STM32嵌入式技术应用开发全案例实践

xxxx学院

电子信息工程技术专业

课程标准

（20xx年执行）

课程名称《嵌入式微控制器技术与应用》课程类型专业核心课程

授课对象 2018级

课程学分 4 总学时 64

二○一九年十一月

《嵌入式微控制器技术与应用》课程标准执笔：xxx

审核：xxx

时间：2019年11月10日

一、课程概述

（一）课程定位

《嵌入式微控制器技术与应用》课程（下称“本课程”）是电子信息工程技术与物联网应用技术专业的一门专业核心课程。课程主要介绍STM32微控制器在工程应用中所需的基础知识、硬件外设的工作原理及其编程开发的相关技术。

本课程的前导课程为《模拟电子电路分析与应用》、《数字电子电路分析与应用》和《C语言程序设计》，上述课程为本课程奠定了模拟和数字电子电路分析设计、基本的C语言程序设计语法与规范等知识技能基础。后续课程是专业的大综合实训，本课程可为大综合实训提供项目需求分析、程序设计与项目部署调试等能力支撑。

（二）设计思路

本课程的设计以企业智能产品开发相关岗位的职业能力分析为基础，以职业能力培养为本位，以工作过程为导向，以校企共建为途径，通过工学结合、教学做一体化的教学模式，培养学生的职业能力、职业道德和可持续发展的能力。

课程教学内容的选取由本专业教师与企业工程技术人员合作完成，双方召开研讨会对嵌入式技术应用开发所涵盖的工作岗位进行工作过程和职业能力的分析，创设了

真实的应用场景作为案例，并融入了全国职业院校技能大赛“嵌入式技术应用开发”赛项的考核点。

教学内容的组织采用“项目引领、任务驱动”的模式，遵循高职学生的认知规律，摒弃了传统的以学科体系为主线的章节安排方式，按照智能产品开发的工作过程对知识和技能的训练进行排序。课程以工作过程为导向开展教学，使学生在动手实践的过程中完成对知识、技能的学习。

二、课程目标

（一）总目标

本课程主要培养学生了解ARM Cortex-M系列微控制器的体系架构，掌握智能产品开发相关岗位所需的嵌入式技术的基础知识，掌握STM32微控制器及其外设的工作原理，能熟练操作常用的STM32微控制器集成开发工具，会根据应用需求搭建嵌入式微控制器小系统并完成项目的编程开发。课程设计的实训内容可培养学生自主学习、分析问题解决问题的能力和团队协作能力，为今后从事智能产品开发相关工作打下坚实的知识和技能基础。

（二）具体目标

1. 知识目标

K1.了解嵌入式系统的基本概念、STM32微控制器的主要特性、内部结构和最小系统组成；

K2.熟练掌握STM32F4微控制器的时钟系统构成；

K3.了解MDK Keil5、Source Insight等软件的菜单功能；

K4.掌握STM32微控制器GPIO的控制原理和编程使用细节；

K5.掌握STM32微控制器NVIC中断优先级管理的原理和编程使用细节；

K6.掌握STM32微控制器定时器的工作模式和编程使用细节；

K7.掌握STM32微控制器USART RS232串口通信总线、SPI总线、IIC总线、RS485和CAN总线的控制原理和编程使用细节；

K8.掌握常用的温湿度传感器的工作原理；

K9.掌握STM32微控制器控制SD卡读写的原理和编程使用细节；

K10.掌握STM32微控制器常用的显示模块的原理和编程使用细节；

K11.掌握STM32微控制器ADC控制器的工作原理和编程使用细节。

2. 技能目标

A1.能正确安装与使用MDK Keil5、Source Insight、串口调试助手等软件；

A2.能熟练建立STM32标准库函数工程并完成配置；

A3.能实现STM32输入输出模块的应用开发；

A4.能实现STM32定时器模块各种工作模式的应用开发；

A5.能熟练实现STM32各种通信总线模块的应用开发；

A6.会编写常用的直流电机驱动芯片的驱动程序；

A7.能完成STM32信号ADC转换的应用开发；

A8.会编写SD卡读写驱动程序；

A9.会编写DHT11温湿度传感器的驱动程序；

A10.能完成OLED屏幕显示的驱动程序编写，并实现多级菜单；

A11.能根据项目需求进行最优方案选择，搭建较复杂的嵌入式系统，并完成应用程序开发。

3. 素质目标

Q1.具有良好的职业道德、规范操作意识；

Q2.具备良好的团队合作精神；

Q3.具备良好的组织协调能力；

Q4.具有求真务实的工作作风；

Q5.具有开拓创新的学习精神；

Q6.具有良好的语言文字表达能力；

Q7.分析问题解决问题的能力。

三、课程内容和学时分配

为了达到课程的培养目标，本课程选取了“走进STM32的世界”、“可控LED流水灯的设计与实现”、“智能小车运动控制系统的设计与实现”、“环境参数监测与显示系统的设计与实现”、“多机通信系统的设计与实现”等5个项目共16个任务作为学习载体，并安排了1个综合性较强的实训项目。课程整体设计与学时分配见表1，各项目详细设计见表2。

表1 课程整体设计与学时分配表

四、实施建议

（一）教材的选用与编写

教材选取的原则：强调理论与实践的结合、学习内容与职业岗位工作内容的结合、实训操作与职业岗位工作流程的结合。

本课程的教材在内容和结构上必须体现智能产品开发岗位的工作过程，并能适应工作过程导向的教学要求。

推荐教材：

1.苏李果等，《STM32嵌入式技术应用开发全案例实践》.北京：人民邮电出版社，2020；

（二）教学方法与组织形式建议

为了实现课程的教学目标，本课程在教学方法上应采用工作过程导向的项目教学法，教学的组织形式可采用“混合教学”的模式，改变传统的教师满堂灌的形式，将“线上”与“线下”有机结合。提供充足的学习资料，引导学生在课前进行自学资讯，课上着重针对重点难点以及学生薄弱点进行解决，课后观看学习资料巩固，并完成实践作业。

（三）教学基本条件

1. 师资要求

●熟悉智能电子产品的硬件设计与程序设计；

●熟悉智能电子产品项目开发的整个过程；

●具有嵌入式系统设计和物联网技术应用项目的实际开发经验；

●具有丰富的教学经验；

●具备设计行动导向教学法的教学方案及实际应用的能力。

2. 实践教学条件

教学环境：教学做一体实训室；

教学仪器设备：微机（安装开发环境）、STM32F407微控制器开发板、程序烧写器、连接线、智能小车底盘、温湿度传感器模块、光照传感器模块、电机驱动板、RS-485通信模块、CAN通信模块。

常用工具：数字万用表、电烙铁、镊子、螺丝刀等。

五、考核方式与标准

本课程考核方式与标准的制定是以促进学生掌握专业基础知识、锻炼职业能力和提高综合素质为指导思想。采用过程性评价与终结性评价相结合的多元化考核评价模式，根据课程“线上+线下”的特点，细化过程性评价指标，鼓励学生积极参与课程的