个人介绍
嵌入式系统设计

主讲教师:赵保华

开课院系: 信息科学与工程学院
专业大类: 电子信息
课程英文名称: Principle of Single Chip Microcomputer and Embedded System
学分: 3
课时: 48
课程介绍
内容简介:
     采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器,即我们通常所说的ARM微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器90%以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。 
     ARM Cortex系列提供了一个标准的体系结构来满足以上各种技术的不同性能要求,其包含的处理器基于ARMv7架构的三个分工明确的部分。A部分面向复杂的尖端应用程序,用于运行开放式的复杂操作系统;R部分针对实时系统;M部分为成本控制和微控制器应用提供优化。
     Cortex-M3是首款基于ARMv7-M架构的处理器,是行业领先的 32 位处理器,适用于具有高确定性的实时应用,是专门为了在微控制器,汽车车身系统,工业控制系统和无线网络等对功耗和成本敏感的嵌入式应用领域实现高系统性能而设计的,它大大简化了可编程的复杂性,使ARM架构成为各种应用方案(即使是最简单的方案)的上佳选择。 
     ARM已成为嵌入式的代名词,学习嵌入式就是学习ARM。
     本课程是计算机科学与技术、电子工程及通信专业的基础课,它是由微机通信与接口课程演进而来。通过本课程的学习,学生能够掌握嵌入式系统的基本概念;掌握系统的硬、软件开发方法,为培养学生具有硬件系统的开发应用能力打下一定的基础。
     本课程是一门实践性很强的课程,特别注重学生动手能力的培养。嵌入式技术发展迅速,每3-5年主芯片就会更新换代,而当前主流芯片的结构又过于复杂,不利于本科生学习理解。本课程从相关模块的最基本的、共性的工作原理入手,再逐步引入当前主流芯片的设计及应用方法,深入浅出,使得本课程更加适合于本科生学习。
     本课程在介绍现代嵌入式系统基本结构的基础上,重点讲解嵌入式CPU、开发工具、外设接口原理、外设编程结构及软件设计方法,包括MCU、GPIO、模拟、数字接口与外设、通信接口、电源、嵌入式软件设计方法与优化等,以及低功耗设计技术、基本闭环控制、嵌入式操作系统和嵌入式网络协议栈等基本知识。
教学方法

(一)课堂讲授

1.采用引导和启发式教学,激发学生主动学习的兴趣,培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力,引导学生主动通过实践获得自己想学到的知识。

2.以电子教案为主讲解基本理论和技术应用,通过课堂上大量地讲解案例代码,展示通信协议的设计实现过程和软件编程的基本方法。

3.在教学过程中采用电子教案、二维动画、多媒体Proteus仿真教学、移动互联网技术与传统板书、程序演示教学相结合,提高课堂教学信息量,增强教学的直观性。

4. 课后布置编程大作业,让学生巩固所学知识,强化应用训练,加强对所学知识的应用能力,课程结束前统一对大作业中难点问题进行解答或者鼓励同学将所编写程序在实验课上去上机运行验证其正确性。

(二)实验教学

    实验教学是本课程中重要的实践环节,通过本实验课程的学习,使学生能够理解嵌入式处理器如STM32F103的芯片系统构成,掌握其内部硬件结构和软件编程方法,实现CPU与片内外设的编程应用,以及常见的外围硬件的设计应用,同时也能提高学生高级语言的编程能力。课程必做实验3个,各实验按照实验任务书要求学生独立完成,并提交实验报告。


教学条件

1、教学课件PPT+视频教学

2、MDK3-5 C语言编辑器,程序编程调试;电路仿真软件PROTEUS_7.8仿真实践教学。

   3、实践教学:硬件实验板  CortexM3,STM32F103ZET6实验板小系统,电路搭建I/O外设+程序下载运行。


参考教材

                                                                                 

 

                                                      2019-2020-2学期信科院物联网厚溥1801学生用教参统计表

 
 

学年学期号

 
 

院系名称

 
 

课程名称

 
 

课程性质

 
 

ISBN

 
 

教材名称

 
 

教材编著

 
 

教材出版社

 
 

上课班级

 
 

上课人数

 
 

2019-2020-2

 
 

信科院

 
 

单片机及嵌入式系统原理

 
 

一般课程

 
 

9787302460527

 
 

ARM Cortex-M3嵌入式开发与实践--基于STM32F103

 
 

张勇

 
 

清华大学大学出版社

 
 

物联网(厚博)1801

 
 

38

 
 

2019-2020-2

 
 

信科院

 
 

单片机及嵌入式系统原理

 
 

一般课程

 
 

9787121148804

 
 

STM32嵌入式微控制器快速上手

 
 

陈志旺

 
 

电子工业出版社

 
 

物联网(厚博)1801

 
 

38

 
 

2019-2020-2

 
 

信科院

 
 

单片机及嵌入式系统原理

 
 

一般课程

 
 

9787512404014

 
 

例说STM32

 
 

刘军

 
 

北京航空航天大学出版社

 
 

物联网(厚博)1801

 
 

38

 


课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 第一课 计算机基础知识-1
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1.2 第二课 计算机基础知识-2
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1.3 第三课 嵌入式系统的概述
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1.4 第四课 阅读检索STM32资料和参考教材
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图书
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2.1 第一课 Cortex M3处理器内部结构。(2学时)
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2.2 第二课 时钟树,STM...xx引脚定义。(2学时)
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2.3 第三课 存储器映像;I⁄O端口特性。(2学时)
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3.1 第一课 ARM Cor...3软件开发环境(2学时)
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3.2 第二课 嵌入式系统STM32库函数。(2学时)
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4.1 第一课 GPIO的结构(2学时)
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4.2 第二课 STM32开发或实验过程(2学时)
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4.2.1 参考视频__STM32编程语言
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4.2.2 参考视频_MDK4建工程及固件库
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4.3 第三课 STM32开发或实验过程2(2学时)
文档
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4.3.1 洋桃有关MDK4固件库安装资料
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4.4 第四课 STM32的复位与时钟
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4.4.1 STM32有关C语言程序设计
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4.4.2 MDK编程格式
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4.5 第五课 RCC编程应用: 实验4-3、4
文档
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4.6 第六课 STM32的中断和事件
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4.7 第七课 中断编程应用:实验4-5、6
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4.7.1 中断补充洋桃视频
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4.8 第八课 STM32的串口通信
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4.9 第九课 STM32的串口通信实验
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4.9.1 参考视频
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5.1 实验一:MDK建立与寄存器GPIO编程
文档
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5.2 实验二:仿真软件Proteus7.8安装及GPIO的LED应用
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5.3 实验三:GPIO的中断按键与LED时间测量
文档
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2020-08-29 58.50KB
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