综合应用-基于RTC实时时钟的智能电子万年历设计 课程标准

PAGE1PAGE《嵌入式原理与应用》课程标准课程名称：嵌入式技术与应用课程考核性质：考试课时数：80学分：5适用专业：智能产品开发与应用、智能产品开发与应用（中职职教高考）、应用电子技术、应用电子技术（中职职教高考）1前言1.1课程的性质本课程是智能终端技术与应用专业、应用电子技术专业的一门专业核心课程，目标是让学生掌握STM32单片机的原理及程序的开发调试方法，嵌入式系统软硬件设计调试的方法，传感器在嵌入式系统中的应用及相关驱动程序的编写，硬件电路调试方法及软件系统编写与调试方法。它需要以《C语言程序设计》、《数字电子技术》、《模拟电子技术》等课程的学习为基础，也是进一步学习《嵌入式系统设计与开发》课程的基础。1.2设计思路本课程是依据各专业人才需求调研和岗位分析所设置的课程，尤其是我们的应用电子专业在做专业建设和课程开发的过程中，根据市场调研和企业人才需求分析，电子专业的毕业生所从事的工作岗位主要是电子产品设计开发、装配、调试、检验、技术管理、设备维护和电子技术支持、硬件测试等，单片机的相关知识是学生胜任这些岗位所需要的最基础和最重要的职业能力。《嵌入式应用开发》课程的主要功能是培养学生单片机程序设计和单片机开发软件、工具的使用，并能综合应用单片机的软、硬件知识，进行简单的单片机系统设计、开发，为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用和开发打下良好的基础。因此本课程在电子类专业中处于非常重要的地位，应当作为专业核心课程和必修课程。本课程立足于实际能力的培养，对课程内容的选择标准作了根本性改革，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。课程紧跟行业发展步伐，及时更新教学内容。课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要。本课程要求打破纯粹讲述的教学方式，实施项目教学以改变学与教的行为,以项目为载体来组织课程内容。本课程确定以典型单片机项目设计开发为载体的项目设计思路，实际项目设计既有在企业中应用的普遍性和典型性，又能最为有效的促进学生职业能力发展，达到本课程的目标。本课程所涉及知识掌握的程度用语主要有“了解”、“熟悉”、“理解”。“了解”指对知识有基本印象，不要求学生熟记；“熟悉”指能熟练记住所学过的知识，能把它们熟练地复述出来；“理解”指能把握事物运行的原理，或进行特定技术操作的理由。本门课程为80学时，5学分。2课程目标（1）知识目标掌握嵌入式的概念；了解嵌入式产品的一般构成与开发方法。了解嵌入式开发的一般流程，掌握项目的需求分析、项目规划的方法。了解单片机的概念及一般组成；了解单片机的特点、选型原则。了解单片机的结构框图；掌握嵌入式应用技术的常用术语。掌握STM32CUBEIDE集成开发环境的使用方法；掌握基于单片机的C语言编程的方法。掌握I/O口的基本编程及使用方法；掌握MCU外部中断的使用方法；掌握MCU时序编程的方法。掌握STM32单片机定时器/计数器的工作原理；掌握定时接口模块的基本功能与编程基础；初步掌握定时接口模块的输入捕捉功能、输出比较功能、脉宽调制输出功能。（2）能力目标具备简单嵌入式系统项目的需求分析、项目规划的能力。备查阅元器件性能表及产品说明书，正确使用元器件及相关仪器的基本能力。具备STM32单片机简单外围电路设计、调试的能力。具备使用嵌入式应用集成开发环境的使用方法和技巧。具备简单电路故障检测及排除的能力。具备继续学习与开发其它类型单片机的能力。具备传感器的识别、使用及程序设计能力。具备完整项目整体设计、规划及实现技能。（3）素质目标正直诚信，有责任感。与人沟通的能力。有主动学习、自我发展能力。有分工合作、团队协作能力。信息收集与处理能力。具备综合分析、解决实际问题的能力。开拓创新的能力。3课程内容和要求根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能。项目工作任务知识要求技能要求课时项目一STM32单片机入门1.STM32概述●熟悉STM32CubeIDE工具●熟悉STM32CubeMX工具●熟悉Proteus工具●熟悉程序下载与调试●掌握Proteus软件的使用方法●掌握STM32CubeIDE软件的使用方法52.HAL库3.软件安装4.软件使用5.程序下载与仿真项目二LED信号灯控制应用 1.STM32GPIO与时钟系统●熟悉STM32通用I/O口●理解端口配置寄存器●熟悉端口位设置/清除寄存器●熟悉STM32CubeIDE使用技巧●熟悉端口输入数据寄存器●掌握STM32的GPIO控制方法●掌握LED灯闪烁软、硬件设计方法152.STM32CubeIDEGPIO初始化3.STM32CubeIDE实现LED闪烁4.实战演练-设计花样灯项目三STM32数码管显示原理与应用1.数码管●了解数码管内部结构●了解数码管分类及工作原理●理解数码管显示电路软、硬件设计●掌握数码管静态显示软、硬件设计方法●掌握数码管动态显示软、硬件设计方法202.一位数码管显示程序设计3.STM32CubeIDE自定义函数4.函数调用实现数码管显示设计5.多位数码管静态显示设计6.锁存器在数码管电路中的应用7.数码管动态显示设计9.实战演练-数码管滚动显示设计项目四STM32键盘控制技术与应用1.独立式按键设计●了解键盘的分类、工作原理●理解端口配置寄存器●熟悉I/O口输出配置●熟悉端口输出数据寄存器●理解独立式和矩阵式键盘的软、硬件设计●了解EXTI硬件结构●理解外部中断/事件线路映像●理解EXTI的寄存器●掌握独立式键盘软、硬件设计方法●掌握矩阵式键盘软、硬件设计方法●掌握STM32外部中断EXTI软、硬件设计方法102.外部中断3.EXTI控制数码管4.矩阵式键盘设计项目五STM32通用定时器 1.STM32通用定时器概述●了解STM32时钟硬件结构●了解RCC控制寄存器●了解TIMx主要功能●理解TIMx控制寄存器●熟悉TIMx初始化●熟悉TIMx中断应用●熟悉PWM输出工作原理●掌握定时器初始化程序设计●掌握定时器中断系统的应用●掌握PWM输出的应用152.STM32定时器应用 3.实战演练-PWM呼吸灯设计项目六STM32USART串口通信1.通信概述●理解串行通信概念●了解USART结构●熟悉USART发送、接收器●熟悉波特率●理解串行通信协议●熟悉串口调试助手使用●掌握串口初始化程序设计方法●掌握串行通信程序设计方法52.STM32单片机的USART3.USART应用4.实战演练-USART收发控制LED其他期中测试5,复习5总课时804实施建议4.1教材编写需要依据本课程标准编写教材。教材应充分体现任务引领，通过基于单片机的项目，引入必要的理论知识，增加实践操作内容，强调理论在实践过程中的应用。要充分体现项目课程设计思想，以项目为载体实施教学，项目选取要科学，并符合该门课程的工作逻辑，能形成一个前后衔接的完整工作任务，使学生在完成项目的过程中逐步提高职业能力，同时要考虑可操作性。项目设计要有一定的开放性，并为每个项目提供几种异常情况，使得能力的培养具有通用性。教材内容要能及时反映当前嵌入式的新技术和新产品，在教材中要有一定的拓展知识，开阔学生知识视野。编写内容的组织应以任务组织、项目驱动的原则，随同教材配备电子教案、多媒体教学课件和综合实践题目和考核标准，便于组织教学。4.2教学建议由于本课程的主要教学内容涉及单片机的项目开发，如花样灯、PWM呼吸灯、数码滚动设置，必须通过实验才能达到单片机应用技能的培养目标。建议：1.在教学过程中注重联系实际应用，解决现实问题，从用户的需求入手，采用案例教学或项目教学，注重以任务引领，提高学生学习兴趣。2.教学中所涉及的设备需求调研和设备选择，要组织学生实地开展或者通过网络收集整理信息，注重学生与社会的沟通及对产品市场的随时关注，充分体现任务的真实情境。3.教师必须重视学习新技术，能紧跟技术发展潮流。4.授课过程中注意学生职业素质的培养，包括解决问题的综合能力，充分发展自己的个性特长，培养良好的工程规范，团队合作的精神以及自身可持续发展的研究探索能力。4.3教学条件专业教师要求：具备嵌入式系统开发实践经验的教学人员。实训装备要求：50座，要有一定数量（50台以上），能够运行STM32CubeIDE、Proteus串口调试助手等开发环境的计算机实验室，实验室还要配置多媒体教学设备。4.4课程资源开发适合教师与学生使用的多媒体教学素材和多媒体教学课件。充分利用校企合作资源，为学生提供实习环境，让学生在真实的环境中磨炼自己，提升其职业综合素质。编写针对性实验指导和实验题目，通过完成具体的工作任务来让学生体会学习的乐趣和成就感。充分利用网络资源，搭建网络课程平台和远程实验室开放平台，实现优质教学资源共享。4.5教学评价对学生实行以职业能力为中心的考核，采用阶段评价，过程性评价与目标评价相结合，激发学生自主学习的积极性。考核学生解决实际问题的工作能力；获取新知识、新技能的学习能力；团队活动的合作能力；职业语言表达能力等方面。具体分值比例如下：序号任务评价方式评价内容分值一、平时成绩601出勤与课堂表现教师评价1.缺勤一次扣1分2.迟到或早退二次，作缺勤一次处理3.缺勤五次以上取消考试资格4.课堂练习缺一次扣1分102花样灯设计1.个人自评20%2.小组评分20%3.教师评分60%1.仿真完成度2.硬件实施情况3.自主解决问题的能力103数码管滚动显示1.个人自评20%2.小组评分20%3.教师评分60%1.仿真完成度2.硬件实施情况3.自主解决问题的能力104矩阵式键盘设计1.个人自评20%2.小组评分20%3.教师评分60%1.仿真完成度2.小组协作和沟通能力3.自主解决问题的能力105PWM呼吸灯设计