烟台理工学院：《嵌入式系统原理及应用》教学大纲 Principles and Applications of Embedded System.doc_大学文库

《嵌入式系统原理及应用》教学大纲课程名称（汉）：《嵌入式系统原理及应用》课程名称（英）：Principles and Applications of Embedded System 课程代码：263104051 课程类型：专业教育平台专业选修课程模块适用对象：自动化专业本科大三学时/学分：48学时（理论学时32，实验学时16）/2.5学分先修课程：《程序设计基础》，《微机原理与应用》，《模拟电子技术》，《数字电子技术》《电路分析基础》等。方案版本：2021版一、课程简介本课程系统介绍了嵌入式系统的基本概念、组成及其开发的一般流程，针对具体的微控制器STM32详细介绍五大外设模块（通用输入输出、中断、串口通信、定时器、模数转换器)的原理及应用。课程着重强调动手实践采用项目案例结合时代热点、学科前沿进行嵌入式系统的设计与开发，以更有效的理解和掌握嵌入式系统设计开发的完整流程，使学生可以了解嵌入式系统技术基本概念、特点、分类，掌握嵌入式系统软硬件设计的基本方法。二、课程的教学目标课程目标1：能够在理解嵌入式系统的基本概念、发展历史的内涵以及外延的基础上，总结和预测嵌入式系统行业的发展现状与发展趋势，培养学生分析和总结问题的能力：课程目标2：能够在理解嵌入式系统组成原理的基础上，掌握嵌入式系统设计与开发的一般流程：课程目标3：理解和掌握ARM体系结构及STM32微控制器内核架构；课程目标4：能够熟练使用嵌入式主流的开发工具，掌握工程的代码编辑、程序编译、仿真和调试等能力。课程目标5：理解和掌握嵌入式微控制器STM32的硬件外设资源(GPI0、EXTI、 USART、TIM、ADC等)及嵌入式操作系统，能够基于STM32的外设模块进行外设的应用与实践。三、课程目标对自动化专业毕业要求的支撑关系毕业要求支撑毕业要求指标点课程目标权重 1)设计/开发解决方案：能够课程目标1、2、 0.02

《嵌入式系统原理及应用》教学大纲课程名称（汉）：《嵌入式系统原理及应用》课程名称（英）：Principles and Applications of Embedded System 课程代码：263104051 课程类型：专业教育平台专业选修课程模块适用对象：自动化专业本科大三学时/学分：48 学时（理论学时 32，实验学时 16）/2.5 学分先修课程：《程序设计基础》，《微机原理与应用》，《模拟电子技术》，《数字电子技术》《电路分析基础》等。方案版本：2021 版一、课程简介本课程系统介绍了嵌入式系统的基本概念、组成及其开发的一般流程，针对具体的微控制器 STM32 详细介绍五大外设模块（通用输入输出、中断、串口通信、定时器、模数转换器）的原理及应用。课程着重强调动手实践采用项目案例结合时代热点、学科前沿进行嵌入式系统的设计与开发，以更有效的理解和掌握嵌入式系统设计开发的完整流程，使学生可以了解嵌入式系统技术基本概念、特点、分类，掌握嵌入式系统软硬件设计的基本方法。二、课程的教学目标课程目标 1：能够在理解嵌入式系统的基本概念、发展历史的内涵以及外延的基础上，总结和预测嵌入式系统行业的发展现状与发展趋势，培养学生分析和总结问题的能力；课程目标 2：能够在理解嵌入式系统组成原理的基础上，掌握嵌入式系统设计与开发的一般流程；课程目标 3：理解和掌握 ARM 体系结构及 STM32 微控制器内核架构；课程目标 4：能够熟练使用嵌入式主流的开发工具，掌握工程的代码编辑、程序编译、仿真和调试等能力。课程目标 5：理解和掌握嵌入式微控制器 STM32 的硬件外设资源（GPIO、EXTI、 USART、TIM、ADC 等）及嵌入式操作系统，能够基于 STM32 的外设模块进行外设的应用与实践。三、课程目标对自动化专业毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标支撑权重 1）设计/开发解决方案：能够课程目标 1、2、 0.02

对应课程序号教学内容教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等，目标理解和掌握ARM体系结构。教学难点：STM32微控制器内核架构本章主要介绍GPI0的概念、STM32F103微控制器的 GPI0内部架构、输入输出模式、HAL库GPI0接口函数。要求了解GPI0的基本概念，理解STM32F103 系列MCU的GPI0内部结构、输出模式、输入模式：第5章通用输入输理解STM32的GPIO模块HAL库接口函数：能够基课程目标出GPIO 于HAL库进行GPI0的应用与实践。教学重点：理4、5 解和掌握嵌入式微控制器STM32的GPI0模块，并能够基于库函数进行GPI0模块的应用与实践。教学难点：STM32F103系列MCU的GPI0内部结构、输出模式、输入模式通过GPIO循环点亮LD灯实验，掌握GPIO的输出课程目标 4 GPI0实验模式应用及HAL库接口函数的运用，加深对GPIO 4、5 的基本概念、内部结构的理解本章主要介绍外部中断的概念、STM32F1O3微控制器的EXTI内部结构及工作原理、HAL库EXTI接口函数。要求了解中断的概念及中断处理过程：理解 STM32微控制器的外部中断的内部结构及工作原理；理解STM32的EXTI模块HAL库接口函数：能课程目标 5 第6章中断EXTI 够基于HAL库进行EXTI的应用与实践。教学重点 4、5 理解和掌握嵌入式微控制器STM32的EXTI模块，并能够基于库函数进行EXTI模块的应用与实践：。教学难点：STM32微控制器的外部中断的内部结构及工作原理通过按键中断方式控制LED灯闪烁实验，掌握EXTI 课程目标 6 EXTI实验的HAL库接口函数的运用，加深对EXTI的概念、 4、5 基本原理的理解本章主要介绍异步串行通信的概念、STM32F103微控制器的UART内部结构及工作原理、HAL库UART 接口函数。要求了解通信的基本概念：理解异步串课程目标第7章串口通信行通信的数据帧格式、波特率，掌握STM32的UART 4、5 模块的内部结构及工作原理：理解STM32的UART 模块HAL库接口函数；能够基于HAL库进行UART

序号教学内容教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等）对应课程目标理解和掌握 ARM 体系结构。教学难点：STM32 微控制器内核架构 3 第 5 章通用输入输出 GPIO 本章主要介绍 GPIO 的概念、STM32F103 微控制器的 GPIO 内部架构、输入输出模式、HAL 库 GPIO 接口函数。要求了解 GPIO 的基本概念，理解 STM32F103 系列 MCU 的 GPIO 内部结构、输出模式、输入模式；理解 STM32 的 GPIO 模块 HAL 库接口函数；能够基于 HAL 库进行 GPIO 的应用与实践。教学重点：理解和掌握嵌入式微控制器 STM32 的 GPIO 模块，并能够基于库函数进行 GPIO 模块的应用与实践。教学难点：STM32F103 系列 MCU 的 GPIO 内部结构、输出模式、输入模式课程目标 4、5 4 GPIO 实验通过 GPIO 循环点亮 LED 灯实验，掌握 GPIO 的输出模式应用及 HAL 库接口函数的运用，加深对 GPIO 的基本概念、内部结构的理解课程目标 4、5 5 第 6 章中断 EXTI 本章主要介绍外部中断的概念、STM32F103 微控制器的 EXTI 内部结构及工作原理、HAL 库 EXTI 接口函数。要求了解中断的概念及中断处理过程；理解 STM32 微控制器的外部中断的内部结构及工作原理；理解 STM32 的 EXTI 模块 HAL 库接口函数；能够基于 HAL 库进行 EXTI 的应用与实践。教学重点理解和掌握嵌入式微控制器 STM32 的 EXTI 模块，并能够基于库函数进行 EXTI 模块的应用与实践：。教学难点：STM32 微控制器的外部中断的内部结构及工作原理课程目标 4、5 6 EXTI 实验通过按键中断方式控制 LED 灯闪烁实验，掌握 EXTI 的 HAL 库接口函数的运用，加深对 EXTI 的概念、基本原理的理解课程目标 4、5 7 第 7 章串口通信本章主要介绍异步串行通信的概念、STM32F103 微控制器的 UART 内部结构及工作原理、HAL 库 UART 接口函数。要求了解通信的基本概念；理解异步串行通信的数据帧格式、波特率，掌握 STM32 的 UART 模块的内部结构及工作原理；理解 STM32 的 UART 模块 HAL 库接口函数；能够基于 HAL 库进行 UART 课程目标 4、5

对应课程序号教学内容教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等目标的应用与实践。教学重点：理解和掌握嵌入式微控制器STM32的UART模块，并能够基于库函数进行 UART模块的应用与实践。教学难点：STM32F103微控制器的UART内部结构及工作原理通过串口通信基本的数据收发实验、串口指令控制课程目标 8 USART实验 LED闪烁实验，掌握USART的HAL库接口函数的运 4、5 用，加深对USART的基本概念、工组原理的理解本章主要介绍DMA的概念、STM32F103微控制器的 DMA内部结构及工作原理、HAL库DMA接口函数。要求了解DMA的基本概念，理解STM32的DMA结构及工作原理，熟悉STM32的DMA模块HAL库接口函课程目标 9 第8章DMA 数：能够基于HAL库进行DMA的应用与实践。教学 4、5 重点：理解和掌握嵌入式微控制器STM32的DMA模块，并能够基于库函数进行DMA的应用与实践。教学难点：STM32的DMA结构及工作原理本章主要介绍STM32F103微控制器的通用定时器内部结构及工作原理、定时/计数功能、输入捕获功能。要求了解定时器的基本概念、定时与计数的区别：理解STM32定时器的内部结构、工作，掌握通用定时器的定时/计数、输入捕获、输出比较、PWM 课程目标 10 第9章定时器等功能：理解SysTick定时器，熟悉STM32的定时 4、5 器模块HAL库接口函数：能够基于HAL库进行定时器的应用与实践。教学重点：理解和掌握嵌入式微控制器STM32的定时器模块，并能够基于库函数进行定时器的应用与实践。教学难点：STM32F103微控制器的通用定时器内部结构及工作原理通过定时器精确延时1s实验、PM实验，掌握通用课程目标 11 定时器实验定时器的基本定时方法，加深对通用定时器的基本 4、5 概念、工作原理的理解本章主要介绍STM32F103微控制器的ADC内部结构及工作原理。要求了解ADC基本概念、转换过程：课程目标 12 第10章ADC 理解STM32的ADC结构及工作原理，熟悉STM32的 4、5 ADC模块HAL库接口函数：能够基于HAL库进行ADC 的应用与实践。教学重点：理解和掌握嵌入式微控

序号教学内容教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等）对应课程目标的应用与实践。教学重点：理解和掌握嵌入式微控制器 STM32 的 UART 模块，并能够基于库函数进行 UART 模块的应用与实践。教学难点：STM32F103 微控制器的 UART 内部结构及工作原理 8 USART 实验通过串口通信基本的数据收发实验、串口指令控制 LED 闪烁实验，掌握 USART 的 HAL 库接口函数的运用，加深对 USART 的基本概念、工组原理的理解课程目标 4、5 9 第 8 章 DMA 本章主要介绍 DMA 的概念、STM32F103 微控制器的 DMA 内部结构及工作原理、HAL 库 DMA 接口函数。要求了解 DMA 的基本概念，理解 STM32 的 DMA 结构及工作原理，熟悉 STM32 的 DMA 模块 HAL 库接口函数；能够基于 HAL 库进行 DMA 的应用与实践。教学重点：理解和掌握嵌入式微控制器 STM32 的 DMA 模块，并能够基于库函数进行 DMA 的应用与实践。教学难点：STM32 的 DMA 结构及工作原理课程目标 4、5 10 第 9 章定时器本章主要介绍 STM32F103 微控制器的通用定时器内部结构及工作原理、定时/计数功能、输入捕获功能。要求了解定时器的基本概念、定时与计数的区别；理解 STM32 定时器的内部结构、工作，掌握通用定时器的定时/计数、输入捕获、输出比较、PWM 等功能；理解 SysTick 定时器，熟悉 STM32 的定时器模块 HAL 库接口函数；能够基于 HAL 库进行定时器的应用与实践。教学重点：理解和掌握嵌入式微控制器 STM32 的定时器模块，并能够基于库函数进行定时器的应用与实践。教学难点：STM32F103 微控制器的通用定时器内部结构及工作原理课程目标 4、5 11 定时器实验通过定时器精确延时 1s 实验、PWM 实验，掌握通用定时器的基本定时方法，加深对通用定时器的基本概念、工作原理的理解课程目标 4、5 12 第 10 章 ADC 本章主要介绍 STM32F103 微控制器的 ADC 内部结构及工作原理。要求了解 ADC 基本概念、转换过程；理解 STM32 的 ADC 结构及工作原理，熟悉 STM32 的 ADC 模块 HAL 库接口函数；能够基于 HAL 库进行 ADC 的应用与实践。教学重点：理解和掌握嵌入式微控课程目标 4、5