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《嵌入式系统设计》课程教学大纲理论课学实践课学适用专业层次总学时学分课程性质时时专业方向课(专业电子信息工程本科4024644课)先修课程语言程序设计,单片机原理与应用,体系结构与编程C ARM
一、课程简介该课程主要以公司的微控制器为对象讲解嵌入式系统的设计方法和设计实例ARM STM32F429重点讲述嵌入式系统的基础知识、体系架构、为微控制器内部构造及其常用的片ARMcortex-M STM32F429上外设结构、应用实例、程序开发方法通过本课程的学习,使学生基本掌握嵌入式系统的构成,嵌入式系统软件、硬件系统的设计,进而为后续嵌入式系统的学习打好基础
二、IntroductionThis coursemainly takesstm32f429microcontroller ofarm companyas theobject toexplain the designmethod anddesign exampleof embedded system.It focuseson thebasic knowledgeof embeddedsystem,armCortex-M architecture,stm32f429as theinternal structureof microcontrollerand itscommonly usedon-chipperipheral structure,application examplesand programdevelopment methods.Through thestudy ofthis course,students canbasically masterthe compositionof embeddedsystem,thedesignof embeddedsystem softwareandhardware system,and thenlay agood foundationfor subsequentembeddedsystemlearning.
三、课程的目的和任务目的和任务1是公司基于公司系列内核设计的一款位微控制器因其具有优秀STM32F429ST ARM Cortex-M32的配套程序库和丰富的参考设计资源,现在被嵌入按时系统设计者广泛学习及推广学习这门课程是掌握嵌入式系统设计的必不可少的工具与手段,是电子类专业和计算机专业的一门必修课,是电子类专业基础课程的重要组成部分完成培养方案中哪项基本素质要求和业务培养要求2基本素质要求掌握本学科必需的基本理论、基础知识、基本技能,了解相关学科的基本原理和方法,具有独立获取、更新知识的能力,具有团队合作精神、开拓进取的精神培养学生扎实地掌握本专业的知识和理论,掌握本专业必需的实验、实践技能,了解本专业科学技术的新发展,获得初步的科学研究、工程实践能力,具有能综合应用所学知识独立地分析解决问题、独立地进行科技开发业务培养要求熟练掌握嵌入式系统及体系架构的基础知识及结构原理ARM cortex-M熟练掌握为微控制器内部构造,并利用常用的片上外设结构实现编程能力STM32F429掌握、、、、、的基础知识和编程应用能力USART DMAADC DACI2C SPI学时分配序教学内容号讲课实验其他1第章嵌入式系统1202第章结构2ARM Cortex-M403第章微控制器3STM32F429204第章启动文件和4SysTick205第章5GPIO486第章6NVIC207第章7EXIT248第章时钟系统8209第章定时器系统94410第章控制器10DMA2011第章11USART4412第章12ADC2413第章13DAC2014第章控制器1412c2015第章控制器15SPI2016第章外部存储控制器162017第章控制器自学17LCD00合计4024机动0
四、课程学时分配表
五、课程教学内容和教学基本要求第章嵌入式系统1本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时2002教学重点嵌入式发展方向、嵌入式系统的基本构造教学难点嵌入式系统的软硬件构造主要教学内容及要求了解嵌入式系统现状、嵌入式系统技术发展方向、掌握典型嵌入式系统基本结构;第章结构2ARMCortex・M本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时44教学重点微处理器的基本构造、构造特点、指令集类型;STM32教学难点:流水线概念及与的区别CISC RISC主要教学内容及要求了解嵌入式处理器的类型、内部构造、指令集类型掌握存储器STM32CPU\配置类型;第章微控制器3STM32F429本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时42教学重点微处理器的基本构造、构造特点、指令集类型;内部存储器结构、存储STM32STM32F4器的类型、特点及使用方法;教学难点存储系统扩展方法及的存取策略Cache主要教学内容及要求内部存储器的分块及作用、、、、、STM32F4SRAM DRAMEEPROM NORFlash以及的特点及使用配置方法;掌握内部存储器的分块及作用常用存储器类NAND FlashCash STM32F4总计64型、特性及其使用配置方法第章启动文件和4SysTick本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时22教学重点掌握的上电后的启动过程节拍计数器的应用STM32SysTick教学难点启动文件代码的理解,节拍计数器的编程应用SysTick主要教学内容及要求掌握的上电后的启动过程了解启动文件代码;掌握利用计数STM32SysTick器的配置过程及配置函数掌握计数器的应用编程SysTick第章5GPIO本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时448教学重点掌握的结构原理;掌握的常用库函数;掌握的应用编程GPIO GPIO GPIO教学难点的结构原理及编程方式GPIO主要教学内容及要求掌握的结构原理(输入输出配置);了解的常用寄存器及设置方GPIO GPIO法掌握的常用库函数;掌握的应用编程(点亮灯、读取按键值)GPIOGPIO LED第章6NVIC本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时22教学重点掌握的结构、掌握中断优先级分组NVIC教学难点理解掌握中断优先级分组、的配置NVIC主要教学内容及要求掌握的结构、掌握中断优先级分组、的配置步骤及相应的配置库NVIC NVIC函数第章7EXIT本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时226教学重点掌握中断的结构、掌握中断的配置教学难点理解掌握中断的结构、中断的配置主要教学内容及要求掌握中断的结构、掌握中断配置步骤及相应的配置库函数第章时钟系统8本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时22教学重点掌握时钟的结构、掌握时钟的配置教学难点理解掌握时钟的结构、时钟的配置主要教学内容及要求掌握时钟的结构、掌握时钟配置步骤及相应的配置库函数第章定时器系统9本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时428教学重点掌握时钟的结构、掌握基本时钟功能、捕抓/比较功能、编码器模式教学难点理解掌握时钟的结构、时钟的配置主要教学内容及要求掌握时钟的结构、掌握基本时钟功能、捕抓/比较功能、编码器模式;掌握基本时钟功能、捕抓/比较功能、编码器模式的配置步骤及相应的配置库函数基本定时功能、波产生PWM第章控制器10DMA本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时22教学重点掌握的结构及工作原理、掌握的配置DMA DMA教学难点理解掌握的结构及工作原理、的配置DMA DMA主要教学内容及要求掌握的结构及工作原理;掌握的配置步骤及相应的配置库函数DMA DMA第章11USART本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时2026教学重点掌握的结构及工作原理、掌握的配置USART USART教学难点理解掌握的结构及工作原理、的配置USART USART主要教学内容及要求掌握的结构及工作原理;掌握的配置步骤及相应的配置库函USART USART数第章12ADC本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时22教学重点掌握的结构及工作原理、掌握的配置ADC ADC教学难点理解掌握的结构及工作原理、的配置ADC ADC主要教学内容及要求掌握的结构及工作原理;掌握的配置步骤及相应的配置库函数ADC ADC第章13DAC本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时2026教学重点掌握的结构及工作原理、掌握的配置DAC DAC教学难点理解掌握的结构及工作原理、的配置DAC DAC主要教学内容及要求掌握的结构及工作原理;掌握的配置步骤及相应的配置库函数DAC DAC第章控制器14I2C本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时22教学重点掌握的结构及工作原理、掌握的配置12c12c教学难点理解掌握的结构及工作原理、的配置12c12c主要教学内容及要求掌握的结构及工作原理;掌握的配置步骤及相应的配置库函数12c12c第章控制器15SPI本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时22教学重点掌握控制器的结构及工作原理、掌握控制器的配置SPI SPI教学难点理解掌握控制器的结构及工作原理、控制器的配置SPI SPI主要教学内容及要求掌握控制器的结构及工作原理;掌握控制器的配置步骤及相应的配置SPI SPI库函数第章外部存储控制器16本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时202教学重点掌握外部存储控制器的结构及工作原理、掌握外部存储控制器的配置教学难点理解掌握外部存储控制器的结构及工作原理、外部存储控制器的配置主要教学内容及要求掌握外部存储控制器的结构及工作原理;掌握外部存储控制器的配置步骤及相应的配置库函数第章控制器17LCD本章理论教学学时,习题次,实验次,共学时000教学重点掌握控制器的结构及工作原理、掌握控制器的配置LCD LCD教学难点理解掌握控制器的结构及工作原理、控制器的配置LCD LCD主要教学内容及要求掌握控制器的结构及工作原理;掌握控制器的配置步骤及相应的配LCD LCD置库函数
六、实验课时安排本课程实验课共安排次实验课,每次学时,共计学时具体实验内容请参考《嵌入式系统6424设计》实验教学大纲及实验指导书中实验内容选择安排实验课学时分配表学时分配序号教学内容讲课实验其他实验一通用输出功能-点亮灯1GPIO LED0424实验二通用输入功能-按键控制灯GPIOLED0实验三外部中断应用104实验四定时器的应用204实验五外部中断应用编程304实验六应用4ADC04合计032机动0总i\32
七、课程考核办法本课程的成绩由考试成绩、实验成绩和平时作业部分组成,按百分制计,其中:3考试成绩占(理论考试成绩通过期末闭卷考试方式评定)70%实验成绩占20%平时作业成绩占(按每次作业完成情况级到课情况评定)10%
八、教材及主要参考书目教材《嵌入式系统设计(基于)》,徐灵飞,电子工业出版社STM32F4,
2020.8。