《嵌入式应用开发》课程教学大纲

《嵌入式应用开发》课程教学大纲课程名称：嵌入式应用开发参考学时数和学分：本课程计划72学时，4学分实验或上机参考学时：40学时先修及后续课程要求：数字电路、微机原理、单片机原理与应用、C语言程序设计一、课程的性质和任务《嵌入式应用开发》是高职高专院校计算机应用、通信技术及相关专业的一门专业必修课。研究和开发嵌入式系统及其产品，逐渐成为当前热点之一，本课程是研究嵌入式系统理论的入门课程是电子类专业的一门专业课。通过本课程的学习，要求学生能够掌握嵌入式系统的基本概念，基本理论和基本分析方法，能够初步掌握嵌入式系统开发的基本方法，为开发和设计嵌入式系统奠定坚实的基础。本课程是依据社会对嵌入式应用、嵌入式开发等高技能型人才的需求而在我校计算机应用、电子类相关专业开设的一门教改试点课。二、基本要求（一）掌握嵌入式系统的概念，掌握嵌入式计算的特点，了解嵌入式系统的发展和应用，（二）掌握嵌入式系统的设计过程。（三）掌握ARM微处理器结构特点，理解其内部功能框图。掌握ARM微处理器的寻址方式。（四）掌握32位的ARM指令集；了解ARM汇编程序规范，了解汇编程序的特点，理解混合汇编。（五）掌握STM32F1XX系列处理器的开发应用。（六）掌握统一建模语言的概念、组成及使用。（七）综合应用，实例分析设计一个体现单片机综合应用的MP3系统（或其他应用）。三、与其它课程的关系本课程的先修课程包括"数字电路”、”微机原理”、”单片机原理与应用”。本课程的学习应在学生掌握一定计算机基本软件和硬件知识的基础上进行。本课程为后续的嵌入式C语言程序设计”等课程打下了必要的理论基础。四、教学内容（一）初识ARM嵌入式系统1.ARM嵌入式系统简介ARM嵌入式的发展历程及其应用ARM嵌入式的性能特性ARM嵌入式系统的开发要点常用车载ARM嵌入式芯片STM32F103XX2.ARM嵌入式系统的开发环境KeilMDK简介KeilMDK开发步骤3.ARM嵌入式系统的硬件构成

《嵌入式应用开发》课程教学大纲 课程名称：嵌入式应用开发 参考学时数和学分：本课程计划72学时，4学分 实验或上机参考学时：40学时 先修及后续课程要求：数字电路、微机原理、单片机原理与应用、C语言程序设计 一、课程的性质和任务 《嵌入式应用开发》是高职高专院校计算机应用、通信技术及相关专业的一门专业必修课。研 究和开发嵌入式系统及其产品,逐渐成为当前热点之一，本课程是研究嵌入式系统理论的入门课程， 是电子类专业的一门专业课。通过本课程的学习，要求学生能够掌握嵌入式系统的基本概念,基本理 论和基本分析方法，能够初步掌握嵌入式系统开发的基本方法，为开发和设计嵌入式系统奠定坚实 的基础。本课程是依据社会对嵌入式应用、嵌入式开发等高技能型人才的需求而在我校计算机应 用、电子类相关专业开设的一门教改试点课。 二、基本要求 （一）掌握嵌入式系统的概念，掌握嵌入式计算的特点，了解嵌入式系统的发展和应用。 （二）掌握嵌入式系统的设计过程。 （三）掌握ARM微处理器结构特点，理解其内部功能框图。掌握ARM微处理器的寻址方式。 （四）掌握32位的ARM指令集；了解ARM汇编程序规范，了解汇编程序的特点，理解混合汇 编。 （五）掌握STM32F1XX系列处理器的开发应用。 （六）掌握统一建模语言的概念、组成及使用。 （七）综合应用，实例分析 设计一个体现单片机综合应用的MP3系统（或其他应用）。 三、与其它课程的关系 本课程的先修课程包括"数字电路"、"微机原理"、"单片机原理与应用"。本课程的学习应在学 生掌握一定计算机基本软件和硬件知识的基础上进行。本课程为后续的"嵌入式C语言程序设计"等课 程打下了必要的理论基础。 四、教学内容 （一）初识ARM嵌入式系统 1.ARM嵌入式系统简介 ARM嵌入式的发展历程及其应用 ARM嵌入式的性能特性 ARM嵌入式系统的开发要点 常用车载ARM嵌入式芯片STM32F103XX 2.ARM嵌入式系统的开发环境 Keil MDK简介 Keil MDK开发步骤 3.ARM嵌入式系统的硬件构成

ARM嵌入式处理器结构ARM嵌入式处理器中的指令ARM硬件配置4.ARM嵌入式系统开发实例&mdash；&mdash；车载嵌入式芯片STM32F103XX系统资源与性能参数系统硬件设计系统外围接口(二)ARM指令系统1.ARM指令系统简介ARM汇编语言的基本语法ARM汇编指令中的后缀ARM汇编指令的书写格式2.ARM指令集的基本概念ARM指令的基本格式ARM指令中的条件执行ARM指令中的S标志3.ARM指令集的类型跳转指令算术运算指令逻辑运算指令存储器访问指令数据传送指令协处理器指令异常中断产生指令ARM指令小结4.Thumb指令集Thumb指令的基本概念Thumb指令集的结构Thumb状态下的寄存器Thumb指令集的类型Thumb指令小结（三）STM32技术基础1.STM32F103XX系统简介STM32F103XX系列处理器芯片STM32F103XX器件信息2.STM32F103XX引脚信息3.STM32F103XX的内部结构STM32F103XX芯片总体结构STM32F103XX片上F1ash程序存储器STM32F103XX片内静态RAM4.STM32F103XX存储器映射存储系统中的大/小端配置系统存储器的映射系统存储器的访问属性

ARM嵌入式处理器结构 ARM嵌入式处理器中的指令 ARM硬件配置 4.ARM嵌入式系统开发实例——车载嵌入式芯片STM32F103XX 系统资源与性能参数 系统硬件设计 系统外围接口 （二） ARM指令系统 1.ARM指令系统简介 ARM汇编语言的基本语法 ARM汇编指令中的后缀 ARM汇编指令的书写格式 2.ARM指令集的基本概念 ARM指令的基本格式 ARM指令中的条件执行 ARM指令中的S标志 3.ARM指令集的类型 跳转指令 算术运算指令 逻辑运算指令 存储器访问指令 数据传送指令 协处理器指令 异常中断产生指令 ARM指令小结 4.Thumb指令集 Thumb指令的基本概念 Thumb指令集的结构 Thumb状态下的寄存器 Thumb指令集的类型 Thumb指令小结 （三）STM32技术基础 1.STM32F103XX系统简介 STM32F103XX系列处理器芯片 STM32F103XX器件信息 2.STM32F103XX引脚信息 3.STM32F103XX的内部结构 STM32F103XX芯片总体结构 STM32F103XX片上Flash程序存储器 STM32F103XX片内静态RAM 4.STM32F103XX存储器映射 存储系统中的大／小端配置 系统存储器的映射 系统存储器的访问属性

系统存储器的地址重映射系统存储中止的异常5.STM32F103XX的系统控制模块晶体振荡器外部中断输入系统的启动模式系统锁相环PLL系统休眠与低功耗系统复位系统时钟分频系统掉电检测与控制6.STM32F103XX向量中断控制器中断的概念与类型外部中断／事件控制器的特点与结构EXTI的寄存器中断的处理过程（四）STM32F103XX程序设计1.STM32F103XX处理器的汇编程序开发框架ARM汇编语言中的代码程序段ARM汇编语言中的数据程序段ARM汇编语言中的宏定义ARM汇编语言中的符号数据2.STM32F103XX处理器的数据操作C语言中的数据类型C语言中数据的输入/输出格式C语言中变量和常量C语言中的整型数据C语言中的实型数据C语言中的字符型数据C语言中的字符串常量不同类型数据之间的混合运算3.STM32F103XX处理器的数据运算ARM程序代码中的算术运算符算术运算符的优先级和结合性数据类型的强制转换自增与自减操作赋值运算符和赋值表达式逗号运算符4.STM32F103XX的流程控制语句ARM中的if条件判断语句ARM中的switch分支选择语句ARM中的循环控制语句（五）STM32F103XX功能模块1.ARM处理器的选型与功能模块

系统存储器的地址重映射 系统存储中止的异常 5.STM32F103XX的系统控制模块 晶体振荡器 外部中断输入 系统的启动模式 系统锁相环PLL 系统休眠与低功耗 系统复位 系统时钟分频 系统掉电检测与控制 6.STM32F103XX向量中断控制器 中断的概念与类型 外部中断／事件控制器的特点与结构 EXTI的寄存器 中断的处理过程 （四） STM32F103XX程序设计 1.STM32F103XX处理器的汇编程序开发框架 ARM汇编语言中的代码程序段 ARM汇编语言中的数据程序段 ARM汇编语言中的宏定义 ARM汇编语言中的符号数据 2.STM32F103XX处理器的数据操作 C语言中的数据类型 C语言中数据的输入／输出格式 C语言中变量和常量 C语言中的整型数据 C语言中的实型数据 C语言中的字符型数据 C语言中的字符串常量 不同类型数据之间的混合运算 3.STM32F103XX处理器的数据运算 ARM程序代码中的算术运算符 算术运算符的优先级和结合性 数据类型的强制转换 自增与自减操作 赋值运算符和赋值表达式 逗号运算符 4.STM32F103XX的流程控制语句 ARM中的if条件判断语句 ARM中的switch分支选择语句 ARM中的循环控制语句 （五）STM32F103XX功能模块 1.ARM处理器的选型与功能模块

ARM处理器的性能参数ARM处理器的外部接口ARM处理器的芯片封装STM32F103XX系列ARM处理器2.GPI0接口模块GPIO引脚特性GPIO引脚描述GPIO引脚函数库GPIO的硬件电路3.ADC（模数转换）模块ADC特性ADC引脚的描述ADC库函数ADC硬件电路4.EXTI中断模块外部中断／事件的分类外部中断/事件的结构外部中断／事件的执行顺序与嵌套外部中断／事件的选择外部中断／事件库函数外部中断/事件硬件电路5.高级控制定时器TIM1TIMI的结构特性TIM1的功能TIM1的控制寄存器TIM1库函数的功能说明6.通用定时器TIMxTIMx的结构特性TIMx的功能TIMx的控制寄存器（六）STM32F103XX功能模块1.实时时钟模块RTC实时时钟的功能特性RTC实时时钟的结构RTC寄存器的操作方式RTC实时时钟的寄存器RTC实时时钟的库函数2.看门狗WatchDog模块STM32系列处理器中的看门狗独立看门狗的功能特性独立看门狗的寄存器独立看门狗的库函数窗口看门狗的功能特性窗口看门狗的寄存器窗口看门狗的库函数

ARM处理器的性能参数 ARM处理器的外部接口 ARM处理器的芯片封装 STM32F103XX系列ARM处理器 2.GPIO接口模块 GPIO引脚特性 GPIO引脚描述 GPIO引脚函数库 GPIO的硬件电路 3.ADC（模数转换）模块 ADC特性 ADC引脚的描述 ADC库函数 ADC硬件电路 4.EXTI中断模块 外部中断／事件的分类 外部中断／事件的结构 外部中断／事件的执行顺序与嵌套 外部中断／事件的选择 外部中断／事件库函数 外部中断／事件硬件电路 5.高级控制定时器TIM1 TIM1的结构特性 TIM1的功能 TIM1的控制寄存器 TIM1库函数的功能说明 6.通用定时器TIMx TIMx的结构特性 TIMx的功能 TIMx的控制寄存器 （六）STM32F103XX功能模块 1.实时时钟模块 RTC实时时钟的功能特性 RTC实时时钟的结构 RTC寄存器的操作方式 RTC实时时钟的寄存器 RTC实时时钟的库函数 2.看门狗WatchDog模块 STM32系列处理器中的看门狗 独立看门狗的功能特性 独立看门狗的寄存器 独立看门狗的库函数 窗口看门狗的功能特性 窗口看门狗的寄存器 窗口看门狗的库函数

3.USART串口通信模块USART的功能特性USART的字符描述USART的发送器USART的接收器USART的中断请求USART的寄存器USART的库函数4.CAN通信模块CAN的功能结构CAN的运行模式CAN的功能描述CAN的寄存器CAN的库函数（七)STM32F103XX内部资源的C编程实例1.基于STM32F103XX的车载温／湿度检测仪的设计项目内容的概述项目需求分析2.系统硬件电路设计系统电源设计传感电路及运放电路的设计DS18B20数字式温度传感器的电路设计SHTXX数字式湿度传感器的电路设计串口通信与BOOT启动电路的设计人机交互界面3.系统软件工程的设计（八）STM32F103XX外部接口的C编程实例1.基于TFT触摸屏的汽车故障在线检测诊断教学平台设计项目内容概述项目需求分析2.系统硬件电路设计系统电源设计系统逻辑控制电路设计TFTLCD触摸屏电路设计串口通信电路与JTAG电路3.系统软件工程设计五、实践教学环节详见实验教学大纲六、教学建议本门课程采用课堂讲授、实验结合的方式授课，课堂教学采用多媒体教学手段，并辅之以课堂讨论以及实验教学。理论课时18；实验课时40。七、考试与成绩评定

3.USART串口通信模块 USART的功能特性 USART的字符描述 USART的发送器 USART的接收器 USART的中断请求 USART的寄存器 USART的库函数 4.CAN通信模块 CAN的功能结构 CAN的运行模式 CAN的功能描述 CAN的寄存器 CAN的库函数 （七） STM32F103XX内部资源的C编程实例 1. 基于STM32F103XX的车载温／湿度检测仪的设计 项目内容的概述 项目需求分析 2. 系统硬件电路设计 系统电源设计 传感电路及运放电路的设计 DS18B20数字式温度传感器的电路设计 SHTXX数字式湿度传感器的电路设计 串口通信与BOOT启动电路的设计 人机交互界面 3.系统软件工程的设计 （八）STM32F103XX外部接口的C编程实例 1.基于TFT触摸屏的汽车故障在线检测诊断教学平台设计 项目内容概述 项目需求分析 2.系统硬件电路设计 系统电源设计 系统逻辑控制电路设计 TFT LCD触摸屏电路设计 串口通信电路与JTAG电路 3.系统软件工程设计 五、实践教学环节 详见实验教学大纲 六、教学建议 本门课程采用课堂讲授、实验结合的方式授课，课堂教学采用多媒体教学手段，并辅之以课堂 讨论以及实验教学。理论课时18；实验课时40。 七、考试与成绩评定

本课程为考查课。考核形式采用过程考核，分为：平时成绩、实验操作、阶段性考核三部分。（一）平时成绩：考勤、提问、表现。共30分。（二）实验操作：每个实验都需交一个实验报告，并对操作过程进行评分，共40分。（三）阶段性考核：以工程配置、设计、管理题为主。共30分。八，指定教材与教学参考书[1]嵌入式系统导论.探矽工作室主编.中国铁道出版社.2005[2]嵌入式系统设计．【美]ArnoldBerger.电子工业出版社.2002年[3]单片机与嵌入式：STM32库开发实战指南.刘火良，杨森编著.机械工业出版社.2011年[4]STM32嵌入式微控制器快速上手.陈志旺等编著.电子工业出版社.2014年

本课程为考查课。考核形式采用过程考核，分为：平时成绩、实验操作、阶段性考核三部分。 （一）平时成绩：考勤、提问、表现。共30分。 （二）实验操作：每个实验都需交一个实验报告，并对操作过程进行评分，共40分。 （三）阶段性考核：以工程配置、设计、管理题为主。共30分。 八、指定教材与教学参考书 [1]嵌入式系统导论.探矽工作室主编.中国铁道出版社.2005   [2]嵌入式系统设计. [美]Arnold Berger.电子工业出版社.2002年 [3]单片机与嵌入式:STM32库开发实战指南.刘火良,杨森编著.机械工业出版社.2011年 [4]STM32嵌入式微控制器快速上手.陈志旺等编著.电子工业出版社.2014年