《STM32嵌入式技术应用 》教学大纲

1、- - PAGE 14 -STM32嵌入式技术应用课程教学大纲课程编号：116024适用专业：电子信息大类、自动化类课程类型：专业核心课课程性质：必修课课程学时：64课程学分一、课程定位STM32 嵌入式技术应用是面向电子信息大类（包括电子信息类、计算机类、通信类）和自动化类等专业开设的专业核心课程，该课程面向嵌入式系统设计师工作岗位。本课程的先修课程是电子技术基础和C 务是：使学生掌握嵌入式系统相关的通用知识、嵌入式硬件构件设计和嵌入式软件构件设计，并在此基础上根据系统功能需求进行嵌入式应用层程序设计，为物联网技二、课程目标知识目标熟悉嵌入式系统的概念、组成以及嵌入式技术的学习方法MCU 的

2、资源掌握嵌入式硬件最小系统设计GPIO 的通用知识MCU GPIO 底层驱动构件的设计方法MCU GPIO 底层驱动构件头文件的使用方法掌握小灯的硬件构件和软件构件的设计及使用方法掌握嵌入式软件最小系统（闪灯、流水灯的设计与实现方法掌握开关硬件构件和开关软件构件的设计及使用方法掌握开关检测与控制功能的应用层程序设计方法理解中断的概念及中断管理过程MCU 的定时器模块及其底层驱动构件设计方法MCU 的定时器底层驱动构件头文件的使用方法掌握定时中断的应用层程序设计方法掌握数码管的通用知识、数码管的硬件构件设计方法掌握数码管软件构件设计及使用方法掌握数码管显示的应用层程序设计方法掌握键盘的通用知识、

3、键盘的硬件构件设计方法掌握键盘软件构件设计及使用方法掌握键盘检测与控制功能的应用层程序设计方法UART通信的通用知识MCU UART模块及其底层驱动构件设计方法MCU UART底层驱动构件头文件的使用方法UART通信的应用层程序设计方法掌握上位机和下位机的串口通信与调试方法UARTprintfPC 输出数据的方法PWM 的通用知识（基本概念、技术指标及应用场合）MCU PWM 模块及其底层驱动构件设计方法MCU PWM 底层驱动构件头文件的使用方法PWM 控制功能的应用层程序设计方法掌握输入捕捉的通用知识（输入捕捉的过程和原理）MCU 的输入捕捉模块及其底层驱动构件设计方法MCU 的输入捕捉底

4、层驱动构件头文件的使用方法掌握输入捕捉功能的应用层程序设计方法ADC 的通用知识MCU ADC模块及其底层驱动构件设计方法MCU ADC底层驱动构件头文件的使用方法ADC 功能的应用层程序设计方法CAN 通信的通用知识MCU CAN模块及其底层驱动构件设计方法MCU CAN底层驱动构件头文件的使用方法CAN 通信功能的应用层程序设计方法CAN通信与调试方法MCU 的系统时钟组成及分配能力目标Keil MDK 逻辑组织与管理ST-Link 进行目标程序的下载能利用GPIOTIMPWMINCAPADCCAN底层驱LIGHT、SW、KB、LED等应用外设构件进行综合应用系统设计能借助MCU GPIO

5、FTMPWMINCAP、ADC、CAN等底层驱动构件源文件代码素质目标“8S”制度（施：使用实践设备时注重用电安全，实践设备使用完毕后要断电并放于指定位置养良好的工作习惯与职业意识。培养责任意识、团队意识与协作精神。自主学习素养：对所进行的工作任务收集、整理，并进行工作总结（施：每个项目的实施，需要自行查找资料并进整理，项目完成后，需要进行总结并填写学习任务手册，培养自主学习意识与一丝不苟工作作风。意识、创新意识和创新能力。三、课程设计“进自主学习”“”“” 等职业教育教学特色，使学校教学过程与企业的生产过程相对接。以实际、实用、必“”等理实一体教学模式呈现教学内容。四、教学内容与学时分配序项

6、目名称任务内容号1-熟悉嵌入式系统、明确课程学习方法项目 1教学方法与手段解、实物演示学时分配1与实现项目 2与实现项目 33灯项目 4显示数字5STM32F1资源和硬件最小系统GPIO 底层驱动构件设计及使用方法闪灯和流水灯的设计与实现开关状态指示灯的应用层程序设计理解中断概念及中断管理TM 定时器中断实现频闪灯利用内核定时器Systick 中断实现频闪灯学习数码管软件构件设计及使用方法数码管显示的应用层程序设计学习键盘通用知识及键盘硬件构件问题引导理论讲解36问题引导、理实一2体、讲练结合理实一体讲练结合22问题引导理论讲解1问题引导、理实一36体、讲练结合2问题引导、理论讲2解、实物演示

7、问题引导理论讲解28问题引导、理实一4体、讲练结合问题引导、理论讲386项目 6利用UART 实现上位机UART的通用知识UART底层驱动构件设计及使用方法问题引导、理论讲解、实物演示26和下位机的学习PC MCU 的串口通信与调试方法问题引导、理实一4通信体、讲练结合7项目 7利用PWM 实学习PWM 的通用知识学习PWM底层驱动构件设计及使用方法问题引导、理论讲解24现小灯亮度3-利用 PWM 实现小灯亮度控制的应用层程序问题引导、理实一2设计体、讲练结合项目 81-学习输入捕捉的通用知识利用输入捕2-学习高级定时器的输入捕捉底层驱动构件设问题引导、理论讲解28捉测量脉冲计及使用方法4信号

8、的周期3-学习高级定时器输入捕捉功能的应用层程序问题引导、理实一3和脉宽设计体、讲练结合项目 91-学习 ADC 的通用知识9利用ADC 设2-学习 ADC 底层驱动构件设计及使用方法问题引导、理论讲解26计简易数字电压表3-简易数字电压表的设计问题引导、理实一体、讲练结合4项目 101-学习 CAN 的通用知识问题引导、理论讲解410利用CAN 实现多机通信CAN底层驱动构件设计及使用方法学习多机之间的CAN通信与调试方法问题引导、理实一体、讲练结合610机动（复习、答疑）讲练结合44合计64键盘的检测与控制键盘的检测与控制2-学习键盘软件构件设计及使用方法解、实物演示3-键盘检测与控制的应

9、用层程序设计问题引导、理实一体、讲练结合5控制项目 1项目名称：闪灯的设计与实现项目名称：闪灯的设计与实现学时：10基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践 设备使用完毕后要断电并放于指定位置，程序设计要注重工程规范，养成良好的工作习惯。团结协作素养：小组内成员互查程序代码书写规范性、准确性和完整素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。主完成学习任务手册的填写，培养自主学习的意识与一丝不苟的工作作风。思政和劳动素养：具有一定的辩证唯物主义运用能力、产品成本意识、劳动意识、创新意识和创新能力。知识目标熟悉嵌入式系统的概念、组成及嵌入式技术的学习方法。熟悉MC

10、U的资源。掌握嵌入式硬件最小系统设计。掌握GPIO的通用知识。熟悉MCU的GPIO底层驱动构件的设计方法。掌握MCU的GPIO 底层驱动构件头文件的使用方法。掌握小灯的硬件构件和软件构件的设计及使用方法。掌握闪灯、流水灯的设计与实现方法。Keil MDK 集成开发环境下的工程模板进行工程文件的组织和能利用J-Flash软件进行目标程序的下载和运行。能力目标（3）能进行MCU硬件最小系统和小灯的硬件构件设计。能利用给定的GPIO 底层驱动构件头文件进行小灯软件构件设计。能利用小灯构件进行闪灯和流水灯的应用层程序设计。能借助于MCU 参考手册分析GPIO 底层驱动构件源文件的程序代码。嵌入式系统的

11、概念、组成以及及嵌入式技术的学习方法。嵌入式硬件最小系统设计。GPIO的通用知识MCUGPIO底层驱动构件头文件的使用方法教学重点教学难点项目考核项目 2小灯的硬件构件和软件构件的设计及使用方法。掌握小灯的硬件构件和软件构件的设计及使用方法。闪灯、流水灯的设计与实现方法。Keil MDKJ-Flash软件的使用方法。MCU 的GPIO底层驱动构件的设计方法。嵌入式软件最小系统的程序流程分析。实现指定小灯、指定闪烁时间的闪灯效果自行设计流水灯效果项目名称：开关状态指示灯的设计与实现项目名称：开关状态指示灯的设计与实现学时：2基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践 设备使用完

12、毕后要断电并放于指定位置，程序设计要注重工程规范，养成良好的工作习惯。团结协作素养：小组内成员互查程序代码书写规范性、准确性和完整素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。自主学习素养：能根据任务要求，查找相关资料解决实际问题。能自主完成学习任务手册的填写，培养自主学习的意识与一丝不苟的工作作风。思政和劳动素养：具有一定的辩证唯物主义运用能力、产品成本意识、劳动意识、创新意识和创新能力。掌握开关硬件构件和开关软件构件的设计及使用方法。知识目标掌握开关检测与控制功能的应用层程序设计方法。Keil MDK 集成开发环境下的工程模板进行工程文件的组织和能力目标 理。能利用J-Flas

13、h软件进行目标程序的下载和运行。能进行开关硬件构件设计。能利用给定的GPIO 底层驱动构件头文件进行开关软件构件设计。1 灯的应用层程序设计。开关硬件构件和开关软件构件的设计及使用方法。开关检测与控制功能的应用层程序设计方法。Keil MDKST-Link的使用方法。开关硬件构件和开关软件构件的设计及使用方法实现指定开关功能效果自行设计开关功能效果项目 3项目名称：利用定时中断实现频闪灯学时：10基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践 的工作习惯。素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。主完成学习任务手册的填写，培养自主学习的意识与一丝不苟的工作作风。劳

14、动意识、创新意识和创新能力。理解中断的概念及中断管理过程。熟悉MCU的定时器模块及其底层驱动构件设计方法。知识目标掌握MCU的定时器底层驱动构件头文件的使用方法。掌握定时中断的应用层程序设计方法。Keil MDK 集成开发环境下的工程模板进行工程文件的组织和能利用ST-Link进行目标程序的下载和运行。能力目标能利用给定的SysTick 底层驱动构件头文件和项目1 中的小灯件进行进行频闪灯和流水灯的应用层程序设计。（4）能借助于MCU 参考手册等资料分析SysTick 件的程序代码。中断的概念及中断管理过程。MCU的定时器模块及其底层驱动构件设计方法。教学重点教学难点项目考核MCU的定时器底层

15、驱动构件头文件的使用方法。定时中断的应用层程序设计方法。Keil MDK软件的使用方法。中断的概念及中断管理过程。定时时间的计算。定时中断服务程序设计。利用定时中断实现频闪灯的不同效果（不同的小灯、不同的闪烁频率）利用定时中断实现流水灯的效果项目 4项目名称：利用数码管显示数字学时：10基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践 的工作习惯。素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。主完成学习任务手册的填写，培养自主学习的意识与一丝不苟的工作作风。劳动意识、创新意识和创新能力。（1）掌握数码管的通用知识、数码管的硬件构件设计方法。掌握数码管软件构件设计及使用方

16、法。掌握数码管显示的应用层程序设计方法。Keil MDK 集成开发环境下的工程模板进行工程文件的组织和能利用ST-Link进行目标程序的下载和运行。能进行数码管硬件构件设计和软件构件设计。能理解数码管动态显示的实现方法。3 中的TIM SysTick 数码管软件构件进行进行数码管动态显示的应用层程序设计。（4）能处理数码管显示中的“高位灭零”问题。数码管的通用知识、数码管的硬件构件设计方法。数码管软件构件设计及使用方法。数码管显示的应用层程序设计方法。Keil MDK软件的使用方法。利用定时中断实现数码管的动态显示。“”处理。项目考核在数码管上显示不同的效果项目 5项目名称：键盘的检测与控制项

17、目名称：键盘的检测与控制学时：10基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践设备使用完毕后要断电并放于指定位置，程序设计要注重工程规范，养成良好的工作习惯。团结协作素养：小组内成员互查程序代码书写规范性、准确性和完整素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。自主学习素养：能根据任务要求，查找相关资料解决实际问题。能自主完成学习任务手册的填写，培养自主学习的意识与一丝不苟的工作作风。思政和劳动素养：具有一定的辩证唯物主义运用能力、产品成本意识、劳动意识、创新意识和创新能力。知识目标掌握键盘的通用知识、键盘的硬件构件设计方法。掌握键盘软件构件设计及使用方法。掌握键

18、盘检测与控制功能的应用层程序设计方法。Keil MDK 集成开发环境下的工程模板进行工程文件的组织和能利用ST-Link进行目标程序的下载和运行。能力目标（3）能进行键盘硬件构件设计和软件构件设计。能理解MCU对键盘检测与控制的主程序流程。能利用键盘构件及项目1 中的小灯构件、项目3 中的数码管构件进行键盘检测与控制功能的应用层程序设计。键盘的通用知识、键盘的硬件构件设计方法。键盘软件构件设计及使用方法。教学重点键盘检测与控制功能的应用层程序设计方法。Keil MDK软件的使用方法。键盘的硬件构件设计和软件构件设计键盘检测与控制功能的应用层程序设计实现键盘的检测与不同控制功能的应用层程序设计项

19、目 6项目名称：利用UART 实现上位机和下位机的通信学时：8基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践 的工作习惯。素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。主完成学习任务手册的填写，培养自主学习的意识与一丝不苟的工作作风。劳动意识、创新意识和创新能力。掌握UART通信的通用知识。熟悉MCU的UART模块及其驱动构件设计方法。掌握MCU 的UART 底层驱动构件头文件的使用方法知识目标（4）掌握UART通信的应用层程序设计方法。掌握上位机和下位机的串口通信与调试方法。UART 接口实现利用格式化输出函数printf 向PC 方法。Keil MDK 集成开发环

20、境下的工程模板进行工程文件的组织和能利用ST-Link进行目标程序的下载和运行。UART底层驱动构件头文件进行UART通信的应用层程序设计。能力目标能利用PC 串口调试软件进行UART通信调试。能通过UART 接口使用printf 函数输出下位机MCU 发送到上位机的数据。能借助于MCU 参考手册分析UART底层驱动构件源文件的程序代码。教学重点教学难点项目考核UART通信的通用知识。MCUUART模块及其驱动构件头文件的使用方法。UART通信的应用层程序设计方法。上位机和下位机的串口通信与调试方法。UART接口实现利用格式化输出函数printf 向PC 输出数据的方法Keil MDK软件的使

21、用方法。UART模块及其驱动构件头文件的使用方法。利用串口实现printf函数输出功能。上位机和下位机的串口通信与调试方法。UART接收中断服务程序设计方法。利用UART底层驱动构件函数向PC 输出不同的信息。利用printf函数向PC 输出不同的信息。利用串口实现通过上位机控制下位机的设备。项目 7项目名称：利用PWM 实现小灯亮度控制学时：6基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践 的工作习惯。素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。主完成学习任务手册的填写，培养自主学习的意识与一丝不苟的工作作风。劳动意识、创新意识和创新能力。掌握PWM 的通用知识（

22、基本概念、技术指标及应用场合。熟悉MCU的PWM 模块及其底层驱动构件设计方法。知识目标掌握MCU的PWM 底层驱动构件头文件的使用方法。掌握PWM控制功能的应用层程序设计方法。Keil MDK 集成开发环境下的工程模板进行工程文件的组织和能利用ST-Link进行目标程序的下载和运行。能力目标（3能利用PWM 底层驱动构件头文件进行PWM控制功能的应用层程序计。能利用逻辑分析仪测试PWM 通道输出的信号。能借助于MCU 参考手册分析PWM 底层驱动构件源文件的程序代码。PWM 的通用知识（基本概念、技术指标及应用场合。MCU的PWM 模块及其底层驱动构件头文件的使用方法。教学重点PWM控制功能

23、的应用层程序设计方法。Keil MDK软件的使用方法。PWM信号的周期计算。PWM控制功能的应用层程序设计方法。利用PWM 实现频闪灯的效果。利用PWM实现小灯逐渐变亮或逐渐变暗的效果。项目 8项目名称：利用输入捕捉测量脉冲信号的周期和脉宽学时：6基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践 的工作习惯。素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。主完成学习任务手册的填写，培养自主学习的意识与一丝不苟的工作作风。劳动意识、创新意识和创新能力。掌握输入捕捉的通用知识（输入捕捉的过程和原理。熟悉MCU的输入捕捉模块及其底层驱动构件设计方法。知识目标掌握MCU的输入捕捉

24、底层驱动构件头文件的使用方法。掌握输入捕捉功能的应用层程序设计方法。Keil MDK 集成开发环境下的工程模板进行工程文件的组织和能利用ST-Link进行目标程序的下载和运行。能利用输入捕捉驱动构件头文件进行脉冲信号的周期和脉宽测量功能能力目标 的应用层程序设计，其中能利用在项目 6 中所学的UART 通信方法将测量结果输出到PC 串口调试窗口中。能借助于MCU 码。输入捕捉的通用知识（输入捕捉的过程和原理。MCU 的输入捕捉模块及其底层驱动构件头文件的使用方法。教学重点输入捕捉功能的应用层程序设计方法。Keil MDK软件的使用方法。（1）根据定时器的频率和通道计数值计算脉冲信号的周期和频率

25、。教学难点（2）利用定时器的输入捕捉驱动构件进行脉冲信号脉宽测量的应用层程设计。利用定时器的输入捕捉驱动构件测量脉冲信号的周期和脉宽，并通过串口项目考核向PC 输出其信息。项目 9项目名称：利用 项目名称：利用 ADC 设计简易数字电压表学时：6基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践 设备使用完毕后要断电并放于指定位置，程序设计要注重工程规范，养成良好的工作习惯。团结协作素养：小组内成员互查程序代码书写规范性、准确性和完整素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。自主学习素养：能根据任务要求，查找相关资料解决实际问题。能自主完成学习任务手册的填写，培养自主

26、学习的意识与一丝不苟的工作作风。思政和劳动素养：具有一定的辩证唯物主义运用能力、产品成本意识、劳动意识、创新意识和创新能力。（1）掌握ADC 的通用知识（与ADC 直接相关的基本问题、最简单的A/D转换采样电路。知识目标（2）熟悉MCU 的ADC 模块及其底层驱动构件设计方法。掌握MCU 的ADC 底层驱动构件头文件的使用方法。掌握ADC功能的应用层程序设计方法。Keil MDK 集成开发环境下的工程模板进行工程文件的组织和能利用ST-Link进行目标程序的下载和运行。能利用ADC 底层驱动构件头文件进行ADC 能力目标 6 中所学的UART通信方法，使用printf 函数向PC 串口调试窗口

27、中输出A/D 转换值及对应的电压值。4 中的数码管构件和本项目中的ADC 底层驱动构件设计 能借助于MCU 参考手册分析ADC 底层驱动构件源文件的程序代码。（1）ADC 的通用知识（与ADC 直接相关的基本问题、最简单的AD 采样电路。教学重点（2）MCU的ADC 模块及其底层驱动构件头文件的使用方法。ADC 功能的应用层程序设计方法。Keil MDK软件的使用方法。（1）ADC 的相关概念：转换精度、参考电压。教学难点项目考核简易数字电压表的组成原理。ADC 功能的应用层程序设计。利用数码管构件和ADC 底层驱动构件设计简易的数字电压表。项目 10项目名称：利用CAN 实现多机通信学时：1

28、0基本职业素养：遵守工作时间，使用实践设备时注重用电安全，实践 的工作习惯。素质目标 性，取长补短，具有责任意识、团队意识与协作精神。主完成学习任务手册的填写，培养自主学习的意识与一丝不苟的工作作风。劳动意识、创新意识和创新能力。掌握CAN熟悉MCUCAN模块及其底层驱动构件设计方法。掌握MCUCAN底层驱动构件头文件的使用方法。掌握CAN 通信功能的应用层程序设计方法。掌握多机之间的CAN 通信与调试方法。Keil MDK 集成开发环境下的工程模板进行工程文件的组织和能利用ST-Link进行目标程序的下载和运行。能组建基于CAN的嵌入式局域网。能利用CAN 底层驱动构件头文件进行CAN 计。能借助于MCU 参考手册分析CAN 底层驱动构件源文件的程序代码。CAN通信的通用知识。MCUCAN 模块及其底层驱动构件头文件的使用方法。CAN 通信功能的应用层程序设计方法。掌握多机之间的CAN 通信与调试方法。Keil MDK软件的使用方法。CAN