教材。通过一款具体的嵌入式处理器如STM32F10x为例的学习，掌握其内部结构和片内外设的编程应用，以及常见的外围硬件的设计应用，从而达到触类旁通，为今后的工作打下良好的基础。讲课中注意理论够用，着重在培养学生实践技能的原则。本课程结束后，可以开展项目实训，进一步强化实践技能，为学生提供找工作需要的模拟实际工作经验。四、教学内容与学时分配（运用了解、掌握、熟练掌握、领会、正确理解等词语对各章内容提出要求）第一章概述（6学时）教学要求：掌握嵌入式系统的定义，了解嵌入式系统的结构与组成，了解ARM公司和ARM处理器。了解STM32微控制器，掌握STM32F103的内部结构，外部引脚定义、STM32系列产品命名规则，了解STM32的I/O端口特性。教学重点、难点：嵌入式系统的定义，嵌入式系统的结构与组成，ARM处理器系列,STM32F103的内部结构，外部引脚定义。教学内容：嵌入式系统的定义,嵌入式系统的结构与组成。ARM公司与ARM处理器,ARM主流微处理器。STM32微控制器概述，STM32F103的内部结构、STM32F103xx引脚定义、I/O端口特性，STM32系列产品命名规则。第二章STM32开发环境（4学时）教学要求：了解嵌入式ARM开发工具，掌握软件MDK、STM32CubeMX和Proteus软件的安装，了解STM32硬件实验板，了解STM32的库函数。教学重点、难点：MDK、STM32CubeMX和Proteus软件的安装。教学内容：软件MDK、STM32CubeMX和Proteus软件的下载和安装；STM32开发板介绍；STM32的库函数介绍。第三章STM32基础入门（26学时）教学要求：掌握GPIO的结构及工作原理和编程方法；掌握STM32开发或实验过程。了解STM32的复位，掌握STM32的时钟，掌握RCC编程应用。了解中断向量表、优先级和NVIC，掌握EXIT及编程应用。了解USART功能特性，熟悉USART配置，掌握USART编程应用。教学重点、难点：GPIO的结构和编程方法，STM32开发或实验过程，RCC编程应用，EXIT编程应用，USART编程应用。教学内容：GPIO的结构，通用I/O接口的编程方法。STM32开发或实验过程。STM32的复位，STM32的时钟，RCC编程应用。嵌套向量中断控制器(NVIC)，外部中断/事件控制器(EXTI)，EXTI编程应用。USART主要特性、功能概述，USART编程应用。第四章STM32应用编程（12学时）教学要求：了解STM32的定时器构成，熟悉高级控制定时器、通用定时器、基本定时器、独立看门狗、窗口看门狗，掌握高级控制定时器、基本定时器、系统时基定时器的编程应用。了解I2C总线，熟悉I2C总线的通信协议，熟悉I2C接口的OLED，掌握I2C总线编程应用。了解SPI总线，熟悉SPI总线的通信协议，了解SPI接口OLED。了解ADC，掌握ADC编程应用。教学重点、难点：STM32的定时器编程应用，I2C总线编程应用，ADC编程应用。教学内容：定时器概述，高级控制定时器(TIM1)，通用定时器(TIMx)，基本定时器，独立看门狗，窗口看门狗，系统时基定时器，定时器编程应用。I2C主要特点、功能，IIC接口的OLED编程应用。SPI主要特点、功能。ADC特性，ADC编程应用教学环节时数课程内容讲课实验习题讨论小计第一章概述66第二章STM32开发环境224第三章STM32基础入门121426第四章STM32应用编程4812总计242448五、实验内容实验一：MDK、STM32CubeMX和Proteus软件的安装应用实验。（2学时）实验二：STM32的GPIO编程应用实验（教材实验3-1）。（4学时）实验三：STM32的GPIO编程应用实验（教材实验3-2）。（4学时）实验四：STM32的RCC编程应用实验（教材实验3-3和实验3-4）。（2学时）实验五：STM32的中断和事件编程应用实验（教材实验3-5或实验3-6）。（2学时）实验六：STM32的USART编程应用实验（教材实验3-7或实验3-8和实验3-9）。（2学时）实验七：STM32的TIM编程应用实验（教材实验4-4或实验4-5和实验4-6和实验4-7）。（2学时）实验八：STM32的SysTick的编程应用实验（教材实验4-8和实验4-9）。（2学时）实验九：STM32的I2C编程应用实验（教材实验4-13）