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1、单片机原理及应用教学大纲一、课程基本信息课程名称单片机原理及应用Single Chip Microcomputer and Communication System课程编码OSI224321025开课院部海洋与空间信息学院课程团队智能应用组学分2.5课内学时44讲授32实验12上机0实践0课外学时44适用专业通信工程授课语言中文先修课程程序设计（C/C+）、数字系统设计课程简介 （限选）（课程简介）单片机原理及应用是通信工程专业的限选课程。本课程的教学目标是使学生能够以单片机为工具，进行相关的软硬件 设计。本大纲是以STM32单片机为教学芯片进行编写，在教学实践中，也可以视情况用MSP430等
2、型号的单片机进行教学。主要教学内容如下：1. .单片机技术概述计算机体系结构、单片机的基本概念、STM32单片机的主要特点2. STM32单片机硬件结构及原理芯片解读、开发板资源描述、开发环境介绍3. STM32 GPIOGPIO基本结构和工作方式、GPIO寄存器说明、STM32F10xGPIO引脚说明、外部中断。4. STM32时钟系统时钟系统组成、时钟配置相关函数、时钟系统初始化函数。5. STM32看门狗看门狗概述、常用寄存器和库函数配置6. STM32通用定时器通用定时器基本原理、定时器中断、PWM输出、输入捕获。7. STM32串行通信串行通信原理、串口通信库函数、串口通信举例8.
3、STM32单片机硬件设计及接口技术最小系统设计、显示器件接口设计、键盘接口设计。(Course introduction.) the principle and application of single chip microcomputer is a limited course for communication engineering majors. The teaching goal of this course is to enable students to use MCU as a tool to design related software and hardware.This
4、 outline is written with STM32 single chip microcomputer as the teaching chip. In teaching practice, MSP430 and other types of single chip microcomputer can also be used for teaching as appropriate.The main teaching contents are as follows:1. Overview of MCU technologyComputer Architecture, basic co
5、ncept of single chip microcomputer, main characteristics of STM32 single chip Microcomputer2. Hardware structure and principle of STM32 single chip MicrocomputerChip interpretation, development board resource description, development environment introduction3. STM32 GPIOGPIO basic structure and work
6、ing mode, GPIO register description, STM32FI0x GPIO pin description, external interrupt.4. STM32 clock systemClock system composition, clock configuration related functions, and clock system initialization functions.5. STM32 watchdogWatchdog overview, common registers, and library function configura
7、tion6. STM32 general timerGeneral timer basic principle, timer interrupt, PWM output, input capture.7. STM32 serial communicationSerial communication principle, serial communication library function, serial communication examples8. STM32 single chip microcomputer hardware design and interface techno
8、logyMinimum system design, display device interface design, keyboard interface design.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：能掌握和使用单片机中的硬件资源，对涉及单片机的具体问题，进行软件和硬件的设计与开 发,是3.23.22M2目标2 ：能掌握和使用单片机的开发工具，进行工程建立、程序调试和代码烧写。是5.15.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章第一章单片机技 术概述本章重点难点：单片
9、机的概念与特点、应用场合，STM32单片 机的主要特点/21.11.1计算机体系结 构介绍嵌入式计算机系统的基本概念，存储器，输入输出。Ml1讲授1自学31.21.2单片机的基本 概念单片机的基本概念与特点，应用场合，发展趋势，主流的单片 机产品，STM32单片机的主要特点Ml1讲授1自学4第2章第二章STM32单 片机硬件结构及原 理本章重点难点：STM32硬件结构和开发环境。/52.12.1 STM32芯片解读内部资源描述，内部结构，弓1脚功能，最小系统简介。Ml0.5讲授0.5自学62.22.2 STM32开发板 资源描述开发板功能模块介绍。Ml0.5讲授0.5自学72.32.3 STM
10、32开发环 境介绍软件安装，程序下载方法，新建工程模板。Ml1讲授1自学8第3章第三章信道本章重点难点：应用I/O 进行输入输出，中断的概念及应 用。/93.13.1 GPIO基本结 构和工作方式单片机引脚说明，GPIO基本结构，GPIO工作方式。Ml1讲授1自学1()3.23.2 GPIO寄存器 说明端口配置低寄存器，端口配置高寄存器，端口输入寄存器，端 口输出寄存器，端口位设置/清除寄存器，端口位清除寄存器， 端口配置锁存寄存器。Ml1讲授1自学113.33.3 STM32F10X端口复用功能，端口重映射功能。Ml1讲授1自学GPIO引脚说明123.43.4外部中断中断概念，外部中断概述，
11、外部中断库函数设置。Ml1讲授1自学133.53.5举例端口输入例子，端口输出例子，中断例子。Ml4讲授4自学14第4章第四章STM32时 钟系统本章重点难点：时钟系统的配置。/154.14.1时钟系统组成时钟源，系统时钟，几个重要的时钟。Ml1讲授1自学164.24.2时钟配置相关 函数头文件和源文件中的7个相关函数。Ml0.5讲授0.5自学174.34.3时钟系统初始 化函数时钟系统初始化函数剖析。Ml0.5讲授0.5自学18第5章第五章STM32 看门狗本章重点难点：看门狗寄存器设置和库函数配置。/195.15.1看门狗概述看门狗概念，看门狗功能描述。Ml0.5讲授0.5自学205.25
12、.2常用寄存器和 库函数配置相关寄存器设置，库函数配置方法。Ml0.5讲授0.5自学215.35.3看门狗举例看门狗应用例子。Ml1讲授1自学22第6章第六章STM32 通用定时器本章重点难点：通用定时器基本原理、中断、PWM输出和输 入捕获。/236.16.1通用定时器基 本原理三种定时器区别，通用定时器特点，通用定时器工作过程。Ml1讲授1自学246.26.2定时器中断常用寄存器配置，库函数配置，中断应用举例。Ml2讲授2自学256.36.3 PWM输出PWM概述，常用寄存器和库函数配置，PWM举例。Ml2讲授2自学266.46.4输入捕获输入捕获概述，常用寄存器和库函数配置，举例。Ml1
13、讲授1自学27第7章第七章STM32串 行通信本章重点难点：串行通信原理及实现。/287.17.1串行通信原理串行通信接口背景知识，串口框图。Ml1讲授1自学297.27.2串口通信库函常用寄存器和库函数，串口配置方法。Ml1讲授1自学数307.373串口通信举例串口通信应用例子。Ml2讲授2自学31第8章第八章STM32单 片机硬件设计及接 口技术本章重点难点：显示器件接口设计和键盘接口设计/328.18.1最小系统设计电源电路设计，复位电路设计，时钟电路设计。Ml2讲授2自学338.28.2显小器件接口 设计驱动发光二极管，驱动七段数码管，驱动LED点阵，驱动液晶 显不OMl2讲授2自学3
14、48.38.3键盘接口设计独立按键式键盘，行列扫描式键盘，N型NX(N-I)键盘。Ml2讲授2自学35实验一I/O端口操作实验通过实验掌握I/O端口原理和操作方法。M22实验2自学36实验二定时器实验通过实验掌握定时器操作的原理和方法M24实验4自学37实验三无线通信综合实验通过实验掌握借助单片机和无线通信模块设计并实现无线通信 系统的方法。M26实验6自学四、考核方式序号考核环书操作细节总评占比1平时测验考核对单片机知识的掌握情况，题型是客观题。20%2实验1、本课程12个学时实验，共三个实验。2、成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3、考核学生对端口、定时器、wifi操作等知识的应用能力
15、。30%3期末考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2、主要考核学生对电力拖动自动控制系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力， 题型主要有简答题、作图题、分析题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时测验20%参见平时测验评分标准2M2实验100%A,B,C,D=90-l 00,75-89,60-74,0-59A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果， 实验报告格式正确，
16、步骤叙述比较清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结 论C-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有 正确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论.D-实验过程中不能完 成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选解决方案获得有效的结论.3Ml期末考试80%参见期末考试评分标准评分等级说明：A,B,C,D,E=90-l 00,80-89,70-79,60-69,0-59;A,B,C,D=90-l00,75-89,60-74,0-59; A,B,C=90-l 00,75-89,60-74,0-59 ;M,N=80-l 00,0-79六、教材与参考资料（无）七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1I/O端口操作实验控制实验室基础实验楼C617302专业必做设计性否2定时器实验控制实验室基础实验楼C617304专业必做设计性否3无线通信综合实验控制实验室基础实验楼C6173()6专业必做验证性否