《嵌入式技术及应用》课程标准

《嵌入式技术及应用》课程标准一、课程信息表1课程信息表课程名称嵌入式技术及应用开课系院部供用电工程系课程代码考核性质考试前导课程电子技术、C语言程序设计、单片机技术及应用等后续课程物联网技术、专业综合实训总学时48课程类型理论课是□实践课是□理论+实践是□理实一体化是☑适用专业电子信息工程技术二、课程性质本课程是电子信息工程技术专业必修的一门专业核心课程，是学习了单片机技术及应用课程、具备了51单片机产品开发能力的基础上，开设的一门理实一体化的课程，其功能是对接专业人才培养目标，面向嵌入式智能产品开发工作岗位，培养具有嵌入式智能产品设计、分析、调试和制作能力，为后续学习奠定基础的专业核心课程。2.课程功能定位。表3课程功能定位分析对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力嵌入式产品硬件设计1.电子技术知识2.嵌入式产品硬件设计与调试嵌入式产品软件开发1.嵌入式产品软件设计、运行与调试2.独立承担项目开发能力，具备一定项目管理系统分析三、课程目标与内容1.课程总目标通过本课程的学习，学生能熟练使用Proteus仿真软件、C语言编程，能完成简单的嵌入式产品的系统设计；能根据产品及系统设计要求进行软硬件调试；培养学生具有一定的创新思维能力，科学的工作方法和良好的职业道德意识，为提高学生职业技能奠定良好基础。2.课程具体目标具体表述课程的内容及学生应达到的知识目标、技能目标、素质目标，在进行目标表述时应以学生作为行为主体来表述，使用外显型行为动词。表4课程教学目标与内容序号指标点知识目标技能目标素质目标教学内容1硬件设计全面了解STM32F103芯片组成、内部结构和引脚功能能牢固掌握嵌入式系统的基础知识和应用技术具有对新知识、新技术的学习能力STM32芯片的内部结构、引脚功能、最小系统电路设计2熟练设计I/O、显示、键盘、A/D转换、串行等接口电路能编制嵌入式产品硬件设计方案、完成电路设计与调试具有良好的思想品德、敬业与团队精神及协调人际关系的能力STM32芯片的GPIO口、数码管、键盘、A/D转换、串行通信等接口电路设计1软件开发熟练掌握C语言程序分析、设计能用C语言编写控制程序能制定出切实可行的计划，提出解决实际问题的方法LED显示、数码管显示、键盘等输入输出设备C语言程序设计2熟练掌握嵌入式产品软件设计、运行与调试能编制嵌入式产品软件设计方案、完成程序设计与调试具有科学的创新精神、决策能力和执行能力STM32芯片的中断、定时器、串行通信应用项目程序设计、运行与调试表5课程教学安排序号项目（模块）任务（单元）2教学目标重点、难点、考核点学时1项目一发光二极管LED控制任务1新建一个基于STM32固件库的工程模板；任务2点亮一个LED；任务3LED闪烁控制。了解嵌入式芯片的内部结构；掌握嵌入式芯片引脚功能；掌握嵌入式芯片最小系统电路设计；会利用嵌入式芯片的GPIO口实现一个LED的点亮和闪烁控制。STM32固件库、关键子目录和文件；建立基于STM32固件库的工程模板；Cortex-M3处理器、STM32系列处理器；点亮一个LED和LED闪烁控制方法。62项目二跑马灯控制设计与实现任务4LED循环点亮控制；任务5跑马灯设计与实现。掌握GPIO功能及应用技能；会利用嵌入式芯片GPIO口实现开关控制LED循环点亮和跑马灯设计与实现。STM32的I/O口配置的方法以及GPIO初始化；STM32的GPIO输入输出库函数；STM32系统结构、时钟配置；跑马灯控制方法。63项目三数码管显示设计与实现任务6数码管静态显示；任务7数码管动态动态显示设计与实现。掌握LED数码管的结构、工作原理和显示方式；会LED数码管静态显示的电路和程序设计；会LED数码管动态扫描显示的电路和程序设计。Cortex-M3存储器映射；STM32存储器映射；Cortex-M3存储器与STM32存储器映射对比；IO口位带操作的宏定义和位操作实现；数码管显示字符的编码；数码管显示电路和程序设计的方法。64项目四按键控制设计与实现任务8按键控制LED设计与实现；任务9中断方式的按键控制设计与实现。掌握端口复用使用的方法；掌握端口复用重映射的方法。掌握STM32的外部中断、中断优先级；掌握STM32外部中断编程步骤；会按键控制电路的设计方法和编程方法。按键电路设计方法；按键识别和软件消除按键抖动的方法；GPIO寄存器地址映射、端口复用使用以及端口复用重映射；STM32的外部中断、中断优先级；STM32外部中断相关库函数。65项目五定时器应用设计与实现任务10SysTick定时器的1秒钟设计与实现；任务11STM定时器的定时设计与实现；任务12PWM输出控制电机。掌握库函数中的SysTick相关函数；掌握STM32定时器编程相关的寄存器和库函数；掌握STM32定时器的定时设计；掌握STM32的PWM输出相关寄存器的使用方法；掌握STM32的PWM输出相关库函数的使用方法。SysTick定时器以及相关库函数；SysTick的关键函数编写；STM32定时器定时的相关寄存器、相关库函数；STM32的PWM输出相关寄存器、相关库函数；3．STM32的定时器定时、PWM输出编程思路。66项目六串行通信设计与实现任务13USART串口通信设计；任务14STM32串口无线传输设计与实现。掌握STM32串口的相关寄存器、库函数；掌握串口无线传输通信协议；掌握STM32串口的编程方法。STM32的USART串口硬件连接；远程控制的通信协议、WiFi模块和ZigBee模块；STM32串口的相关寄存器、库函数；STM32串口的编程。67项目七模数转换设计与实现任务15基于寄存器的STM32模数转换设计；任务16基于库函数的STM32模数转换设计。了解STM32的ADC主要特征和结构；掌握STM32的ADC编程相关的寄存器和库函数；掌握STM32的ADC寄存器和库函数，完成A/D转换程序设计；掌握STM32的模拟电压的采集显示。STM32的ADC结构；STM32的ADC编程相关的寄存器和库函数；STM32的A/D转换程序设计方法；6注2：每个任务（单元）最多不超过12学时。四、课程考核课程考核采用形成性考核（即过程考核）和终结性考核相结合。形成性考核占40%，终结性考核占60%。形成性考核可包括但不仅限与课堂考勤、课堂表现、作业、期中测验、单元测验。终结性考核一般指期末考试。具体如下表所示。考核方式形成性考核终结性考核素质评价实践能力考核20分20分60分平时上课表现，作业完成情况，实训效果，实验报告，课程设计考核，随堂考试，期末笔试。考核重点为学生动手能力和分析问题、解决问题能力，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。由指导教师根据学生出勤、课堂问答、课堂表现、作业集中考评由主要指导教师结合学生完成的实训情况、实验报告、课程设计进行考评闭卷笔试五、实施要求1.授课教师基本要求此部分主要对担任本课程教学任务的教师学历、职称、工作经历、职业资格水平、基本素质等提出要求。主讲教师由校内专任教师担任，能综合运用行动导向教学法，能较好掌握计算机电路、程序设计等知识和技能，并具有相关职业资格技能证书，动手能力强。2.实践教学条件要求计算机、Pretus仿真软件、keil仿真软件（ARM版）、嵌入式智能车,校外实训基地。（1）校内实训室（一个实训室一张表）表6XX实训室实训室名称XX实训室面积要求XX㎡序号核心设备数量要求备注1STM32F1系列开发板502万用表553示波器254直流稳压电源253.教学方法与策略①教学方法：采用任务驱动、做中学、翻转课堂及混合式等教学方法。以解决实际项目为主线，连贯多个知识点，每个项目均由若干个具体的典型任务组成，每个任务均将相关知识和职业岗位基本技能融合一起，把知识、技能的学习结合任务完成过程来进行。②教学策略：采用人民邮电出版社的人邮学院慕课平台在线教学、学习，实现翻转课堂与混合式教学。教学资源主要包括8个项目、19个任务、15个技能训练、5个项目案例以及微课视频。4.教材、数学化资源选用表8嵌入式技术应用开发课程教材选用序号教材名称教材类型出版社主编出版日期1嵌入式技术与应用开发项目教程微课版人民邮电出