《嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)習(xí)》課程教學(xué)大綱

《嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)習(xí)》實(shí)習(xí)教學(xué)大綱課程編號(hào)j3341704課程名稱嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)習(xí)課程性質(zhì)*工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）英文名稱EmbeddedSystemCoursePractice*數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類、工程基礎(chǔ)類、專業(yè)基礎(chǔ)類、專業(yè)類、工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）、人文社會(huì)科學(xué)類。一、課程簡(jiǎn)介為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，本課程是電子信息工程專業(yè)高年級(jí)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)選修課。嵌入式系統(tǒng)融合了計(jì)算機(jī)軟/硬件技術(shù)、通信技術(shù)和半導(dǎo)體微電子技術(shù)；本課程主要學(xué)習(xí)將相應(yīng)的計(jì)算機(jī)直接嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中。通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解嵌入式處理器ARM7微處理器體系結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)。了解32位嵌入式處理器總體結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器組織、系統(tǒng)控制模塊和I/O外圍控制模塊。掌握嵌入式系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法，了解各種嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用方法和嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；能夠進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。二、課程教學(xué)目標(biāo)1、掌握STM32F103實(shí)驗(yàn)板的電路的基本原理，掌握焊接電路板的基本技能。要求在掌握電路原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行電路板的焊接，要求能夠焊接貼片0602電阻電容，能夠焊接SOIC貼片芯片。在完成后可進(jìn)行上電，下載代碼運(yùn)行測(cè)試驗(yàn)證電路板焊接的正確性；[4.2]2、掌握STM32開發(fā)環(huán)境，掌握從無到有的構(gòu)建工程，學(xué)會(huì)GPIO及中斷的基本操作。要求參考教材，編寫代碼下載到目標(biāo)板，觀察效果。如未達(dá)到理想效果，檢查和修改代碼，再次編譯下載直到成功；[4.2]3、掌握STM32基本串口編程，進(jìn)一步學(xué)習(xí)中斷處理；要求參考教材，編寫代碼下載到目標(biāo)板，觀察效果。如未達(dá)到理想效果，與團(tuán)隊(duì)同學(xué)進(jìn)行溝通和研討，分擔(dān)檢查和修改代碼任務(wù)，再次編譯下載直到成功。[9.1]課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。表1畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)矩陣畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)4.研究4.2針對(duì)電子信息工程的復(fù)雜工程問題，具備選擇技術(shù)路線、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，并獲取準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。1，29.個(gè)人和團(tuán)隊(duì)9.1能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中分擔(dān)任務(wù)，并承擔(dān)責(zé)任。3三、課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成途徑（或教學(xué)設(shè)計(jì)）表2教學(xué)目標(biāo)達(dá)成途徑課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成途徑考核方式1.掌握STM32F103實(shí)驗(yàn)板的電路的基本原理，掌握焊接電路板的基本技能。要求在掌握電路原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行電路板的焊接，要求能夠焊接貼片0602電阻電容，能夠焊接SOIC貼片芯片。在完成后可進(jìn)行上電，下載代碼運(yùn)行測(cè)試驗(yàn)證電路板焊接的正確性。通過課堂講授、現(xiàn)場(chǎng)參觀、指定閱讀（小組成員自行分配閱讀任務(wù)）、分組匯報(bào)對(duì)實(shí)習(xí)任務(wù)的理解和計(jì)劃、實(shí)操實(shí)踐等方式達(dá)成。實(shí)習(xí)表現(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、相關(guān)記錄等原始材料考評(píng)2.掌握STM32開發(fā)環(huán)境，掌握從無到有的構(gòu)建工程，學(xué)會(huì)GPIO及中斷的基本操作。要求參考教材，編寫代碼下載到目標(biāo)板，觀察效果。如未達(dá)到理想效果，檢查和修改代碼，再次編譯下載直到成功。通過課堂講授、指定閱讀（小組成員自行分配閱讀任務(wù)）與課程實(shí)習(xí)等達(dá)成實(shí)習(xí)表現(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、相關(guān)記錄等原始材料考評(píng)3.掌握STM32基本串口編程，進(jìn)一步學(xué)習(xí)中斷處理；要求參考教材，編寫代碼下載到目標(biāo)板，觀察效果。如未達(dá)到理想效果，與團(tuán)隊(duì)中其他同學(xué)進(jìn)行溝通和研討，檢查和修改代碼，再次編譯下載直到成功。通過課堂講授、指定閱讀（小組成員自行分配任務(wù)）、方案研討、實(shí)操實(shí)踐、撰寫報(bào)告等方式達(dá)成。實(shí)習(xí)表現(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、實(shí)習(xí)報(bào)告、相關(guān)記錄等原始材料考評(píng)四、課程教學(xué)內(nèi)容、教與學(xué)的要求該課程實(shí)習(xí)內(nèi)容覆蓋較寬，教學(xué)要求應(yīng)該結(jié)合相應(yīng)課程的綜合性設(shè)計(jì)為主進(jìn)行。考慮到時(shí)間及安排的合理性等因素，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的具體情況宜由學(xué)生自由組合成小組進(jìn)行，一般3~5人為一組較為適宜。具體安排見表3。表3教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求序號(hào)教學(xué)內(nèi)容與課程教學(xué)目標(biāo)教與學(xué)的要求學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)1第一章電路焊接與調(diào)試1.1學(xué)習(xí)STM32F103實(shí)驗(yàn)板電路的原理圖1.2焊接電路板上部分電阻電容1.3焊接LED和蜂鳴器1.4焊接ASM1117芯片IIC芯片AT24C021.5下載測(cè)試代碼到焊接好的STM32實(shí)驗(yàn)板，測(cè)試實(shí)驗(yàn)板是否工作正常。[課程目標(biāo)1，2]1、了解：焊接基本方法2、理解：元件選擇方法3、掌握：下載與測(cè)試技術(shù)1天1，22第二章開發(fā)板調(diào)試技術(shù)2.1熟悉MDKKEIL開發(fā)環(huán)境，構(gòu)建基于固件庫的工程2.2編寫代碼實(shí)現(xiàn)流水燈工程，按鍵后能改變流水燈速度。2.3通過ISP下載代碼到實(shí)驗(yàn)板，查看運(yùn)行結(jié)果。2.4使用JLINK下載代碼到目標(biāo)板，查看運(yùn)行結(jié)果，使用JLINK在線調(diào)試。[課程目標(biāo)1,2]1、了解：軟件模塊的功能2、理解：程序開發(fā)流程3、掌握：軟件的使用與調(diào)試技巧1天1，23第三章串口程序開發(fā)3.1編寫主程序，初始化串口1，設(shè)置波特率為9600，無校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位。寫中斷服務(wù)程序代碼實(shí)現(xiàn)將發(fā)送過來的數(shù)據(jù)回送。3.2下載代碼到實(shí)驗(yàn)板，通過串口調(diào)試助手發(fā)送數(shù)據(jù)，查看實(shí)驗(yàn)板送回的數(shù)據(jù)。[課程目標(biāo)1,2]1、了解：串口工作原理2、理解：串口開發(fā)的具體過程3、掌握：基于串口通信的硬軟件開發(fā)技術(shù)1天1，24第四章高級(jí)開發(fā)技術(shù)4.1假設(shè)，有一個(gè)設(shè)備用RS232串行口以256000的波特率發(fā)送數(shù)據(jù)，并且大概每80毫秒發(fā)送8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。使用串口調(diào)試助手，仿真這個(gè)設(shè)備。4.2要求將該設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)求平均值后送回。4.3采用DMA方式接收數(shù)據(jù)，接收完成后發(fā)生中斷，然后DMA通道使用另一個(gè)緩沖區(qū)繼續(xù)接收數(shù)據(jù)。而這時(shí)CPU可以處理數(shù)據(jù)，計(jì)算剛接收到數(shù)據(jù)的平均值。然后送回。這樣，CPU和DMA并行工作。[課程目標(biāo)1,2]1、了解：嵌入式系統(tǒng)體DMA技術(shù)2、理解：數(shù)據(jù)傳輸過程3、掌握：DMA程序開發(fā)1天1，25撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。實(shí)習(xí)完成后，各組進(jìn)行總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)交流，教師結(jié)合匯報(bào)交流情況對(duì)實(shí)習(xí)進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)安排各組同學(xué)結(jié)合自己的分工和任務(wù)撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。[課程目標(biāo)3]1、了解：實(shí)習(xí)報(bào)告撰寫規(guī)范2、掌握：實(shí)習(xí)報(bào)告寫作方法1天3五、課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定1．考核方式：考察。2．成績(jī)構(gòu)成：根據(jù)課程實(shí)習(xí)過程中的表現(xiàn)、設(shè)計(jì)任務(wù)完成質(zhì)量、實(shí)習(xí)報(bào)告進(jìn)行評(píng)定。實(shí)習(xí)成績(jī)按照優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級(jí)評(píng)定。成績(jī)不及格者需要重修。。成績(jī)?cè)u(píng)定方式為綜合考核方式的各項(xiàng)評(píng)分，給出總評(píng)成績(jī)，學(xué)期末依據(jù)總評(píng)成績(jī)?cè)u(píng)定對(duì)應(yīng)考核等級(jí)：優(yōu)秀：90-100分；良好：80-89分；中等：70-79分及格：60-69分；不及格：60分以下。3．考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)習(xí)表現(xiàn)由指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)習(xí)期間的積極性、遵守紀(jì)律情況等情況評(píng)定，應(yīng)明確實(shí)習(xí)表現(xiàn)、設(shè)計(jì)任務(wù)完成質(zhì)量和實(shí)習(xí)報(bào)告等環(huán)節(jié)權(quán)重，應(yīng)具體寫明對(duì)實(shí)習(xí)報(bào)告撰寫要求及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)有成績(jī)?cè)u(píng)定評(píng)語，應(yīng)留存考核和成績(jī)?cè)u(píng)定的各種原始資料。具體考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表4所示。表4教學(xué)目標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)分值權(quán)重類別權(quán)重考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)畢業(yè)要求平時(shí)成績(jī)1000.4考勤0.2以100分制計(jì)分，按比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)；主要考核學(xué)生的實(shí)習(xí)出勤率。1，24實(shí)習(xí)表現(xiàn)0.8以100分制計(jì)分，按比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)；主要根據(jù)實(shí)習(xí)過程中的遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則制度，團(tuán)隊(duì)協(xié)作時(shí)是否對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)正確理解、是否虛心接受他人意見和建議、是否積極配合有效完成輔助工作、是否從團(tuán)隊(duì)利益出發(fā)、是否和組內(nèi)外成員有效溝通、是否清晰表達(dá)和討論匯報(bào)有關(guān)問題等方面給出評(píng)分。1，2，34，9論文評(píng)閱成績(jī)1000.6實(shí)習(xí)報(bào)告1以100分制計(jì)分，按比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)；主要考核學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告完成質(zhì)量：包括內(nèi)容是否詳實(shí)、格式是否規(guī)范等。實(shí)習(xí)報(bào)告（總結(jié)）的內(nèi)容包括：①時(shí)間、地點(diǎn)、描述；②實(shí)習(xí)目的及要求；③實(shí)習(xí)過程及實(shí)習(xí)內(nèi)容的敘述；④收獲（包含團(tuán)隊(duì)合作能力方面）、體會(huì)，學(xué)校教學(xué)與實(shí)際的差距，改進(jìn)方向、內(nèi)容與方法；⑤不足、建議、教訓(xùn)。1，2，34，9六、課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)1．達(dá)成度評(píng)價(jià)依據(jù)和方法課程各目標(biāo)達(dá)成情況為該項(xiàng)目學(xué)生的平均得分率，其計(jì)算公式為：課程總目標(biāo)達(dá)成情況為3個(gè)課程目標(biāo)的加權(quán)得分率，其計(jì)算公式為：其中權(quán)重系數(shù)按照表5設(shè)定。表5課程目標(biāo)權(quán)重系數(shù)課程目標(biāo)123權(quán)重系數(shù)0.20.20.6課程畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成情況評(píng)價(jià)：課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)