《嵌入式系统设计》实验教学大纲
发布人:系统管理员  发布时间:2014-09-19   浏览次数:4

 课程编号:17130687                               大纲执笔人:邓晶

课程名称:嵌入式系统设计                     大纲审批人:胡勇
英文名称:Embedded System
课程学时:54学时                                        实验学时:27学时
实验课性质:非独立设课
适用专业:通信工程   
 
一、本课程实验教学目的与要求
《嵌入式系统》是“嵌入式系统”的配套实验课。以STM32实验板为硬件实验平台,结合“嵌入式系统设计”课程的理论教学,设计了嵌入式系统设计的实验内容,学生完成ARM开发工具Real View MDK使用、基本I/O接口、外部中断、LED数码管显示、4×4矩阵键盘控制、通用定时器实验的基本训练后,可以了解和掌握eal View MDK集成开发环境,Keil μVision IDE的基本使用;可以快速、全面地了解和掌握STM32 处理器的特点、外围资源的使用等;了解和掌握嵌入式系统的开发过程,了解和掌握实际项目的开发技能,培养学生综合设计创新能力、实际应用工程开发能力,具有解决问题的基本能力。
 
二、主要仪器设备及现有台套数
·硬件:STM32实验板,J-Link在线调试器,PC机
·软件:Real View MDK集成开发环境,Keil μVision IDE,Window XP操作系统
 
三、实验课程内容和学时分配
序号
实验项目
名称
目 的 要 求
学时分配
实验
类型
每组人数
必开、选开
1
ARM开发工具Real View MDK 的使用
熟悉嵌入式开发工具MDK;熟悉Keil μVision IDE,了解嵌入式系统的开发过程。
3
基础性
1
必开
2
基本I/O
接口实验
熟悉STM32芯片I/O端口配置方法;掌握STM32芯片I/O端口控制LED显示的方法。
3
综合性
3
必开
3
外部中断
实验
了解STM32F10x处理器的中断方式和原理,熟悉STM32中断的编程方法。
3
综合性
3
必开
4
LED数码管
显示实验
掌握LED数码管驱动与显示的基本原理、显示控制方法;掌握共阴极和共阳极数码管显示的特点;了解静态显示和动态显示的特点。
3
综合性
3
必开
5
4×4矩阵键盘
控制实验
通过实验掌握中断式键盘控制与设计方法;掌握中断式键盘检测程序的设计思路,熟练编写STM32的中断处理程序。
3
综合性
3
必开
6
通用定时器实验
对TIM2定时器进行控制,使得TIM2通道1产生频率为183.1Hz的方波;通道2产生频率为366.2Hz的方波;通道3产生频率为732.4Hz的方波;通道4产生频率为1464.8Hz的方波;并通过相应的LED指示灯显示。
3
设计性
3
必开
 
四:实验项目的内容和要求
实验一:
(1)实验项目名称: ARM开发工具Real View MDK的使用
(2)实验内容:以一个基于STM32F103的应用程序Hello为例,了解和掌握嵌入式开发的步骤:(3) 实验要求:熟悉嵌入式开发工具MDK;熟悉Keil μVision 集成开发环境,了解嵌入式系统的开发过程。
实验二:
(1)实验项目名称:基本I/O接口实验
(2)实验内容:STM32F10x处理器上共有7个I/O端口:A~G,每个端口有16个引脚。熟悉该芯片I/O端口的编程配置方法,熟悉该芯片I/O端口的配置寄存器、数据寄存器、置位/复位寄存器,编程实现STM32实验板上的发光二极管LED1~LED4依次点亮和熄灭。
(3)实验要求: 熟悉STM32芯片I/O端口配置方法;掌握STM32芯片I/O端口控制LED显示的方法。
实验三:
(1)实验项目名称:外部中断实验
(2)实验内容:配置NVIC控制器、EXTI控制器,将Tamper按钮对应的PC13引脚配置为外部中断EXTI13,下降沿触发,在中断服务程序中点亮LED指示灯。
(3)实验要求:了解STM32F10x  CPU的中断方式和原理,熟悉STM32中断的编程方法。
实验四:
(1)实验项目名称: LED数码管显示实验
(2)实验内容:编写程序使实验板上8段数码管循环显示0~9、A~F字符。
(3)实验要求:掌握LED数码管驱动与显示的基本原理、显示控制方法;掌握共阴极和共阳极数码管显示的特点;了解静态显示和动态显示的特点。
实验五:
(1)实验项目名称:4×4矩阵键盘控制实验
(2) 实验内容:使用实验板上4×4矩阵键盘,编写程序通过中断的方式读入键值,并在LED显示器上显示按键的值。
(3)实验要求:通过实验掌握中断式键盘控制与设计方法;掌握中断式键盘检测程序的设计思路,熟练编写STM32的中断处理程序。
实验六:
(1)实验项目名称:通用定时器实验
(2)实验内容:STM32F10x处理器内部有4个定时器,其中TIM1为高级定时器,TIM2、TIM3、TIM4为3个独立的通用定时器。配置TIM2各通道均为输出比较模式,设置各通道参数;在相应的TIM2定时器中断服务处理程序中,根据定时器的值翻转输出电平,以输出方波,通过LED指示灯显示。
(3)实验要求:对TIM2定时器进行控制,使得TIM2通道1产生频率为183.1Hz的方波;通道2产生频率为366.2Hz的方波;通道3产生频率为732.4Hz的方波;通道4产生频率为1464.8Hz的方波;并通过相应的LED指示灯显示。
 
五、考核方式
1、实验报告:
实验目的,实验理论,实验方法以及相关讨论。
2、考核方式:
实验课的考核方式:实验报告(60%)和实验结果(40%)。
实验占总成绩的50%。 
 
六、实验教材、参考书
1、教材:
嵌入式系统设计实验指导书。
2、参考书:
《基于MDK的STM32处理器开发应用》,李宁编著,北京航空航天大学出版社。