嵌入式技术基础与实践 | 教与学（教学大纲）

《嵌入式技术基础与实践(第6版)》

ISBN：9787302585305
作者：王宜怀、李跃华、徐文彬、施连敏
定价：99.8元

《嵌入式技术基础与实践》教学大纲
（非工程认证版）（仅供参考）

01. 教学目的

本课程主要目的在于以微控制器为蓝本，使学生打好电子系统智能化领域的嵌入式技术基础，培养学生理论联系实际，在实践中分析问题解决问题的能力。主要内容有：嵌入式系统的知识体系、学习误区与学习建议、ARM Cortex-M4处理器简介、STM32L431存储映像、中断源与硬件最小系统、底层驱动概念、设计与应用方法、工程组织框架、嵌入式硬件构件与底层驱动构件基本规范、串行通信接口、Systick、Timer、RTC、Flash在线编程、ADC、CMP、SPI、I2C、CTI、DMA及其他模块。通过本课程，可使学生基本理解嵌入式系统的基本概念，学会软件如何干预硬件，学会软硬件协同设计与调试的基本方法，为智能化类应用开发打好技术基础。

02.教学内容

第1章 概述

【目的要求】
初识一个嵌入式系统，了解微型嵌入式系统的基本概况与发展简史、分类及特点；了解嵌入式系统知识体系及学习方法；了解嵌入式系统常用术语。

【重点难点】
嵌入式系统的特点及知识体系、嵌入式系统常用术语

【教学内容】
1.1 初识嵌入式系统
1.2 嵌入式系统的定义、发展简史、分类及特点
1.3 嵌入式系统的学习困惑、知识体系及学习建议
1.4 微控制器与应用处理器简介
1.5 嵌入式系统常用术语

第2章 ARM Cortex-M4微处理器

【目的要求】
理解寻址方式，理解基本指令系统，记住几个简单指令；归纳基本指令的理解方法；通过汇编环境了解指令对应的机器码，直观的基本理解助记符与机器指令的对应关系。

【重点难点】
归纳基本指令的理解方法、基本理解助记符与机器指令的对应关系；汇编语言的基本语法

【教学内容】
2.1 ARM Cortex-M4微处理器简介
2.2 寻址方式与机器码的获取方法
2.3 基本指令分类解析
2.4 汇编语言的基本语法

第3章 存储器映像、中断源与硬件最小系统

【目的要求】
理解MCU的硬件最小系统，理解CPU中的寄存器，理解微型计算机的存储器映像，以通用嵌入式计算机GEC为例，理解硬件最小系统及软件最小系统的构件化设计方法。

【重点难点】
从哪里入手认识一个新的MCU，MCU的硬件最小系统、CPU中的寄存器、存器器映像、GEC

【教学内容】
3.1 STM32L系列MCU概述
3.2 STM32L4的引脚图与硬件最小系统
3.3 由MCU构建通用嵌入式计算机

第4章 GPIO及程序框架

【目的要求】
理解工程框架及各部分作用；理解第一个程序的运行过程；理解软件干预硬件的基本方法；通过实例完成第一个工程的入门，学会下载程序与调试程序的基本方法

【重点难点】
第一个程序的运行过程；GPIO构件；第一个汇编语言工程

【教学内容】
4.1 GPIO通用基础知识
4.2 软件干预硬件的方法
4.3 认识工程框架
4.4 GPIO构件的制作过程
4.5 第一个汇编语言工程：控制小灯闪烁
4.6 实验一 熟悉实验开发环境及GPIO编程

第5章 嵌入式硬件构件与底层驱动构件基本规范

【目的要求】
理解软件构件基本概念及构件设计中所需遵循的基本原则；理解硬件构件及底层软件构件的重用与移植方法。
【重点难点】
底层驱动构件的封装规范；理解可移植与可复用的重要性，如何做到可移植与可复用
【教学内容】
5.1 嵌入式硬件构件
5.2 嵌入式底层驱动构件的概念与层次模型
5.3 底层驱动构件的封装规范
5.4 硬件构件及其驱动构件的复用与移植方法

第6章 串行通信模块及第一个中断程序结构

【目的要求】
了解串行通信的基本原理，了解UART驱动构件使用及设计方法；掌握ARM Cortex-M4中断机制及STM32L431中断编程步骤。

【重点难点】
UART驱动构件使用及设计方法、中断的产生，中断处理函数的作用，学会处理其他中断的方法。

【教学内容】
6.1 异步串行通信的通用基础知识
6.2 基于构件的串行通信编程方法
6.3 UART构件的制作过程
6.4 中断机制及中断编程步骤
6.5 实验二 串口通信及中断实验

第7章 定时器相关模块

【目的要求】
理理解定时接口模块的输入捕捉功能、输出比较功能、脉宽调制输出功能并了解其基本原理。掌握定时器的各种不同的使用方法，并学会将这些方法运用到具体的应用中。

【重点难点】
定时器的各种不同的使用方法，脉宽调制输出的编程方法。

【教学内容】
7.1 定时器通用基础知识
7.2 STM32L431中的定时器
7.3 脉宽调制
7.4 输入捕捉与输出比较
7.5 实验三 定时器及PWM实验

第8章 Flash在线编程、ADC与DAC

【目的要求】
理解并掌握Flash在线编程、模/数转换ADC、模/数转换DAC的基本原理与编程方法。

【重点难点】
Flash在线编程以扇区为单位，跨扇区处理问题；模/数转换的技术指标；模/数转换的滤波问题与物理量回归问题。

【教学内容】
8.1 Flash在线编程
8.2 ADC
8.3 DAC
8.4 实验四 ADC实验

第9章 SPI、I2C与TSC模块

【目的要求】
理解并掌握串行外设接口SPI、集成电路互联总线I2C和触摸感应输入TSC模块的基本原理与编程方法。

【重点难点】
SPI的相位及极性设置问题；I2C的通信技术要点；TSC的基本原理。

【教学内容】
9.1 串行外设接口SPI模块
9.2 集成电路互联总线I2C模块
9.3 触摸感应控制器TSC模块
9.4 实验五 SPI通信实验

第10章 CAN总线、DMA与位带操作

【目的要求】
理解并掌握CAN总线、DMA与位带操作的基本原理与编程方法。

【重点难点】
CAN的原理性电路与基础实践。

【教学内容】
10.1 CAN总线
10.2 DMA
10.3 位带操作

第11章 系统时钟与其他功能模块

【目的要求】
理解时钟系统与看门狗模块基本原理与编程方法；了解其他模块

【重点难点】
时钟系统与看门狗模块基本原理与编程方法。

【教学内容】
11.1 时钟系统
11.2 复位模块与看门狗模块
11.3 电源控制模块与CRC校验模块
11.4 实验六 综合实验

第12章 应用案例

【目的要求】
了解嵌入式系统的基本应用，理解学习深度与广度的关系，认识到学无止境。

【重点难点】
实际嵌入式系统的开发的复杂性。

【教学内容】
12.1 嵌入式系统稳定性问题
12.2 外接传感器及执行部件的编程方法
12.3 实时操作系统的简明实例
12.4 嵌入式人工智能的简明实例
12.5 NB-IoT的应用简介
12.6 4G、Cat1、Wi-Fi及WSN的应用

03.课时分配表

参考书目

04. 课程用书

《嵌入式技术基础与实践(第6版)》

ISBN：9787302585305
作者：王宜怀、李跃华、徐文彬、施连敏
定价：99.8元

05. 资源下载（教学大纲）

《嵌入式技术基础与实践》教学大纲（工程认证版）
《嵌入式技术基础与实践》教学大纲（非工程认证版）

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