《嵌入式系统设计》教学大纲一、课程基本信息课程类别专业课程课程性质理论课程属性选修课程名称嵌入式系统设计课程英文名称The principle of Embedded Microprocessor System Design课程编码F10ZX11E适用专业电子信息工程考核方式考试先修课程程序设计基础总学时48学分3理论学时36实验学时/实训学时/实践学时/上机学时实验学时：12开课单位智能制造学院二、课程简介《嵌入式系统设计》是电子信息工程等专业的专业拓展选修课程该课程主要学习 嵌入式系统原理及设计方法，内容包括：嵌入式系统概述、嵌入式系统的开发模式与方 法、ARM微处理器处理器的体系结构及其指令系统、ARM应用软件开发环境、应用接 口设计、通信接口设计通过本课程的学习了解嵌入式系统的基本设计方法，掌握常用 嵌入式系统的基本结构、原理和应用方法，了解嵌入式系统设计及应用的新进展及发展 趋势，培养学生合理选用嵌入式系统芯片、设计应用电路的能力，并能够初步应用于工 程实践之中三、课程教学目标课程教学目标支撑人才培养规格指标点支撑人才培养规格知 识 目 标目标1：了解嵌入式系统的基本概念和嵌入式 系统的开发模式与方法；掌握ARM微 处理器处理器的体系结构及其指令系 统、ARM应用软件开发环境、应用接 口设计、通信接口设计：掌握嵌入式系 统的C语言程序设计技术和编程方法；掌 握嵌入式系统开发的设计思想和实现4-1：具备应用数学、自然 科学、工程科学基本原理 及专业知识，对电子信息 领域相关应用系统的设 计、开发中出现的问题， 进行有效的描述、分析、 推理及解决。
5-1：掌握电子信息专业的4 .问题分析5 .设计与开发方法基本概念、基本理论及基 本方法能 力 目 标目标2：能熟练使用Keil uVision.STM32CubeMX软件；具备嵌入式系统软硬 件设计的基本知识和调试的基本技能； 能综合运用嵌入式系统知识解决实际工 程问题，进行嵌入式系统设计和开发5-2：具备电子信息领域中 综合类实践的设计、开发 和调试能力5-3：具备参与电子信息领 域相关应用系统的软硬件 设计、开发与调试的能力7-2： 了解电子信息产业的 发展趋势及前沿动态，能 够选择与使用恰当的技 术、资源、现代工程工具 和信息技术工具，进行电 子信息领域应用系统的开 发、设计、监控、调试或 运行维护等5.设计与开发7.掌握现代工 具素 质 目 标目标3：锻炼学生的实际动手能力，启迪学生的 创新意识与思维，并注意渗透思想教育， 构建热爱科学，实事求是的学风和创新 精神；进一步培养学生的辨证思维，加 强学生的职业道德观念，促使学生素质 的全面提高5-4：具备进行电子产品开 发与设计、技术改造与创 新等、解决实际工程应用 问题的能力5.设计与开发四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略(-)理论教学教学模块学时主要教学内容与策略学习任务 安排支撑课程目标嵌入式系 统概述4重点：嵌入式系统的概念；嵌入式系统的组成和类 型；嵌入式系统的应用领域及发展趋势；嵌入式系 统开发流程；难点：嵌入式系统开发流程。
思政元素：通过嵌入式系统的发展概述，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当教学方法与策略：重点讲解、启发引导、讨论法课前:预 习课堂:思 考做好 笔记课后:作 业目标1目标2ARM Cortex-M3 内核与 STM324重点：ARM体系结构；Cortex-M3的内核结构、寄 存器组、存储结构及NVIC； STM32微控制器内部结 构，包括系统总线、存储结构及时钟系统难点：STM32微控制器内部结构，包括系统总线、 存储结构及时钟系统思政元素：通过分析“ARM系统结构及基于arm架构 的芯片”，引导学生讨论“我国自主芯片供应”的 问题，激发学生“积极乐观，勇于奋斗”的人生态 度教学方法与策略：启发引导和归纳总结课前:预 习课堂:思 考做好 笔记课后:作 业目标1STM32微控 制器及开 发环境搭 建8重点：了解STM32的性能参数,能够进行基本的器 件选型；STM32的三种开发方式，即寄存器方式、 标准外设库方式和HAL库方式；独立搭建STM32的开 发环境，掌握keil的调试方法；难点：独立搭建STM32的开发环境，掌握keil的调 试方法思政元素：通过“STM32的性能参数以及嵌入式系 统的的器件选型”的讲解，引导学生养成“科学 严谨”的做事态度。
教学方法与策略：启发引导和归纳总结课前:预 习课堂:思 考做好 笔记课后:作 业目标1目标2STM32最小 系统与嵌 入式C语言6重点：STM32最小系统设计；嵌入式C语言的程序结 构；嵌入式C语言的条件编译；分析HAL库文件源码 难点：STM32最小系统设计;嵌入式C语言的程序结 构；思政元素：通过“嵌入式C语言标准的数据结构”的讲解，引导学生养成“科学严谨”的做事 态度教学方法与策略：启发引导和归纳总结课前:预 习课堂:思 考做好 笔记 课后:作 业目标1目标2目标3通用输入输出GPIO模块4重点：STM32F103微控制器GPIO的内部结构、工作 模式和使用特性；GPIO的输入输出模式；STM32E103 微控制器GPIO相关的标准外设库函数和HAL库函 数；难点：STM32F103微控制器GPIO相关的标准外设 库函数和HAL库函数；教学方法与策略：问题发现法；师生互动启发法课前:预 习课堂:思 考做好 笔记课后:作 业目标1 目标2目标3中断4重点：中断概念、中断源的分类；STM32F1O3微控 制器的中断类型、优先级概念和中断向量表； STM32F103微控制器的NVIC中断结构和特点； STM32F103微控制器EXTI的内部结构、工作原理和 特性；NVIC和EXTI相关的标准外设库函数和HAL库课前:预 习课堂:思 考做好 笔记目标1目标2目标3函数；STM32的中断配置过程；基于标准外设库函 数进行外部中断的嵌入式系统开发；基于HAL库进 行外部中断的嵌入式系统开发。
难点：中断控制的应用思政元素：通过中断优先级的知识，类比引导学 生合理的设置好大学生活中的“优先级”教学方法与策略：问题发现法；师生互动启发法课后:作 业串口通信6重点：常见的串行通信接口；标准外设库和HAL库 中有关USART的库函数；ST.M32F103微控制器USART 标准外设库异步模式的配置方法；难点：串行通信典型工作方式的基本原理、控制 方法及程序实现思政元素：通过“嵌入式系统串行通信的概述”， 引申到“我国的5G领先技术”，激发学生强烈的民 族自豪感，和科技报国的使命担当教学方法与策略：师生互动启发法课前:预 习课堂:思 考做好 笔记 课后:作业目标1目标2目标3（二）实践教学实践 类型项目名称学时主要教学内容项目 类型项目要求支撑课程目标实 验点亮LED实 验2重点：熟悉 Keil uVision、 STM32CubeMX等软件界面；了解 STM32F103xx系列芯片;学会点亮LED 的基本实验,掌握利用Koi 1 uVision5 下载程序到STM32芯片中以及嵌入式 系统程序仿真运行方法；难点：利用Keil uVision5下载程序到 STM32芯片以及软件、硬件的搭建和配 置的方法。
思政元素：要求学生具有认真、严谨、 细致的科学态度及团队合作精神验证实验2人 一组，完 成实验报 实验 报告须有 详细的实 验记录O目标2目标3实 验按键控制 实验2重点：学习STM32引脚输出使用方法； 学习嵌入式系统C语言编程方法并且 编写一段C语言程序；实现按键控制 LED灯的功能难点：实验平台板的G P 10 口基本输 入输出功能的综合应用（按键和LED 灯的应用）设计实验2人 一组，完 成实验报 告实验 报告须有 详细的实 验记录目标1目标2目标3实 验中断控制 实验2重点:学习STM32中断相关配置和使 用方法;学习嵌入式系统C语言编程 方法并且编写C语言程序利用中断的 方式实现控制LED灯的功能难点：STM32中断相关配置和使用方法设计实验2人 一组，完 成实验报 告实验 报告须有目标1 目标2 目标3在条件许可的情况下，实验课和粤签公司开展校企合作的形式进行详细的实 验记录实 验串口通信实验2重点：掌握串行的通信方式设置及配置 方法;掌握STM32的USART串口通讯协议 的使用、编程控制和硬件实现方法难点：STM32的USART串口通讯协议的使 用、编程控制和硬件实现方法。
思政元素：要求学生具有认真、严谨、 细致的科学态度及团队合作精神设计实验2人 一组，完 成实验报 告实验 报告须有 详细的实 验记录目标1 目标2 目标3实 验I2C-EEPR0M实验2重点：学习12c通信相关知识，使用 STM32CubeMX配置,生成基于HAL库 Keil uVision工程；实现EEPROM读写 的功能难点：使用STM32CubeMX生成基于HAL 库Keil uVision工程实现EEPROM读写 的功能思政元素：要求学生具有认真、严谨、 细致的科学态度及团队合作精神设计实验2人 一组，完 成实验报 告实验 报告须有 详细的实 验记录目标1目标2目标3实 验呼吸灯实 验2重点:学习STM32的PWM相关配置和 使用方法；学习嵌入式系统C语言编 程方法并且编写C语言程序实现控制 LED灯实现呼吸灯效果的难点：STM32的PWM相关配置和使用方 法思政元素：事物间相互转化及转化 条件等辩证唯物主义观点设计实验2人 一组，完 成实验报 告实验 报告须有 详细的实 验记录目标1 目标2 目标3备注：项目类型填写验证、综合、设计、训练等五、学生学习成效评估方式及标准考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。
在本课程中，学生的最终成绩是由平时成绩、实验成绩、期末成绩等3个部分组成1 .平时成绩（占总成绩的20冬）：采用百分制平时成绩分为考勒（占20%）、课堂表现（40%）.作业（占40%）三个部分评分标准如下表：等级评分标准1.考勤；2.课堂表现；3.作业优秀 （90 〜100 分）1 .考勤无迟到、缺勤2 .认真听课、非常积极的参与课堂互动或提出有质量的问题交流3 . 90%以上的习题解答正确良好1 .迟到、缺勤占考勤记录的10%2 .认真听课、较积极的参与课堂互动或课后交流80〜89分）3. 80%以上的习题解答正确中等（70〜79分）1 .迟到、缺勤占考勤记录的20%2 .较认真听课、参与课堂互动或课后交流的主动性一般3 . 70%以上的习题解答正确及格（60〜69分）1 .迟到、缺勤占考勤记录的30%2 .听课认真程度一般，参与课堂互动主动性不够。