《STM32嵌入式技术》课程标准.docx
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《STM32嵌入式技术》课程标准.docx
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《STM32嵌入式技术》课程标准
《STM32嵌入式技术》课程标准
开课部门:
编写执笔人:
编制日期:
2022年02月18日
企业审核人:
专业主任:
审定日期:
2022年2月25日
部门教学负责人:
审核日期:
年月日
年月制
一、课程基本信息
二、课程概述
(一)制定依据
(二)课程地位与作用
(三)课程设计思路
(四)课程内容确定依据
三、课程目标
(一)总体目标
(二)具体目标
四、课程能力训练项目设计
五、课程实施保障
(一)实习实训条件
(二)任课教师要求
(三)教学辅助材料
六、教学评价与考核要求
(一)评价考核理念
(二)评价考核方式
(三)评价考核标准
《STM32嵌入式技术》课程标准
一、课程基本信息
课程名称:
STM32嵌入式技术
课程代码:
开课专业:
电子信息类
学时:
96
学分:
6
开课学期:
2021-2022学年第2学期
授课对象:
高职
课程性质:
本课程是高职应用电子技术专业、电子信息工程技术和移动通信技术等专业的一门专业选修课。
前导课程:
《计算机应用基础》、《单片机技术及应用》、《C语言程序设计》、《电子技术基础》
后续课程:
主要分为三个方向:
1、物联网方向:
《C#物联网程序设计》、《5G物联网及NB-IoT技术》、《数据库技术及应用》;2、电子信息方向:
《智能电子产品设计》、《高速电路设计与实践》、《电子产品检测与维修技术》等。
二、课程概述
(一)制定依据
本标准依据《2021级三年制高职人才培养方案(电子信息工程技术)》和《2021级三年制高职人才培养方案(物联网应用技术)》中对《STM32嵌入式技术》课程培养目标的要求制定。
(二)课程地位与作用
1.课程的地位
《STM32嵌入式技术》是物联网应用技术、电子信息工程技术两个专业的一门职业专业课。
本课程前导课程为《计算机应用基础》、《电子技术基础》、《C语言程序设计》、《单片机技术及应用》,后续课程有《Android物联网程序设计》、《C#高级程序设计》、《智能电子产品设计》、《高速电路设计与实践》等专业开发类课程。
2.课程的作用
本课程通过培养学生掌握基于STM32单片机的嵌入式系统的基础知识,掌握嵌入式系统设计的基本思想、步骤及方法,从而提高学生通过编写STM32程序解决实际问题的能力,为今后进一步在Android物联网设计、C#高级程序设计及智能电子产品设计等领域的开发学习打牢基础。
该课程着眼于学生的长远发展,重点培养学士基于硬件基础在嵌入式软件测试、嵌入式软件开发等岗位的基本工作技能及职业素养。
(三)课程设计思路
基于STM32单片机的嵌入式系统的特点,根据学生具体学习情况将一个完整的项目进行拆分,进行项目的模块化教学。
通过合理分组(电子产品实际开发为蓝本),并发放STM32单片机开发板,最终以案例、项目、模块为载体,逐渐提升完善夯实各模块知识点和技能点,最终将各个模块串联起来形成一个完整的项目,以达到让学生能够充分融入完整项目开发过程的效果。
(四)课程内容确定依据
1.课程对应(或服务或面向)的岗位
学生在学完该专业课程,具备相应知识能力以后,再通过学习Android物联网、智能电子产品设计、C#高级程序设计等相关专业核心课程,可以从事的岗位有:
嵌入式工程师、单片机开发工程师、嵌入式软件测试工程师、物联网系统应用软件开发人员等。
相关技术岗位的晋升路线为:
助理工程师—中级工程师—高级工程师—技术专家。
2.岗课赛证融合标准
职业岗位
工作
内容
技能
要求
相关
知识
素质
要求
对接技能证书和等级
对接技能大赛名称和级别
物联网工程技术人员(人社部)
1.物联网安装调试;
2.物联网系统运行管理与维护;
3.物联网系统应用软件开发;
4.物联网项目的规划和管理。
1.能够应用物联网技术、体系结构、协议和标准;
2.能够规划、设计并提出物联网解决方案;
3.能够集成、部署物联网系统,并指导工程实施;
4.能够安装、调测、维护并保障物联网系统的正常运行;
5.能够监控、管理和保障物联网系统安全;
6.能够提供物联网系统的技术咨询和技术支持。
1.了解物联网的基本概念;
2.认识、了解和熟悉各种常见的物联网模块;
3.认识和熟悉典型的物联网相关技术;
4.了解和熟悉物联网技术在行业上的应用场景,熟悉物联网应用软件系统的形态和内容。
5.了解和熟悉基于STM32的软硬件工具进行物联网工程设计、物联网模块配置调试、物联网应用开发与调试的方法。
1.弘扬工匠精神,尽职尽责,勇于创新;
2.遵法守纪、履行道德准则和行为规范,遵守有关工作纪律;
3.勇于奋斗、热爱工作,刻苦专研;
4.遵守工作纪律,爱护工具、设备,安全文明生产;
5.谦虚谨慎、团结协作、主动配合;
6.服从分配,听从指挥。
广电和通信设备调试工(工信部)
传感网应用开发“1+X”证书(教育部)
物联网工程技术人员(人社部)
3.课程能力标准分解
按照职业岗位标准进行能力归类、整合,确定课程能力,建立课程能力分析图表。
参考表之一如下:
课程能力
能力模块(或项目)(单项技能)
技能要求
学会、熟悉、掌握
知识要求
了解、理解、掌握
素质要求
嵌入式系统认知
1.嵌入式初学者杂谈;
2.熟悉嵌入式系统开发流程;
3.ARMCortex-M3内核;
4.STM32微控制器结构;
1.了解信息技术的发展;
2.了解MCU、MPU、ARM、FPGA、DSP概念;
3.了解MCU开发与ARM-Linux开发的区别;
4.熟悉嵌入式系统开发流程;
5.ARMCortex-M3内核。
6.掌握嵌入式系统基础知识。
1.了解信息技术的发展;
2.了解MCU、MPU、ARM、FPGA、DSP概念;
3.了解MCU开发与ARM-Linux开发的区别;
4.熟悉嵌入式系统开发流程;
5.ARMCortex-M3内核。
6.掌握嵌入式系统基础知识。
1.弘扬工匠精神,尽职尽责,勇于创新;
2.遵法守纪、履行道德准则和行为规范,遵守有关工作纪律;
3.谦虚谨慎、团结协作、主动配合。
LED控制设计与实现
1.认识STM32;
2.STM32微控制器开发模式;
3.开发平台的搭建;
4.基于标准外设库开发平台搭建;
5.基于HAL库开发平台的搭建;
6.STM32最小系统;
7.点亮一个LED
8.LED闪烁控制
【掌握】
1、嵌入式系统基本概念;
2、STM32固件库;
3、LED控制设计、运行与调试
【熟悉】
1、建立基于STM32固件库的工程模板;
2、新建KeilμVision4工程、工程配置与编译。
【了解】
STM32处理器命名规则。
【掌握】
1、嵌入式系统基本概念;
2、STM32固件库;
3、LED控制设计、运行与调试
【熟悉】
1、建立基于STM32固件库的工程模板;
2、新建KeilμVision4工程、工程配置与编译。
【了解】
STM32处理器命名规则。
1.弘扬工匠精神,尽职尽责,勇于创新;
2.遵法守纪、履行道德准则和行为规范,遵守有关工作纪律;
3.勇于奋斗、热爱工作,刻苦专研;
4.谦虚谨慎、团结协作、主动配合。
跑马灯控制设计与实现
1.STM32的GPIO工作原理;
2.GPIO标准外设库接口函数及应用;
3.LED循环点亮控制;
4.GPIO的HAL库接口函数及应用;
5.嵌入式C语言;
6.HAL库文件源代码分析;
7.跑马灯设计与实现;
8.编程思想之模块化编程;
【掌握】
1、STM32的GPIO端口寄存器;
2、STM32的I/O口8种模式;
3、使用寄存器和库函数控制GPIO端口的输出;
4、LED循环点亮控制和跑马灯控制设计、运行与调试。
【熟悉】
1、Cortex-M3处理器结构;
2、STM32系统结构;
3、STM32时钟配置。
【了解】
1、Cortex-M3的编程模式;
2、使用寄存器和库函数配置STM32的GPIO输入输出模式的方法。
【掌握】
1、STM32的GPIO端口寄存器;
2、STM32的I/O口8种模式;
3、使用寄存器和库函数控制GPIO端口的输出;
4、LED循环点亮控制和跑马灯控制设计、运行与调试。
【熟悉】
1、Cortex-M3处理器结构;
2、STM32系统结构;
3、STM32时钟配置。
【了解】
1、Cortex-M3的编程模式;
2、使用寄存器和库函数配置STM32的GPIO输入输出模式的方法。
1.遵法守纪、履行道德准则和行为规范,遵守有关工作纪律;
2.遵守工作纪律,爱护工具、设备,安全文明生产;
3.谦虚谨慎、团结协作、主动配合;
4.服从分配,听从指挥。
按键控制设计与实现
1.按键控制LED设计与实现;
2.中断的相关概念;
3.STM32中断和异常;
4.EXTI标准外设库接口函数及应用;
5.EXTI的HAL库接口函数及应用;
6.中断方式的按键控制设计;
7.中断方式的LED按键控制仿真与实物实现;
8.中断方式的声光报警器;
【掌握】
1、端口复用使用;
2、端口复用重映射;
3、STM32外部中断编程;
4、按键控制设计、运行与调试。
【熟悉】
1、GPIO寄存器地址映射;
2、端口复用及重映射;
3、STM32中断。
【了解】
1、按键识别和软件消除按键抖动的方法;
2、程序下载与调试。
【掌握】
1、端口复用使用;
2、端口复用重映射;
3、STM32外部中断编程;
4、按键控制设计、运行与调试。
【熟悉】
1、GPIO寄存器地址映射;
2、端口复用及重映射;
3、STM32中断。
【了解】
1、按键识别和软件消除按键抖动的方法;
2、程序下载与调试。
1.弘扬工匠精神,尽职尽责,勇于创新;
2.遵法守纪、履行道德准则和行为规范,遵守有关工作纪律;
3.勇于奋斗、热爱工作,刻苦专研;
4.遵守工作纪律,爱护工具、设备,安全文明生产;
5.谦虚谨慎、团结协作、主动配合。
数码管显示设计与实现
1.STM32定时器;
2.定时器标准外设库接口函数及应用;
3.数码管静态显示设计与实现;
4.SysTick定时器;
5.定时器HAL库接口函数及应用;
6.数码管动态扫描显示设计实现;
7.PWM工作原理;
8.PWM输出控制;
【掌握】
1、SysTick相关函数;
2、STM32定时器相关的寄存器和库函数;
3、STM32的PWM输出相关的寄存器和库函数;
4、定时器定时和PWM输出控制设计。
【熟悉】
1、SysTick定时器;
2、STM32定时器。
【了解】
STM32定时器的分类和使用方法。
【掌握】
1、SysTick相关函数;
2、STM32定时器相关的寄存器和库函数;
3、STM32的PWM输出相关的寄存器和库函数;
4、定时器定时和PWM输出控制设计。
【熟悉】
1、SysTick定时器;
2、STM32定时器。
【了解】
STM32定时器的分类和使用方法。
1.弘扬工匠精神,尽职尽责,勇于创新;
2.遵法守纪、履行道德准则和行为规范,遵守有关工作纪律;
3.勇于奋斗、热爱工作,刻苦专研;
4.谦虚谨慎、团结协作、主动配合。
串行通信设计与实现
1.通信概述;
2.异步串行通信;
3.STM32的USART模块;
4.USART标准外设库接口函数及应用;
5.USART的HAL库接口函数及应用;
6.基于WiFi的STM32串口无线传输电路设计
【掌握】
1、USART串口硬件连接的方法;
2、STM32的USART串口编程相关的寄存器和库函数;
3、STM32的串行通信的设计、运行与调试。
【熟悉】
1、串行通信基本知识;
2、STM32的USART串口。
【了解】
基于ZigBee的STM32串口无线传输设计方法。
【掌握】
1、USART串口硬件连接的方法;
2、STM32的USART串口编程相关的寄存器和库函数;
3、STM32的串行通信的设计、运行与调试。
【熟悉】
1、串行通信基本知识;
2、STM32的USART串口。
【了解】
基于ZigBee的STM32串口无线传输设计方法。
1.弘扬工匠精神,尽职尽责,勇于创新;
2.遵法守纪、履行道德准则和行为规范,遵守有关工作纪律;
3.勇于奋斗、热爱工作,刻苦专研;
4.遵守工作纪律,爱护工具、设备,安全文明生产;
5.谦虚谨慎、团结协作、主动配合。
传感器开发-温湿度传感器
1.ADC基础理论知识;
2.STM32的ADC;
3.ADC标准外设库接口函数及应用;
4.ADC标准外设库接口函数及应用;
5.温湿度传感器;
6.温湿度监控设计;
【掌握】
1、STM32的模数转换;
2、ADC相关的寄存器和库函数
3、模数转换的设计、运行与调试。
【熟悉】
1、STM32的ADC设置;
2、A/D转换程序的设计方法;
【了解】
STM32的ADC主要特征和结构。
【掌握】
1、STM32的模数转换;
2、ADC相关的寄存器和库函数
3、模数转换的设计、运行与调试。
【熟悉】
1、STM32的ADC设置;
2、A/D转换程序的设计方法;
【了解】
STM32的ADC主要特征和结构。
1.弘扬工匠精神,尽职尽责,勇于创新;
2.遵法守纪、履行道德准则和行为规范,遵守有关工作纪律;
3.勇于奋斗、热爱工作,刻苦专研;
4.遵守工作纪律,爱护工具、设备,安全文明生产;
5.谦虚谨慎、团结协作、主动配合。
注:
课程能力由若干个核心能力模块组成(或称一级能力),每项核心能力可分解为若干个单项能力,每个单项能力具备若干项技能(应会)和知识(应知)。
从而构成整个课程的能力分析图表。
三、课程目标
(一)总体目标
通过《STM32嵌入式技术》课程的教学,在素质目标、知识目标、能力目标上,使学生具有基本的基于STM32单片机的嵌入式系统编程与调试能力,能够熟练地使用STM32的常用外设(GPIO、定时器、中断、串口、IIC)设计一款综合性的嵌入式系统。
此外还培养学生查阅资料、撰写文档等能力,并锻炼了学生团结协作、精益求精等良好工作习惯,提升学生的就业能力,为培养掌握先进技术的创新型复合人才奠定坚实基础。
(二)具体目标
1.素质目标:
(1-1)培养学生自我表达与沟通能力;
(1-2)培养学生自主开放学习能力;
(1-3)培养学生分析问题解决问题能力;
(1-4)培养学生团队协作精神;
(1-5)培养学生勇于创新与爱岗敬业的职业精神;
(1-6)培养学生严谨认真与实事求是工作作风;
(1-7)培养学生爱国情怀与民族自豪感;
(1-8)培养学生践行社会主义核心价值观;
2.知识目标:
(2-1)了解信息技术的发展;
(2-2)了解MCU、MPU、ARM、FPGA、DSP概念;
(2-3)了解MCU开发与ARM-Linux开发的区别;
(2-4)了解系统需求分析;
(2-5)熟悉系统总体设计。
(2-6)掌握嵌入式系统基础知识;
(2-7)掌握ARMCortex-M3内核;
(2-8)掌握STM32系统结构;
(2-9)理解STM32中断;
(2-10)理解Cortex-M3处理器;
(2-11)掌握STM32系列处理器;
(2-12)理解寄存器开发模式。
(2-13)掌握标准外设库开发模式;
(2-14)理解HAL库开发模式;
(2-15)理解嵌入式开发环境;
(2-16)理解集成开发环境Keil;
(2-17)理解STM32标准外设库文件结构;
(2-18)理解基于标准外设库新建工程模板;
(2-19)了解Java运行环境的安装;
(2-20)理解安装STM32CubeMX软件;
(2-21)了解电源、时钟电路;
(2-22)了解复位、调试和下载电路;
(2-23)掌握用Proteus设计第一个LED控制电路;
(2-24)掌握用Proteus仿真运行调试;
(2-25)掌握STM32CubeMX生成的工程架构解析;
(2-26)理解LED闪烁项目设计运行调试;
(2-27)理解GPIO内部结构;
(2-28)GPIO工作模式;
(2-29)理解GPIO标准外设库接口函数;
(2-30)掌握GPIO标准外设库应用实例;
(2-31)理解STM32的GPIO初始化和输入输出库函数;
(2-32)掌握LED循环点亮控制设计;
(2-33)理解GPIO标准外设库接口函数;
(2-34)掌握GPIO的HAL库应用实例;
(2-35)理解GPIO的HAL库接口函数;
(2-36)了解const、static、extern等关键字;
(2-37)理解stm32f1xx_hal.c和stm32f1xx_hal.h;
(2-38)了解stm32f1xx_hal_gpio.c和stm32f1xx_hal_gpio.h;
(2-39)掌握跑马灯电路设计;
(2-40)掌握跑马灯程序设计、运行与调试。
(2-41)掌握extern关键字、struct结构体。
(2-42)掌握#ifdef、#ifndef、#else、#if条件编译、回调函数;
(2-43)理解按键控制LED电路设计;
(2-44)掌握按键控制LED程序设计、运行与调试;
(2-45)理解什么是中断;
(2-46)掌握中断处理流程。
(2-47)掌握跑马灯设计与实现。
(2-48)理解编程思想之模块化编程。
(2-49)掌握按键控制LED设计与实现。
(2-50)理解STM32中断和异常。
(2-51)掌握EXTI标准外设库接口函数及应用。
(2-52)掌握EXTI的HAL库接口函数及应用。
(2-53)掌握中断方式的LED按键控制仿真与实物实现。
(2-55)熟悉STM32定时器。
(2-56)了解定时器标准外设库接口函数及应用。
(2-57)掌握数码管静态显示设计与实现。
(2-58)了解SysTick定时器。
(2-59)掌握定时器HAL库接口函数及应用。
(2-60)掌握数码管动态扫描显示设计实现。
(2-61)了解PWM工作原理。
(2-62)掌握PWM输出控制。
(2-63)了解通信概述。
(2-64)了解STM32的USART模块。
(2-65)掌握USART标准外设库接口函数及应用。
(2-66)掌握USART的HAL库接口函数及应用。
(2-67)了解基于WiFi的STM32串口无线传输电路设计。
(2-68)掌握ADC基础理论知识。
(2-69)了解STM32的ADC。
(2-70)掌握ADC标准外设库接口函数及应用。
(2-71)了解ADC的HAL库接口函数及应用。
(2-72)学会温湿度传感器。
(2-73)掌握温湿度监控设计。
3.能力目标:
(3-1)熟悉MCU、MPU、ARM、FPGA、DSP概念;
(3-2)熟悉MCU开发与ARM-Linux开发的区别;
(3-3)熟悉嵌入式系统需求分析;
(3-4)熟悉嵌入式系统总体设计;
(3-5)学会嵌入式系统基础知识;
(3-6)掌握ARM体系结构。
(3-7)掌握STM32系统结构;
(3-8)学会STM32时钟系统;
(3-9)熟悉Cortex-M3处理器;
(3-10)熟悉STM32系列处理器的使用;
(3-11)熟悉标准外设库开发模式;
(3-12)掌握HAL库开发模式;
(3-13)能够搭建嵌入式开发环境;
(3-14)能够熟悉集成开发环境Keil;
(3-15)掌握STM32标准外设库文件结构。
(3-16)掌握基于标准外设库新建工程模板;
(3-17)掌握Java运行环境的安装;
(3-18)熟悉安装STM32CubeMX软件;
(3-19)熟悉STM32最小系统;
(3-20)熟悉STM32复位电路、调试和下载电路;
(3-21)学会使用Proteus设计LED控制电路;
(3-22)学会使用Proteus仿真运行调试;
(3-23)掌握STM32CubeMX生成工程;
(3-24)掌握LED闪烁项目设计运行调试;
(3-25)熟悉GPIO内部结构;
(3-26)掌握GPIO工作模式;
(3-27)熟悉GPIO标准外设库接口函数;
(3-28)熟悉基于标准外设库开发的一般流程。
(3-29)掌握STM32的GPIO初始化和输入输出库函数;
(3-30)掌握LED循环点亮控制设计;
(3-31)熟悉GPIO标准外设库接口函数;
(3-32)熟悉基于HAL库开发的一般流程;
(3-33)学会GPIO的HAL库接口函数;
(3-34)熟悉const、static、extern等关键字;
(3-35)熟悉HAL库文件源代码分析;
(3-36)熟悉HAL工程目录和文件;
(3-37)能够掌握跑马灯电路设计;
(3-38)能够掌握跑马灯程序运行与调试;
(3-39)熟悉嵌入式C语言;
(3-41)熟悉EXTI标准外设库接口函数及应用;
(3-42)掌握EXTI的HAL库接口函数及应用;
(3-43)熟悉中断方式的按键控制设计;
(3-44)掌握中断方式的LED按键控制仿真与实物实现;
(3-45)掌握中断方式的声光报警器;
(3-46)掌握STM32定时器;
(3-47)掌握定时器标准外设库接口函数及应用;
(3-48)掌握数码管静态显示设计与实现;
(3-49)熟悉SysTick定时器;
(3-50)熟悉定时器HAL库接口函数及应用;
(3-51)能够掌握数码管动态扫描显示设计实现;
(3-52)熟悉PWM输出控制;
(3-53)熟悉嵌入式通信;
(3-54)熟悉异步串行通信;
(3-55)熟悉STM32的USART模块;
(3-56)掌握USART标准外设库接口函数及应用;
(3-57)掌握USART的HAL库接口函数及应用;
(3-58)掌握基于WiFi的STM32串口无线传输电路设计;
(3-59)学会ADC基础理论知识;
(3-60)熟悉STM32的ADC;
(3-61)熟悉ADC标准外设库接口函数及应用;
(3-62)掌握ADC的HAL库接口函数及应用;
(3-63)学会温湿度传感器;
(3-64)熟悉温湿度监控设计;
四、课程能力训练项目设计
编号
项目/
章节名称
学时
子项目
编号、
名称(含课外)
教学内容
(素质、知识技能点)
素质目标
知识目标
能力
目标
是否教学重点/难点
训练方式、
手段及步骤
可展示
的结果
考核
说明
教学进程
(周次)
理论
实践
1
嵌入式系统概述
4
4
1-1嵌入式初学者杂谈
1.信息技术的发展
2.MCU、MPU、ARM、FPGA、DSP概念;
3.MCU开发与ARM-Linux开发的区别;
(1-1)
(1-2)
(1-5)
(2-1)
(2-2)
(2-3)
(3-1)
(3-2)
否
分组、指定分工,教
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- 关 键 词:
- STM32嵌入式技术 STM32 嵌入式 技术 课程标准