《嵌入式系统设计》课程教学大纲 课程名称：嵌入式系统设计 课程代码：TELE2131 课程学分：2.5 课程名称（中/英）：嵌入式系统设计/Embedded System Design 课程学时：27 实验学时：27 课程性质：大类专业课程 开课学期：第6学期 适用专业：电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等专业 先修课程：微机原理与接口技术、数字电路、C语言程序设计 后续课程：毕业设计 开课单位：电子信息学院 课程负责人： 大纲执笔人：邓晶 大纲审核人： 一、 课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生 需掌握知识与能力及其应达到的水平) 课程性质：嵌入式系统设计是电子信息类专业一门重要的专业选修课程。本课程是一门实践性 很强的课程，课程以理论教学与实验教学并重的方式，培养学生嵌入式技术方面的软硬件设计 能力，并通过该课程的学习扩大学生知识面，为今后的研究和技术工作打下坚实的基础。 教学目标：嵌入式系统设计以ST公司的2位基于ARM Cor :-内核的ST32单片机为例 介绍嵌入式系统的定义、特点和发展：ARM Cortex-M3体系结构：ST32程序设计与片上外 资源等，通过理论学习、实验、综合设计等环节，使学生了解嵌入式系统的发展状况和应用领 域，掌握嵌入式系统的硬件设计、软件设计和系统综合设计能力，培养学生利用本课程分析和 解决实际间题的能力，为今后从事嵌入式系统方面的应用与研究打下基础。本课程的具体教学 目标如下 1、 掌握嵌入式系统的基础知 习ARM Cortex M3体系结构：学习 M32 MC U的结构、STM32 最小系统、片内外设资源和外部引脚，学习嵌入式系统硬件分析和设计方法：【1-2】 2、学习ST32MC0的软件开发技术，掌握利用嵌入式C语言设计STM32程序的方法：【1-2】 3、学习嵌入式系统硬件设计技术，掌握ST32最小系统硬件和外围扩展单元设计，并能够综 合运用嵌入式系统软件和硬件设计技术解决实际工程问恶，并能够根据需求设计基于ST32 MCU的嵌入式系统的 :【31】 4、学习ARM Keil集成 处万 开发环境的使用方法，熟练使用ST32MCT开发板，并在此基础上完成 规定的必修实险，设计综合性实验。【5-2】
《嵌入式系统设计》课程教学大纲 课程名称：嵌入式系统设计 课程代码：TELE2131 课程学分：2.5 课程名称（中/英）：嵌入式系统设计 / Embedded System Design 课程学时：27 实验学时：27 课程性质：大类专业课程 开课学期：第 6 学期 适用专业：电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等专业 先修课程：微机原理与接口技术、数字电路、C 语言程序设计 后续课程：毕业设计 开课单位：电子信息学院 课程负责人： 大纲执笔人：邓晶 大纲审核人： 一、 课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生 需掌握知识与能力及其应达到的水平） 课程性质：嵌入式系统设计是电子信息类专业一门重要的专业选修课程。本课程是一门实践性 很强的课程，课程以理论教学与实验教学并重的方式，培养学生嵌入式技术方面的软硬件设计 能力，并通过该课程的学习扩大学生知识面，为今后的研究和技术工作打下坚实的基础。 教学目标：嵌入式系统设计以 ST 公司的 32 位基于 ARM Cortex﹣M3 内核的 STM32 单片机为例， 介绍嵌入式系统的定义、特点和发展；ARM Cortex﹣M3 体系结构；STM32 程序设计与片上外围 资源等，通过理论学习、实验、综合设计等环节，使学生了解嵌入式系统的发展状况和应用领 域，掌握嵌入式系统的硬件设计、软件设计和系统综合设计能力，培养学生利用本课程分析和 解决实际问题的能力，为今后从事嵌入式系统方面的应用与研究打下基础。本课程的具体教学 目标如下： 1、 掌握嵌入式系统的基础知识；学习 ARM Cortex﹣M3 体系结构；学习 STM32 MCU 的结构、STM32 最小系统、片内外设资源和外部引脚，学习嵌入式系统硬件分析和设计方法；【1-2】 2、 学习 STM32 MCU 的软件开发技术，掌握利用嵌入式 C 语言设计 STM32 程序的方法；【1-2】 3、 学习嵌入式系统硬件设计技术，掌握 STM32 最小系统硬件和外围扩展单元设计，并能够综 合运用嵌入式系统软件和硬件设计技术解决实际工程问题，并能够根据需求设计基于 STM32 MCU 的嵌入式系统的解决方案；【3-1】 4、 学习 ARM Keil 集成开发环境的使用方法，熟练使用 STM32 MCU 开发板，并在此基础上完成 规定的必修实验，设计综合性实验。【5-2】
二、课程目标与毕业要求的对应关系（明确本课程知识与能力重点符合标 准哪几条毕业要求指标点)(1.2,3.1,5.2) 毕业要求 指标点 课程日标 一2能针对申子信息领域的且体对魚建立数 教学目标1、2 1、工程知识 学模型并求解，并具备对工程问题进行软硬 件分析与设计的基本能力。 3、设计/开发解决方 3-1能利用专业知识，根据给定的设计指标 案 设计电子信息领域的单元或过 教学目标3 当的仪 信息资 5、使用现代工具 进行分析】 计算与设计 件，对复杂工程问 学目标4 三、 课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要 求，指明重点内容和难点内容)（重点内容：★：难点内容：△） 1、嵌入式系统概述(3学时)（支撑课程目标1、4） 嵌入式系统的基本概念 1.2嵌入式系统的发展、特点和分类 1.3ARM体系结构简介、ST32系列微控制器简介 1.4ST32教学开发板介 女目标及题求： 1)通过嵌入式系统概述的介绍，使学生掌握嵌入式系统的概念、主要特点、分类和发 展★ 2)了解ARM体系结构和STM32系列微控制器： 3)熟悉STM32教学开发板： ◆作业内容： 熟悉ST32教学开发板的电路原理图，各模块的工作原理 讨论内容： 讨论ARM Cortex-M3系列微处理器的特点和应用，突出嵌入式系统在通信领域和日常 生活中的应用。 ◆自学拓展： 回顾学过的微机原理与接口技术和数字电路相关知识，复习C语言程序设计方法。 2、STM32MCU的结构与工作原理(6学时)（支撑课程目标1、4） 1.1ST32MCU概述 1.2ST32存储器的组织与映射 1.3STM32MCU的时钟 ◆目标及要求： 1)通过STM32WMCU结构与工作原理的介绍，使得学生掌握其硬件结构，包括CPU组成
二、 课程目标与毕业要求的对应关系（明确本课程知识与能力重点符合标 准哪几条毕业要求指标点）（1.2， 3.1，5.2） 毕业要求 指标点 课程目标 1、工程知识 1-2 能针对电子信息领域的具体对象建立数 学模型并求解，并具备对工程问题进行软硬 件分析与设计的基本能力。 教学目标 1、2 3、设计/开发解决方 案 3-1 能利用专业知识，根据给定的设计指标， 设计电子信息领域的单元或过程。 教学目标 3 5、使用现代工具 5-2 能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、 工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题 进行分析，计算与设计。 教学目标 4 三、 课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要 求，指明重点内容和难点内容）（重点内容：；难点内容：） 1、 嵌入式系统概述（3 学时）（支撑课程目标 1、4） 1.1 嵌入式系统的基本概念 1.2 嵌入式系统的发展、特点和分类 1.3 ARM 体系结构简介、STM32 系列微控制器简介 1.4 STM32 教学开发板介绍 目标及要求： 1） 通过嵌入式系统概述的介绍，使学生掌握嵌入式系统的概念、主要特点、分类和发 展； 2） 了解 ARM 体系结构和 STM32 系列微控制器； 3） 熟悉 STM32 教学开发板； 作业内容： 熟悉 STM32 教学开发板的电路原理图，各模块的工作原理。 讨论内容： 讨论 ARM Cortex﹣M3 系列微处理器的特点和应用，突出嵌入式系统在通信领域和日常 生活中的应用。 自学拓展： 回顾学过的微机原理与接口技术和数字电路相关知识，复习 C 语言程序设计方法。 2、 STM32 MCU 的结构与工作原理（6 学时）（支撑课程目标 1、4） 1.1 STM32 MCU 概述 1.2 STM32 存储器的组织与映射 1.3 STM32 MCU 的时钟 1.4 STM32 最小系统 1.5 STM32 MCU 的片上外围资源 目标及要求： 1） 通过 STM32 MCU 结构与工作原理的介绍，使得学生掌握其硬件结构，包括 CPU 组成
与工作方式、存储系统、片内外设和外部引脚等相关知识★： 2)掌握STM32MCU存储器的组织与映射△： 3)了解STW32MC时钟系统与内部资 熟悉和掌握STN32MCU最小系统的设计★ ◆作业内容： 强化S32CU最小系统的设计，ST32CU存储器的组织与映射 令讨论内容： 讨论 MCU三种启动模式对存储器的影响，讨论STM32 Bootloader的作用。 自学拓展 回颤所学微机原理与接口技术和数字电路相关知识，查阅ST32MCU数据手册 3、STM32程序设计(3学时)（支撞课程目标2、4） 1,1入式软件层次结 1.2 ARM Corte 制器软件接口标准 1,3STM32固件库及应用 1.4嵌入式C程序的特点 1.5 ARM Keil集成开发环境简介 令日标及要求： 1)了解嵌入武软件的层次结构： 2 熟悉基于CMSIS标准的软件架构 3)熟悉和掌握常用的ST32固件函数库及应用★： 4)熟练使用ARM Keil集成开发工具★： 女作业内容： 在Keil uVision4中建立一个工程文件，添加必要的STM2相关文件，编译、运行 通过 ◆讨论内容： 通过嵌入式C程序的特点，讨论软件的代码效率问题，即代码容量大小和代码执行速 度。分析若编程时遇到单片机ROW和RAM不够用时，应如何解决？ 令自学拓展： 回顾学过的C语言程序设计相关知识，查阅ST公司提供的利用C语言开发SW32固件 库的相关文档。 4、GPI0原理及应用(3学时)（支撑课程目标3、4） 1.1GPI0的硬件结构和功能 1.2GPI0寄存器 1.3GPI0库函数 1.4GPI0应用举例 女目标及要求： 1)了解STM32 MCU GPI0端口的硬件结构、主要功能和工作模式★： 2)了解与STW32 MCU GP10端口相关的寄存器， 熟采其配苦流积和方法★ 3)熟悉和掌握STM32MC GPI0常用库函数的使用 4)使用STM32 MCU GPI0端口输出控制LED指示灯单灯和多灯闪烁： 々作业内容： 结合ST32 MCU GPI0的相关知识，编写LED指示灯单灯和多灯闪烁程序，在ST32开
与工作方式、存储系统、片内外设和外部引脚等相关知识； 2） 掌握 STM32 MCU 存储器的组织与映射； 3） 了解 STM32 MCU 时钟系统与内部资源； 4） 熟悉和掌握 STM32 MCU 最小系统的设计。 作业内容： 强化 STM32 MCU 最小系统的设计，STM32 MCU 存储器的组织与映射。 讨论内容： 讨论 STM32 MCU 三种启动模式对存储器的影响，讨论 STM32 Bootloader 的作用。 自学拓展： 回顾所学微机原理与接口技术和数字电路相关知识，查阅 STM32 MCU 数据手册。 3、 STM32 程序设计（3 学时）（支撑课程目标 2、4） 1.1 嵌入式软件层次结构 1.2 ARM Cortex 微控制器软件接口标准 1.3 STM32 固件库及应用 1.4 嵌入式 C 程序的特点 1.5 ARM Keil 集成开发环境简介 目标及要求： 1） 了解嵌入式软件的层次结构； 2） 熟悉基于 CMSIS 标准的软件架构； 3） 熟悉和掌握常用的 STM32 固件函数库及应用； 4） 熟练使用 ARM Keil 集成开发工具； 作业内容： 在 Keil μVision4 中建立一个工程文件，添加必要的 STM32 相关文件，编译、运行、 通过。 讨论内容： 通过嵌入式 C 程序的特点，讨论软件的代码效率问题，即代码容量大小和代码执行速 度。分析若编程时遇到单片机 ROM 和 RAM 不够用时，应如何解决？ 自学拓展： 回顾学过的 C 语言程序设计相关知识，查阅 ST 公司提供的利用 C 语言开发 STM32 固件 库的相关文档。 4、 GPIO 原理及应用（3 学时）（支撑课程目标 3、4） 1.1 GPIO 的硬件结构和功能 1.2 GPIO 寄存器 1.3 GPIO 库函数 1.4 GPIO 应用举例 目标及要求： 1） 了解 STM32 MCU GPIO 端口的硬件结构、主要功能和工作模式； 2） 了解与 STM32 MCU GPIO 端口相关的寄存器，熟悉其配置流程和配置方法； 3） 熟悉和掌握 STM32 MCU GPIO 常用库函数的使用； 4） 使用 STM32 MCU GPIO 端口输出控制 LED 指示灯单灯和多灯闪烁； 作业内容： 结合 STM32 MCU GPIO 的相关知识，编写 LED 指示灯单灯和多灯闪烁程序，在 STM32 开
发板上实现LD灯的流水灯效果。 端口设置为输入时在不同条件下输入模式的选择，当G印I0端口设置为输 出时在不同条件下输出模式的选择和输出速度的选择。 ◇自学拓展： 国顾学过的C语言程序设计的相关知识，复习C语言程序的调试和分析方法。 5、EXIT原理及应用(3学时)（支撑课程目标3、4） 1.1S1M32中断通道 1.2STM32中断过程 1.3NVTC硬件结构及软件配置 1.4EXIT硬件结构及软件配置 目标及要求 1)了解和熟卷ST32MCU中断系统的特点、中断向量表的概念： 2)了解和熟悉ST32C中断的时程、中断优先级、中断嵌套的规则★： 3)熟悉和堂握EXTI配置、NVIC配置、中断服务程序的绵写，外部中断控制的应用★。 作业内容， 结 XIT外 部中断知识，编写EXIT外部中断处理程序，在ST32开发板上实现由按 键控制触发外部中断导致LD灯的状态改变。 令讨论内容： 讨论ST32中断优先级中占先优先级和副优先级差异与联系，以及优先级的设置：讨 论STM32EXTI中断通道和中断源的映射关系。 自学拓展 回顾学过的中断服务函数设计的相关知识，体会中断服务函数的调用与普通函数调用 的区别。 6、SAT原理及应用(3学时)（支撑课程目标3、4） 1 USART功能和结格 1.2 USART帧格式、波特率设置 1.3 USART中断请求 1.4 USART寄存器与库函数 1.5 USART应用举例 目标及要求： 了解和熟卷STB2 MCU USART的特点、功能、结构和工作过程★ 2)熟悉和掌握ART波特率的计算与设置： 3)熟悉和掌握USART寄存器的配置与库函数的使用★： 令作业内容： 结合SART的知识，绵写SAT同步/异步串行通信程序，PC上位机通过串口下传一个 字符给STM32开发板. STM32开发板收到后再回传给PC上位机。 时论内容 时论TTL电平和RS232电平的差异，如何实现TTL和RS232电平之间的转换： 女自学拓展： 回顾学过的数字电路相关知识，复习电平转换、各种接口时序等知识
发板上实现 LED 灯的流水灯效果。 讨论内容： 讨论当 GPIO 端口设置为输入时在不同条件下输入模式的选择，当 GPIO 端口设置为输 出时在不同条件下输出模式的选择和输出速度的选择。 自学拓展： 回顾学过的 C 语言程序设计的相关知识，复习 C 语言程序的调试和分析方法。 5、 EXIT 原理及应用（3 学时）（支撑课程目标 3、4） 1.1 STM32 中断通道 1.2 STM32 中断过程 1.3 NVIC 硬件结构及软件配置 1.4 EXIT 硬件结构及软件配置 1.5 EXIT 应用举例 目标及要求： 1） 了解和熟悉 STM32 MCU 中断系统的特点、中断向量表的概念； 2） 了解和熟悉 STM32 MCU 中断的过程、中断优先级、中断嵌套的规则； 3） 熟悉和掌握 EXTI 配置、NVIC 配置、中断服务程序的编写，外部中断控制的应用。 作业内容： 结合 EXIT 外部中断知识，编写 EXIT 外部中断处理程序，在 STM32 开发板上实现由按 键控制触发外部中断导致 LED 灯的状态改变。 讨论内容： 讨论 STM32 中断优先级中占先优先级和副优先级差异与联系，以及优先级的设置；讨 论 STM32 EXTI 中断通道和中断源的映射关系。 自学拓展： 回顾学过的中断服务函数设计的相关知识，体会中断服务函数的调用与普通函数调用 的区别。 6、 USART 原理及应用（3 学时）（支撑课程目标 3、4） 1.1 USART 功能和结构 1.2 USART 帧格式、波特率设置 1.3 USART 中断请求 1.4 USART 寄存器与库函数 1.5 USART 应用举例 目标及要求： 1） 了解和熟悉 STM32 MCU USART 的特点、功能、结构和工作过程； 2） 熟悉和掌握 USART 波特率的计算与设置； 3） 熟悉和掌握 USART 寄存器的配置与库函数的使用； 作业内容： 结合 USART 的知识，编写 USART 同步/异步串行通信程序，PC 上位机通过串口下传一个 字符给 STM32 开发板，STM32 开发板收到后再回传给 PC 上位机。 讨论内容： 讨论 TTL 电平和 RS232 电平的差异，如何实现 TTL 和 RS232 电平之间的转换。 自学拓展： 回顾学过的数字电路相关知识，复习电平转换、各种接口时序等知识
7、定时器原理及应用(3学时)（支撑课程目标3、4） 1.3通用定时器TMx寄存器和库函数 1.4通用定时器TMx应用举例 令目标及要求： 了解和掌握ST32通用定时器的功能、结构与工作原理 2 了解和掌握定时器寄存器的配置 定时时间的计算★： 3)了解和掌握定时器中断、定时器的计数模式★ 4)掌握STM32通用定时器的编程与应用。 ◆作业内容： 结合STW32通用定时器知识，编写定时器TI2中断处理程序，在STM32开发板实现： 利用定时器TI2产生中断， 在中断服务程序中，LD指示灯以2频率闪烁 讨论内容： 入ST32定时器PM的概念，讨论PM的用途，如何编程实现PWM输出。 令自学拓展： 回顾微机原理与接口技术的相关知识，讨论如何利用STM32通用定时器实现电子时钟 的设计。 8、ADC原理及应用(3学时)（支撑课程目标3、4） 1.1ADC的功能及结构 1,2ADC的工作模式与中图 1.3ADC寄存婴和库函 1.4ADC应用举例 目标及要求： 1)了解和掌握STM32ADC的硬件结构与工作原理： 2)了解和掌握STM32ADC的基本参数、功能与工作模式★ 3)了解和堂握ADC初始化配置、ADC中断与ADC编程★： 作业内容： 结合STW32ADC知识，在STM32开发板实现：在PB0端口连接一个可变电阻器，改变 分压值，编写ADC程序，每隔1OOms读取一次ADC转换的结果，显示在显示器上. 令讨论内容： 讨论S32内部温度传感器的特点与结构，如何编程实现环境温度的检测。 讨论如何利用STM32ADC进行数据采集系统的 设计。 9、实验(27学时)（支撑课程目标1,2,3,4） 实验项目 学时 实验 每组必修/ 名称 目的要求 分配类型人数选修 STW32程序熟悉STW32教学开发板，熟悉ST32基本 的绵写、调固件库的应用，熟悉S32软件开发环境 验证性 1 必修 试和分析 用C语言编写并调试STW32程序
7、 定时器原理及应用（3 学时）（支撑课程目标 3、4） 1.1 STM32 定时器概述 1.2 通用定时器 TIMx 功能和结构 1.3 通用定时器 TIMx 寄存器和库函数 1.4 通用定时器 TIMx 应用举例 目标及要求： 1） 了解和掌握 STM32 通用定时器的功能、结构与工作原理； 2） 了解和掌握定时器寄存器的配置，定时时间的计算； 3） 了解和掌握定时器中断、定时器的计数模式； 4） 掌握 STM32 通用定时器的编程与应用。 作业内容： 结合 STM32 通用定时器知识，编写定时器 TIM2 中断处理程序，在 STM32 开发板实现： 利用定时器 TIM2 产生中断，在中断服务程序中，LED 指示灯以 2Hz 频率闪烁。 讨论内容： 引入 STM32 定时器 PWM 的概念，讨论 PWM 的用途，如何编程实现 PWM 输出。 自学拓展： 回顾微机原理与接口技术的相关知识，讨论如何利用 STM32 通用定时器实现电子时钟 的设计。 8、 ADC 原理及应用（3 学时）（支撑课程目标 3、4） 1.1 ADC 的功能及结构 1.2 ADC 的工作模式与中断 1.3 ADC 寄存器和库函数 1.4 ADC 应用举例 目标及要求： 1）了解和掌握 STM32 ADC 的硬件结构与工作原理； 2）了解和掌握 STM32 ADC 的基本参数、功能与工作模式； 3）了解和掌握 ADC 初始化配置、ADC 中断与 ADC 编程； 作业内容： 结合 STM32 ADC 知识，在 STM32 开发板实现：在 PB0 端口连接一个可变电阻器，改变 分压值，编写 ADC 程序，每隔 100ms 读取一次 ADC 转换的结果，显示在显示器上。 讨论内容： 讨论 STM32 内部温度传感器的特点与结构，如何编程实现环境温度的检测。 自学拓展： 回顾微机原理与接口技术的相关知识，讨论如何利用 STM32 ADC 进行数据采集系统的 设计。 9、 实验（27 学时）（支撑课程目标 1，2，3，4） 序 号 实验项目 名称 目的要求 学时 分配 实验 类型 每组 人数 必修/ 选修 1 STM32 程序 的编写、调 试和分析 熟悉 STM32 教学开发板，熟悉 STM32 基本 固件库的应用，熟悉 STM32 软件开发环境， 用 C 语言编写并调试 STM32 程序。 3 验证性 1 必修
GPI0端口控 2 握GPI0的引脚功能， 制流水灯闪 设计性 必修 相关寄存器的配置与使用，GPI0常用库！ 数的使用。熟悉和掌捏通用GPI0的应用， 按下PC0一pC3所接按键，钟发外部中新 XIT外部 中断服务程序中相应PA0~PA3所接4个 ED指示灯状态改变，掌握EXTI配置 3 设计性 1 必修 断实验 NVIC配置、中断服务程序的编写，外部中 断控制的应用。 PC上位机通过串口下传一个字符绘 USART同步/ TN32,STM32收到后再回传PC。掌握 SART基本工作原理，USART寄存器配置 异步串行通 3 设计性 1 必修 信实验 波特率设置，掌握USART发送和接收数拒 的过程，串口中断服务程序的编写，以及 收发功能的应用。 了解STW32通用定时器的功能、结构 数模式，掌握定时时间的计算，掌握定 定时器实验 器的配置，中断程序的编写，以及定时器 3 设计性 1 的应用。利用定时器TI2产生中断，在 必修 中断服务程序中，LD指示灯以2H频率 ADC转换采 了解ST32A/D转换器的使件结构，基A 参数与功能，工作模式，掌握ADC初始化 3 设计性 样数据实验 必修 配图，AC中离，AC积序设计与应用 基于 nRF24LO1 并在LED 显示器上显示 无线数据传输原理，了解和笔握24l01的 9 综合性 2 选修 块的近距无 工作原理与特点，了解和掌握24L01的程 线通信系统 序设计与应用。 应用MFRC522RFID模块，设计 个RFIE 基于M RC522模块 读写器， 实现对电子标签的读写操作 读取校园卡的ID等。了解和掌握RFD的 综合性 2 选修 的RFID读 工作原理与特点，了解和掌握RFID的程 写器 席设+与应用 应用VS1053B音频编解码模块，设计 MP3音乐播 P3音乐播放器，实现P3音乐播放 9 解和掌握VS1053B模块的特点和应用， 综合性 选修 放器的设计 2 解和掌握P3音乐播放器的工作原理、程 宝沿+上与市田 应用WIFI模块，1个STM32开发板工作在 基于FI模 AP模式，作为路由器，另一个ST32开发 10 块的无线数 板工作在STA模式，做为客户端，进行数 9 综合性 2 选修 据传输系统 据传输。了解和掌握WTFI无线数据传输 的工作原理和特点，了解和掌握IFI无
2 GPIO 端口 控 制流水灯闪 烁 实现 PA0 ～PA3 所接 4 个 LED 指示灯闪烁。 掌握 GPIO 的引脚功能，输入 /输出模式， 相关寄存器的配置与使用，GPIO 常用库函 数的使用。熟悉和掌握通用 GPIO 的应用， 3 设计性 1 必修 3 EXIT 外部中 断实验 按下 PC0 ～PC3 所接按键，触发外部中断， 中断服务程序中相应 PA0 ～PA3 所接 4 个 LED 指示灯状态改变，掌握 EXTI 配置、 NVIC 配置、中断服务程序的编写，外部中 断控制的应用。 3 设计性 1 必修 4 USART 同步 / 异步串行通 信实验 PC 上位 机通过 串口下 传一 个字符给 STM3 2 ，STM32 收到后再回传 PC。掌握 USART 基本工作原理，USART 寄存器配置， 波特率设置，掌握 USART 发送和接收数据 的过程，串口中断服务程序的编写，以及 收发功能的应用。 3 设计性 1 必修 5 定时器实验 了解 STM32 通用定时器的功能、结构、计 数模式，掌握定时时间的计算，掌握定时 器的配置，中断程序的编写，以及定时器 的应用。利用定时器 TIM2 产生中断，在 中断服务程序中，LED 指示灯以 2Hz 频率 闪烁。 3 设计性 1 必修 6 ADC 转换采 样数据实验 了解 STM32 A/D 转换器的硬件结构，基本 参数与功能，工作模式，掌握 ADC 初始化 配置，ADC 中断，ADC 程序设计与应用。 3 设计性 1 必修 7 基于 nRF24L01 模 块的近距无 线通信系统 两人一组，实现双方的数据发送与接收， 并在 LED 显示器上显示。了解和掌握近距 无线数据传输原理，了解和掌握 24L01 的 工作原理与特点，了解和掌握 24L01 的程 序设计与应用。 9 综合性 2 选修 8 基于 MF RC522 模块 的 RFID 读 写器 应用 MF RC522 RFID 模块，设计一个 RFID 读写器，实现对电子标签的读写操作，可 读取校园卡的 ID 等。了解和掌握 RFID 的 工作原理与特点，了解和掌握 RFID 的程 序设计与应用。 9 综合性 2 选修 9 MP3 音乐播 放器的设计 应用 VS1053B 音频编解码模块，设计一个 MP3 音乐播放器，实现 MP3 音乐播放。了 解和掌握 VS1053B 模块的特点和应用，了 解和掌握 MP3 音乐播放器的工作原理、程 序设计与应用。 9 综合性 2 选修 10 基于 WIF I 模 块的无线数 据传输系统 应用 WIFI 模块， 1 个 STM32 开发板工作在 AP 模式，作为路由器，另一个 STM32 开发 板工作在 STA 模式，做 为客户端，进行数 据传输。了解和掌握 WIFI 无线数据传输 的工作原理和特点，了解和掌握 WIFI 无 9 综合性 2 选修
线数据传输的程序设计与应用。 四、教学方法 授课方式： a.理论教学（采用多媒体课件讲授嵌入式系统概述、STM32MU软硬件设计原理等核心内 容，合理安排课外拓展学习，采用案例教学方式理论联系实际，培养学生创新能力)： b.实验教学（结合理论课教学内容，利用ST32开发板进行实验教学，培养学生嵌入式技 术方面的工程实践能力)： ©.答疑（每周安排固定的办公室时间，学生无需预约，可来教师办公室就课程内容进行讨 论，答疑内容包括讲授内容、实验等)： d.期末闭卷考试。 课程要求： a,理论教学：在理论课讲授环节中，注重概念解析，并以实际案例理论联系实际开展嵌入 式系统的软件和硬件设计，培养学生逻辑思维能力、工程观点和分析与解决问题能力。根据本 课程的特点，要求学生自主开展课程相关辅助材料自学： b.实验教学：要求学生遵守实验室的规章制度，建立良好的实验习惯，能够应用ST32开 发板和ARMKei】软件集成开发环境实践嵌入式系统软件和硬件设计方法，能够应用所学知识设 一个嵌入式系统，培养学生 独立进行设计和分析复杂工程问题的能力，培养学生撰写设计总 结报告的能力，并启发学生的创新思维、自主开展创新性实验活动。 五、 考核及成绩评定方式 1、考核方式 考核方式：闭卷笔试（期末），平时成绩（作业及出勤情况），实验成绩，实验报告。 成绩评定方式： 期末考试30%， 平时成绩20%，实验成绩35%，实验报告15%，比例可适当微调。 课程目标达成情况及考试成绩评定占比(%) 考试和评价方式成结上出() 课程教学目标 支撑毕业要求 成绩比例 期末考试平时成绩实验成锁实验报告 (%) 教学目标1、2 支撑毕业要求 12 8 40 1-2 教学目标3 支撑毕业要求 12 8 3.1 14 6 40 教学目标4 掉毕业要求 5-7 6 3 20 合计 30 20 35 15 100
线数据传输的程序设计与应用。 四、 教学方法 授课方式： a.理论教学（采用多媒体课件讲授嵌入式系统概述、STM32 MCU 软硬件设计原理等核心内 容，合理安排课外拓展学习，采用案例教学方式理论联系实际，培养学生创新能力）； b.实验教学（结合理论课教学内容，利用 STM32 开发板进行实验教学，培养学生嵌入式技 术方面的工程实践能力）； c.答疑（每周安排固定的办公室时间，学生无需预约，可来教师办公室就课程内容进行讨 论，答疑内容包括讲授内容、实验等）； d.期末闭卷考试。 课程要求： a.理论教学：在理论课讲授环节中，注重概念解析，并以实际案例理论联系实际开展嵌入 式系统的软件和硬件设计，培养学生逻辑思维能力、工程观点和分析与解决问题能力。根据本 课程的特点，要求学生自主开展课程相关辅助材料自学； b.实验教学：要求学生遵守实验室的规章制度，建立良好的实验习惯，能够应用 STM32 开 发板和 ARM Keil 软件集成开发环境实践嵌入式系统软件和硬件设计方法，能够应用所学知识设 计一个嵌入式系统，培养学生独立进行设计和分析复杂工程问题的能力，培养学生撰写设计总 结报告的能力，并启发学生的创新思维、自主开展创新性实验活动。 五、 考核及成绩评定方式 1、考核方式 考核方式：闭卷笔试（期末），平时成绩（作业及出勤情况），实验成绩，实验报告。 成绩评定方式：期末考试 30%，平时成绩 20%，实验成绩 35%，实验报告 15%，比例可适当微调。 课程目标达成情况及考试成绩评定占比（%） 课程教学目标 支撑毕业要求 考试和评价方式成绩占比（%） 成绩比例 期末考试 平时成绩 实验成绩 实验报告 （%） 教学目标 1、2 支 撑 毕业要求 1-2 12 8 14 6 40 教学目标 3 支 撑 毕业要求 3-1 12 8 14 6 40 教学目标 4 支 撑 毕业要求 5-2 6 4 7 3 20 合计 30 20 35 15 100
2、考核评价标准 期末考试考核评价标准 基本要求 达成情况评价标剂 成绩比 优秀0.9 良好0.7 合格>0.6不合格<0.6 例(%) 教学了解并掌握嵌 概念清晰，能 概念较清概念较清概念不清12 目标 入式系续设计 准确运用诚 断，能运用 晰尚能运 未掌握 1、2 的基本概 入式系统知 入式系纷 用嵌入式 入式系 ST32MCU最月 识，对系统该 知识，对系 知识，对系 系统、片内外计问题进行 统设计问 对系统设 统设计问题 设资源。 正确描述和 讲行正确描 计问题部 不能讲行描 表达 沫和表达。 分描述和 沫和表达。 教学 学习STM32M 熟练掌握 基本掌握 部分掌 不清楚 12 目标3的软件开发技 STM32MCU的 STM32 MCI STM32 MCU STM32 MCI 术，掌握利用C 数件设计 算件设计和 徵件设出 歡件设计知 语言设计 始积。并对精 绵程，并对 和编程 编程，不能 定的工程问 特定的 时特定工 并针 行分 问题进行分 程问题尚 问题进行分 相关应用问题 和说明。 析和说明。 能分析和 析和说明。 讲行分析。 说明。 教学学习嵌入式系运用的原理运用的原理 基本了解 不清楚原理6 目标4 统硬件设计 和方法准 和方法较准 和方法如何 STN32最小系 清晰，对电路 确清 电路的型 应用到其传 统硬件和外围 的原理和结 电路的原理 本原理和 的外围扩展 扩展单元设 构能很好理 和结物理醒 申路设计与 计，并运用嵌 解和掌握，并 和堂据，能 法，但不 分析中，无 入式系续敏饵 能灵活运用 坛用基础 够孰练 法对应用到 和硬件设 计技 基础知识为 识对应用雪 对应用型 问题进行 术解决实际工 应用型问题 问题进行部 问题解答 答。 程问题。 讲行解答。 分解答。 不准确。 实验成绩考核评价标准 评价标准 成绩比 基本要求 优秀 良好 合格 不合格 例(%)】 应用ST32开发板和AW 能根据实验能根据实 基本能根据 不能根据 Kei】集成开发环培.应 题求合理设 验要求合 实验要求设 实验要求 用所学理论知识，熟悉 计电路 理设计电 计电路， 给 设计电路 掌握STM32的片上资原 出实现刀 路，给出实 出实现) 给出实现 培养学生独立讲行设计 35 案：独立克 现方案：独 案：展本完 方案：不能 和分析工程问题的能力， 成实哈。时 立完成年 成工哈。时 完成士验 并启发学生的创新思维 实验结果能 验，对实 实验结果能 对实哈结 自主开展创新性实验活 进行有效分 结果进行 进行部分分 果没有分
2、考核评价标准 期末考试考核评价标准 基本要求 达成情况评价标准 成绩比 优秀>0.9 良好>0.7 合格>0.6 不合格<0.6 例（%） 教 学 目 标 1、2 了解并掌握嵌 入式系统设计 的基本概念， STM32 MCU最小 系统、片内外 设资源。 概念清晰，能 准 确 运用 嵌 入 式 系统 知 识，对系统设 计 问 题进 行 正 确 描述 和 表达。 概念较 清 晰，能运用 嵌入式系统 知识，对系 统设计问题 进行正确描 述和表达。 概念较清 晰,尚能运 用嵌入式 系统知识, 对系统设 计问题部 分描述和 表达。 概念不 清 晰，未掌握 嵌入式系统 知识，对系 统设计问题 不能进行描 述和表达。 12 教 学 目标 3 学习STM32 MCU 的软件开发技 术，掌握利用 C 语言设计 STM32 程序的 方法；并针对 相关应用问题 进行分析。 熟练掌握 STM32 MCU 的 软 件 设计 和 编程，并对特 定 的 工程 问 题 进 行分 析 和说明。 基本掌握 STM32 MCU 软件设计和 编程，并对 特定的工程 问题进行分 析和说明。 部分掌握 STM32 MCU 软件设计 和编程 , 对特定工 程问题尚 能分析和 说明。 不清楚 STM32 MCU 软件设计和 编程，不能 对特定工程 问题进行分 析和说明。 12 教 学 目标 4 学习嵌入式系 统 硬 件设 计 , STM32 最小系 统硬件和外围 扩展单元设 计，并运用嵌 入式系统软件 和硬件设计技 术解决实际工 程问题。 运 用 的原 理 和 方 法准 确 清晰，对电路 的 原 理和 结 构 能 很好 理 解和掌握，并 能 灵 活运 用 基 础 知识 对 应 用 型问 题 进行解答。 运用的原理 和方法较准 确清晰，对 电路的原理 和结构理解 和掌握，能 运用基础知 识对应用型 问题进行部 分解答。 基本了解 外围扩展 电路的基 本原理和 分析方 法，但不 够熟练， 对应用型 问题解答 不准确。 不清楚原理 和方法如何 应用到具体 的外围扩展 电路设计与 分析中，无 法对应用型 问题进行解 答。 6 实验成绩考核评价标准 基本要求 评价标准 成绩比 优秀 良好 合格 不合格 例（%） 实 验 成 绩 应用 STM32 开发板和 ARM Keil 集成开发环境，应 用所学理论知识，熟悉和 掌握 STM32 的片上资源， 培养学生独立进行设计 和分析工程问题的能力， 并启发学生的创新思维、 自主开展创新性实验活 能根据实验 要求合理设 计电路，给 出实现方 案；独立完 成实验，对 实验结果能 进行有效分 能根据实 验要求合 理设计电 路，给出实 现方案；独 立完成实 验，对实验 结果进行 基本能根据 实验要求设 计电路，给 出实现方 案；基本完 成实验，对 实验结果能 进行部分分 不能根据 实验要求 设计电路， 给出实现 方案；不能 完成实验， 对实验结 果没有分 35
动。支撑毕业要求1-2、析 分析。 析 3-1、5-2) 实验报告考核评价标准 评价标准 基本要求 成绩比 非悉 自b △收 不△收 例(%) 能运用嵌入 实验报告撰写规 实验报告撰写 实验报告撰写 实验报告 式系统设 范，内容完整 规范，内容较完 尚规范，内容 撰写不热 课程知识识 条理清浙：报告 整，条理清晰：报 基本完落：报 范或为提 别、判断和 中对实验过程叙 告中对实验过程 告中对实验过 交实验报 思考实验中 叙述较清晰，逻细 程氢术尚清晰 的现象 自己努力完 性较强，自己努力 已完成， 15 用方式（支 成， 没有抄装 完成，设有抄装 抄装。实验记 抄袭现象 撑毕业要求 实验记录正确 实验记录正确、完 录正确、完整 或为完成 1-2、3-1) 充分、完整，对 整，对实验结果有 对结果有一定 实验。 实验结果有分 分析，对结论说明 分析，无结论 析，有结论 不够 六、 教材及参考书目 教材： 1、陈志旺.STM32嵌入式微控制器快速上手（第2版）[].北京：电子工业出版社，2014 2、自编实验讲义 参考文献： 1、彭刚，秦志强.基于ARM Cortex-3的STM32系列嵌入式微控制器应用实践[.北京： 电子工业出版社，2011 2、李宁.基于MDK的STM32处理器开发应用[M0.北京：北京航空航天大学出版社，20O8 3、王水虹，徐炜，都立平.STM32系列ARM Cortex--3微控制器原理与实践M.北京：北京 航空航天大学出版社，200 4、蒙博字.STM32自学笔记[M.北京：北京航空航天大学出版社，2011 5、范书瑞，李琦，赵燕飞.Cortex--3嵌入式处理器原理与应用[W.北京：电子工业出版社， 2011
动。（支撑毕业要求 1-2、 3-1、5-2） 析。 分析。 析。 析。 实验报告考核评价标准 基本要求 评价标准 成绩比 优秀 良好 合格 不合格 例（%） 实 验 报 告 能运用嵌入 式系统设计 课程知识识 别、判断和 思考实验中 的现象和应 用方式（支 撑毕业要求 1-2、3-1） 实验报告撰写规 范，内容完整, 条理清晰；报告 中对实验过程叙 述清晰，逻辑性 强，自己努力完 成，没有抄袭。 实验记录正确、 充分、完整，对 实验结果有分 析，有结论。 实验报告撰写较 规范，内容较完 整，条理清晰；报 告中对实验过程 叙述较清晰，逻辑 性较强，自己努力 完成，没有抄袭。 实验记录正确、完 整，对实验结果有 分析，对结论说明 不够。 实验报告撰写 尚规范，内容 基本完整；报 告中对实验过 程叙述尚清晰, 自己完成，无 抄袭。实验记 录正确、完整， 对结果有一定 分析，无结论。 实验报告 撰写不规 范或为提 交实验报 告；不独 立完成,有 抄袭现象, 或为完成 实验。 15 六、 教材及参考书目 教材： 1、 陈志旺. STM32 嵌入式微控制器快速上手（第 2 版）[M]. 北京：电子工业出版社，2014 2、 自编实验讲义 参考文献： 1、 彭刚，秦志强. 基于 ARM Cortex-M3 的 STM32 系列嵌入式微控制器应用实践[M] . 北京： 电子工业出版社，2011 2、 李宁. 基于 MDK 的 STM32 处理器开发应用[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2008 3、 王永虹，徐炜，郝立平. STM32 系列 ARM Cortex-M3 微控制器原理与实践 [M]. 北京：北京 航空航天大学出版社，2008 4、 蒙博宇. STM32 自学笔记[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2011 5、 范书瑞，李琦，赵燕飞. Cortex-M3 嵌入式处理器原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社， 2011
