《嵌入式系統(tǒng)》課程教學大綱一、課程編碼、名稱和性質(zhì)課程編碼：20B035351006課程名稱（中文）：嵌入式系統(tǒng)英文名稱（英文）：EmbeddedSystem課程性質(zhì)：專業(yè)任選課程二、學時、學分總學時數(shù)：48，其中，講授學時：48，實踐（實驗）學時：0，學分：2三、適用專業(yè)及開設(shè)學期適用專業(yè)：自動化開設(shè)學期：第6學期四、課程描述本課程是一門理論與實踐融合的課程。該課程系統(tǒng)地介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本概念和組成以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一般流程，針對具體的微控制器STM32詳細介紹五大外設(shè)模塊（通用輸入輸出、中斷、串口通信、定時器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的原理及應(yīng)用。該課程著重強調(diào)動手實踐采用項目案例結(jié)合時代熱點、學科前沿進行嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，以更有效的理解和掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的完整流程，使學生可以了解嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基本概念、特點、分類，掌握嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計的基本方法。五、教學目標（1）通過本課程的學習，使學生理解嵌入式系統(tǒng)的基本概念、特點，理解和掌握嵌入式系統(tǒng)的基本構(gòu)成、基本原理和應(yīng)用方法。（2）理解和掌握嵌入式微控制器STM32的硬件外設(shè)資源，能夠基于STM32的外設(shè)模塊進行外設(shè)的基本應(yīng)用與實踐，能夠掌握嵌入式微控制器的基本原理、程序設(shè)計及接口應(yīng)用，具備嵌入式微控制器應(yīng)用系統(tǒng)分析、設(shè)計和調(diào)試的基本能力。（3）熟悉嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的一般流程，能夠利用嵌入式微控制器進行簡單應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，具備一定的創(chuàng)新能力和邏輯思維能力，能夠自覺融入設(shè)計團隊，合理分擔設(shè)計任務(wù)，充分體現(xiàn)團隊精神。表1課程目標與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求畢業(yè)要求二級指標課程目標1231.工程知識1.2能針對本學科領(lǐng)域的具體對象建立數(shù)學模型并求解，并具備對工程問題進行軟硬件分析與設(shè)計的基本能力?！?.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.1能利用專業(yè)知識，根據(jù)給定的設(shè)計指標，設(shè)計本學科領(lǐng)域的單元或過程。3.4能夠在設(shè)計技術(shù)方案過程中綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素?！獭?.個人和團隊9.1能夠理解團隊合作的意義，具有良好的集體觀念和合作意識；9.2能夠勝任團隊成員的角色與責任，獨立完成團隊分配的工作；√六、教學范式本課程主要通過混合式教學、翻轉(zhuǎn)課堂、項目案例式以及情景教學等教學方法進行課程內(nèi)容的學習，通過翻轉(zhuǎn)課堂使學生主動了解和掌握嵌入式系統(tǒng)的基本概念、基本原理，培養(yǎng)學生充分利用互聯(lián)網(wǎng)的資源進行自主學習；針對嵌入式微控制器的外設(shè)資源通過項目案例式教學，培養(yǎng)學生系統(tǒng)的分析與設(shè)計能力；通過項目協(xié)作開發(fā)方式，注重培養(yǎng)學生系統(tǒng)的總體設(shè)計能力、項目實施能力、團隊協(xié)作能力、項目管理能力等。七、本課程與其它課程的關(guān)系先修課程：《C語言程序與設(shè)計》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《模擬電子技術(shù)》、《微機原理》八、課程內(nèi)容（一）課程內(nèi)容與課程目標的關(guān)系課程內(nèi)容與課程目標的關(guān)系以及課程主要內(nèi)容和學時分配見表2。表2課程內(nèi)容與課程目標的對應(yīng)及學時分配章節(jié)課程內(nèi)容支撐的課程目標學時安排學時講授學時其他學時1嵌入式系統(tǒng)概述1332ARMCortex-M內(nèi)核及STM32微控制器1333通用輸入輸出GPIO1,2664中斷EXTI1,2665串口通信UART1,2666DMA1,2337定時器TIM1,2668ADC1,2669嵌入式操作系統(tǒng)1,26610嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計實例1,2,333合計4848（二）具體內(nèi)容（一）嵌入式系統(tǒng)概述（3學時）【教學目標】1．明確本課程的性質(zhì)、任務(wù)和學習內(nèi)容2．了解嵌入式系統(tǒng)的特點，嵌入式操作系統(tǒng)的概念【教學內(nèi)容】（1）嵌入式系統(tǒng)的概念、定義、分類（理解，核心）。（2）嵌入式系統(tǒng)的特點及應(yīng)用領(lǐng)域（如：工業(yè)控制、可穿戴設(shè)備、無人機等）（了解，推薦）（3）嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史、趨勢（如：物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等）（了解，推薦）【教學重點】1.嵌入式系統(tǒng)特點、定義、分類，發(fā)展趨勢。2.嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程【教學難點】嵌入式系統(tǒng)內(nèi)涵理解，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程?！窘虒W方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方式對嵌入式的基本概念、特點、應(yīng)用領(lǐng)域以及發(fā)展趨勢等課程內(nèi)容開展教學?！颈静糠纸虒W內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容使學生能夠理解嵌入式系統(tǒng)的基本概念、發(fā)展歷史的內(nèi)涵以及外延，理解嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的一般流程。支撐課程教學目標1，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標1，支撐畢業(yè)要求2和3?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】1.從“中國芯”到嵌入式系統(tǒng)的學習，從落后就要挨打到奮發(fā)圖強，認真學習嵌入式系統(tǒng)，為祖國的騰飛，為中國夢而努力。2.硬件拆解：2020年非冠疫情期間大量使用的非接觸式測溫儀，額式測溫儀在設(shè)計過程中不僅要考慮多種技術(shù)因素的制衡，還要兼顧成本、元器件的經(jīng)濟適用性及使用的人性化人文關(guān)懷等問題。通過硬件拆解講解產(chǎn)品背后的科技原理、人性化的設(shè)計理念、成本細節(jié)等，培養(yǎng)學生交叉學科應(yīng)用能力、綜合工程素質(zhì)，樹立“工程造福人類”的思想，培養(yǎng)社會責任感和人文科學素養(yǎng)。3.工程科技倫理?？萍际前央p刃劍，工程技術(shù)人員不僅要掌握先進的技術(shù)手段，更要樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，從而讓手中的技術(shù)更好地造福人類。3.依托物聯(lián)網(wǎng)時代背景，關(guān)注社會熱點、學科前沿、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢（嵌入式AI、物聯(lián)網(wǎng)、機器人控制等），展望智能交通、智慧醫(yī)療、智慧農(nóng)業(yè)、智能工廠等的發(fā)展前景，樹立專業(yè)自信。（二）ARMCortex-M內(nèi)核及STM32微控制器（3學時）【教學目標】1．了解CM3微處理器體系結(jié)構(gòu)，理解處理器的工作模式及狀態(tài)、指令集2．理解和掌握Cortex-M3存儲器的組織和映射3.理解和掌握STM32的異常和中斷、存儲單元、時鐘系統(tǒng)?！窘虒W內(nèi)容】（1）ARM體系結(jié)構(gòu)概述（了解，推薦）。（2）ARMCortex-M內(nèi)核架構(gòu)（指令集、寄存器組等）（理解，核心）。（3）STM32概述（芯片選型、開發(fā)模式、芯片手冊等）（了解，推薦）。（4）STM32微控制器內(nèi)核架構(gòu)（寄存器組、總線結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、中斷系統(tǒng)等）（理解，核心）。【教學重點】1.ARMCortex-M內(nèi)核架構(gòu)。2.STM32微控制器內(nèi)核架構(gòu)（寄存器組、總線結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、中斷系統(tǒng)等）、STM32的系統(tǒng)時鐘【教學難點】1.ARMCortex-M內(nèi)核架構(gòu)。2.STM32微控制器內(nèi)核架構(gòu)（寄存器組、總線結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、中斷系統(tǒng)等）、存儲器的組織和映射、異常和中斷、STM32的系統(tǒng)時鐘【教學方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方法對課程內(nèi)容開展教學?！颈静糠纸虒W內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容使學生重點理解和掌握ARM體系結(jié)構(gòu)。支撐課程教學目標1，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標2，支撐畢業(yè)要求1?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】電子計算機的二進制運算方式與中國古代傳統(tǒng)文化《易經(jīng)》中“一陰一陽之謂道”有著異曲同工之妙；電子計算機所講授的八進制（三位二進制數(shù)）亦與《易經(jīng)》中的八卦蘊含著相同的樸素辯證的排列組合思想。在理解計算機原理的同時，加深對傳統(tǒng)文化的了解，建立文化自信。現(xiàn)代CPU中流水線技術(shù)的應(yīng)用借鑒了工業(yè)流水線制造的思想，有效的利用資源，提高了效率，人在處理現(xiàn)實事物時，形成并行運算思維，充分利用大腦資源，有利于提高工作效率，提升綜合能力。國產(chǎn)芯片兆易創(chuàng)新的GD32同樣是基于ARMCortex-M3內(nèi)核的32位通用微控制器(MCU)，對標ST公司的STM32微控制器，通過對比國內(nèi)與國外微控制器內(nèi)核的學習，培養(yǎng)學生系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的思維能力，孵化創(chuàng)新、創(chuàng)造的思考能力，激發(fā)愛國熱情，為祖國科技發(fā)展而努力學習，科技強國。（三）通用輸入輸出GPIO（6學時）【教學目標】1．理解GPIO的硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理2．掌握和應(yīng)用GPIO的庫函數(shù)和寄存器開發(fā)【教學內(nèi)容】（1）理解GPIO的基本概念（了解，推薦）。（2）熟知STM32F103系列MCU的GPIO內(nèi)部結(jié)構(gòu)、輸出模式、輸入模式（理解，核心）。（3）熟悉STM32的GPIO模塊HAL庫接口函數(shù)（理解，核心）。（4）能夠基于HAL庫進行GPIO的應(yīng)用與實踐（運用，核心）?！窘虒W重點】1.GPIO內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作模式。2.GPIO模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐?！窘虒W難點】1.GPIO內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作模式。2.GPIO模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐?！窘虒W方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方法對課程內(nèi)容開展教學?！颈静糠纸虒W內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容使學生重點理解和掌握嵌入式微控制器STM32的GPIO模塊，并能夠基于庫函數(shù)進行GPIO模塊的應(yīng)用與實踐。支撐課程教學目標1和2，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標2，支撐畢業(yè)要求1、5和3?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】通過學習GPIO變量、標識符等的命名規(guī)則，引導學生做人做事要遵守規(guī)則，遵守國家法律法規(guī)，做一個合格的社會公民。通過學習GPIO接口函數(shù)的格式要求，傳遞見微知著、勿因小失大的思想，養(yǎng)成認真務(wù)實的科學態(tài)度及工匠精神。通過設(shè)誤教學案例（全局變量命名與局部變量命名沖突），在實踐教學活動中有意設(shè)置“必要的錯誤”，引導學生查找錯誤并改正，既能加深學生對系統(tǒng)故障、系統(tǒng)調(diào)試的理解、培養(yǎng)學生解決問題的思維和能力，也能培養(yǎng)學生的職業(yè)責任感和使命感，培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)和精益求精的工匠精神。通過嵌入式系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)化代碼的實踐與訓練，鍛煉學生規(guī)范撰寫代碼能力，培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。（四）中斷EXTI（6學時）【教學目標】1.了解STM32中斷通道2.掌握NVIC硬件結(jié)構(gòu)及軟件配置等3.掌握EXTI硬件結(jié)構(gòu)及軟件配置【教學內(nèi)容】（1）理解中斷的概念及中斷處理過程（了解，推薦）。（2）理解STM32微控制器的外部中斷的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理（理解，核心）。（3）熟悉STM32的EXTI模塊HAL庫接口函數(shù)（理解，核心）。（4）能夠基于HAL庫進行EXTI的應(yīng)用與實踐（運用，核心）?！窘虒W重點】1.STM32中斷過程、EXTI硬件結(jié)構(gòu)及軟件配置。2.EXTI模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐?！窘虒W難點】1.STM32中斷過程、EXTI硬件結(jié)構(gòu)及軟件配置。2.EXTI模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐?！窘虒W方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂、案例實踐等教學方法對課程內(nèi)容開展教學?！颈静糠纸虒W內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容使學生重點理解和掌握嵌入式微控制器STM32的EXTI模塊，并能夠基于庫函數(shù)進行EXTI模塊的應(yīng)用與實踐。支撐課程教學目標1和2，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標2，支撐畢業(yè)要求1、5和3?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】培養(yǎng)哲學思維能力。辯證唯物主義認為，世界是物質(zhì)的，物質(zhì)世界是運動的，運動著的世界無處不充滿矛盾，矛盾是普遍存在的，而在諸多矛盾中，通常由主要矛盾決定著事物的走向。任何事情都有輕重緩急，要抓住主要矛盾。通過外部中斷的處理學習，學生應(yīng)明白做事要有輕重緩急，引導和培養(yǎng)學生的突發(fā)應(yīng)急處理意識，以及應(yīng)對突發(fā)事件的處理方式與方法。對比DMA的大批量數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與中斷方式，引導和培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，解決問題的方式和方法具有多樣性，探索在不同場合不同應(yīng)用需求下，如何高效地解決問題，明白物極必反、過猶不及的道理。（五）串口通信（6學時）【教學目標】1．了解和理解USART的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)2．掌握異步串行通信的數(shù)據(jù)幀格式、波特率3.掌握USART的基于庫函數(shù)的開發(fā)方法【教學內(nèi)容】（1）通信的基本概念（了解，推薦）。（2）異步串行通信的數(shù)據(jù)幀格式、波特率（理解，核心）。（3）STM32的UART模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理（4）STM32的UART模塊HAL庫接口函數(shù)（理解，核心）。（5）基于HAL庫進行UART的應(yīng)用與實踐（運用，核心）?！窘虒W重點】1.異步串行通信的數(shù)據(jù)幀格式、波特率。2.UART模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐。【教學難點】1.異步串行通信的數(shù)據(jù)幀格式、波特率。2.UART模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐?！窘虒W方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂、案例實踐等教學方法對課程內(nèi)容開展教學。【本部分教學內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容支撐課程教學目標1和2，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標2，支撐畢業(yè)要求1、5和3?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】當前人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)產(chǎn)品正逐步邁上云端，網(wǎng)絡(luò)通信手段日新月異，引導學生重視通信技術(shù)，創(chuàng)造更具智能化的人機接口。通過串口通信協(xié)議的學習，引導和培養(yǎng)學生的通用接口標準意識，樹立標準化理念，教育學生遵守學校各項規(guī)章制度，遵守國家法律法規(guī)。（六）DMA（3學時）【教學目標】1．了解DMA的基本概念、功能和結(jié)構(gòu)2．能夠基于庫函數(shù)進行DMA的應(yīng)用開發(fā)和實踐【教學內(nèi)容】（1）DMA的基本概念（了解，推薦）。（2）STM32的DMA結(jié)構(gòu)及工作原理（理解，核心）。（3）STM32的DMA模塊HAL庫接口函數(shù)（理解，核心）。（4）基于HAL庫進行DMA的應(yīng)用與實踐（運用，核心）。【教學重點】1.STM32的DMA結(jié)構(gòu)及工作原理。2.DMA模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐。【教學難點】1.STM32的DMA結(jié)構(gòu)及工作原理。2.DMA模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐?！窘虒W方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂、案例實踐等教學方法對課程內(nèi)容開展教學?！颈静糠纸虒W內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容使學生重點理解和掌握嵌入式微控制器STM32的DMA模塊，并能夠基于庫函數(shù)進行DMA的應(yīng)用與實踐。支撐課程教學目標1和2，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標2，支撐畢業(yè)要求1、5和3?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】從查詢方式、中斷方式到DMA方式，I/O設(shè)備與主機交換信息的控制方式在不斷更新，傳輸效率越來越高，真正踐行科技與時俱進、科技服務(wù)大眾。對比DMA的大批量數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與中斷方式，解決問題的方式方法具有多樣性，引導學生思考不同場合不同應(yīng)用需求下，如何高效地解決問題，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，體會物極必反、過猶不及的道理。通過設(shè)誤教學案例，在程序中設(shè)置一些隱藏的問題或Bug，讓學生觀察系統(tǒng)運行結(jié)果，分析并排查故障原因。教育學生要具有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、良好的職業(yè)素養(yǎng)、精益求精的工匠精神。教師在總結(jié)過程中向?qū)W生傳遞見微知著、勿因小失大的思想，樹立學生的職業(yè)責任感，并引導其學習和遵守相應(yīng)的職業(yè)道德和規(guī)范。（七）定時器（6學時）【教學目標】1．了解定時器的概念、STM32定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理2．掌握通用定時器的定時/計數(shù)、輸入捕獲、輸出比較、PWM等功能3．能夠基于庫函數(shù)進行定時器的應(yīng)用與開發(fā)及SysTick的應(yīng)用【教學內(nèi)容】（1）定時器的基本概念、定時與計數(shù)的區(qū)別（了解，推薦）。（2）STM32定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理（理解，核心）。（3）通用定時器的定時/計數(shù)、輸入捕獲、輸出比較、PWM等功能（理解，核心）。（4）SysTick定時器（理解，核心）。（5）STM32的定時器模塊HAL庫接口函數(shù)（理解，核心）。（6）基于HAL庫進行定時器的應(yīng)用與實踐（運用，核心）?！窘虒W重點】1.STM32定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、系統(tǒng)時鐘SysTick。2.通用定時器的定時/計數(shù)、輸入捕獲、輸出比較、PWM等功能3.TIM模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐?！窘虒W難點】1.STM32定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理。2.通用定時器的定時/計數(shù)、輸入捕獲、輸出比較、PWM等功能3.TIM模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐。【教學方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂、案例實踐等教學方法對課程內(nèi)容開展教學?！颈静糠纸虒W內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容支撐課程教學目標1和2，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標2，支撐畢業(yè)要求1、5和3?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】從農(nóng)耕時代的日出而作日落而歸，到日晷、銅壺滴漏等中國古代科技的發(fā)明與應(yīng)用，刻畫人文修養(yǎng)。現(xiàn)代社會高節(jié)奏的生活、爭分奪秒的時間觀念，培養(yǎng)學生養(yǎng)成守時守信的時間觀念。PWM變頻控制技術(shù)，實現(xiàn)了節(jié)能減排控制，符合當前綠色發(fā)展、科學的發(fā)展觀。從“中國制造”到“中國標準”，產(chǎn)品精細化制造的每一步背后都是無數(shù)工程師精益求精工匠精神的體現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)中精確定時控制是自動化過程中不可缺少的一份子。通過學習航天發(fā)射中對時間的精確要求，培養(yǎng)學生認真務(wù)實、腳踏實地的工作態(tài)度，以及高素質(zhì)的職業(yè)素養(yǎng)。（八）ADC（6學時）【教學目標】1．了解ADC的基本概念、轉(zhuǎn)換過程、性能指標2．掌握STM32的ADC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理3．能夠基于庫函數(shù)進行ADC的應(yīng)用與開發(fā)【教學內(nèi)容】（1）ADC基本概念、轉(zhuǎn)換過程（了解，推薦）。（2）理解STM32的ADC結(jié)構(gòu)及工作原理（理解，核心）。（3）熟悉STM32的ADC模塊HAL庫接口函數(shù)（理解，核心）。（4）基于HAL庫進行ADC的應(yīng)用與實踐（運用，核心）?！窘虒W重點】1.STM32的ADC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、性能指標。2.ADC模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐?！窘虒W難點】1.STM32的ADC內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、性能指標。2.ADC模塊的庫接口函數(shù)及編程實踐?！窘虒W方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂、案例實踐等教學方法對課程內(nèi)容開展教學?！颈静糠纸虒W內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容支撐課程教學目標1和2，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標2，支撐畢業(yè)要求1、5和3?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】A/D轉(zhuǎn)換有兩個非常重要的指標：轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度，兩者之間的關(guān)系正如人生的追求，魚與熊掌不可兼得，必須要符合自己的實際情況，培養(yǎng)學生的辯證思維能力，具體問題具體分析。盡管模擬控制直觀且簡單，但由于模擬電路容易隨時間漂移，難以調(diào)節(jié)，且對噪聲很敏感，因此以數(shù)字方式控制模擬電路，不僅可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗，還能提高系統(tǒng)性能。以模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進行處理這一思路，引導學生轉(zhuǎn)變思維觀念，變化才是這個世界的本質(zhì)。ADC應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如工程控制領(lǐng)域、語音處理領(lǐng)域以及醫(yī)學領(lǐng)域中微弱生理信號的采集。實際教學過程中，將課程知識內(nèi)容與前沿科技、社會熱點、行業(yè)需求糅合在一起，采用結(jié)合情景探討與課下拓展實踐融合的小組案例式教學模式，實現(xiàn)知識傳授和價值引領(lǐng)的有機統(tǒng)一，鍛煉學生的邏輯思維能力、計算思維能力以及批判性思維能力，培養(yǎng)能夠擔當民族復興大任的時代新人。（九）嵌入式操作系統(tǒng)（6學時）【教學目標】1．了解RTOS的內(nèi)核結(jié)構(gòu)2．理解RTOS的任務(wù)管理、時間管理，掌握RTOS的通信與同步機制3．能夠基于RTOS進行多任務(wù)的應(yīng)用與實踐【教學內(nèi)容】（1）嵌入式操作系統(tǒng)的概念和功能（了解，推薦）。（2）嵌入式操作系統(tǒng)的工作原理（理解，核心）。（3）RTOS的任務(wù)、任務(wù)優(yōu)先級、時鐘與中斷（理解，核心）。（4）RTOS的通信和同步機制（信號量、事件組、消息隊列等）、多任務(wù)應(yīng)用（運用，核心）?！窘虒W重點】1.RTOS的任務(wù)管理、時間管理2.通信和同步機制（信號量、事件組、消息隊列等）3.基于RTOS進行多任務(wù)的應(yīng)用與編程實踐?！窘虒W難點】1.RTOS的任務(wù)管理、時間管理2.通信和同步機制（信號量、事件組、消息隊列等）3.基于RTOS進行多任務(wù)的應(yīng)用與編程實踐?！窘虒W方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂、案例實踐等教學方法對課程內(nèi)容開展教學。【本部分教學內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容支撐課程教學目標1和2，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標2，支撐畢業(yè)要求1、5和3?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】嵌入式操作系統(tǒng)中的資源分配方法：輪轉(zhuǎn)法和搶占式服務(wù)，體現(xiàn)了實現(xiàn)效益最大化、系統(tǒng)資源利用的最大化的高效工作思路。操作系統(tǒng)對系統(tǒng)軟硬件資源的統(tǒng)籌規(guī)劃、全局觀念、層次化的管理理念，薈萃了許多優(yōu)秀的管理思想和理念，對于我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞫加泻軓姷慕梃b和指導作用。從兩百年前的望遠鏡，到現(xiàn)今的登陸探測器，人類對火星的探索進入了新階段，隨著科技的不斷發(fā)展，火星探測器功能越多，系統(tǒng)也越來越復雜，“好奇號”火星車便使用了嵌入式操作系統(tǒng)來管理日趨復雜的功能。2021年中國“祝融號”火星車成功登陸火星，代表著中國航天探測走到了世界的前端，屹立于世界民族之林。（十）嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計實例（3學時）【教學目標】1．了解嵌入式開發(fā)的一般流程2．掌握嵌入式系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計、軟硬件協(xié)同設(shè)計、系統(tǒng)測試。3．能夠基于模塊化編程設(shè)計思想進行嵌入式系統(tǒng)的綜合開發(fā)實踐【教學內(nèi)容】（1）嵌入式開發(fā)的一般流程（了解，推薦）。（2）嵌入式系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計、軟硬件協(xié)同設(shè)計、系統(tǒng)測試。（3）基于具體的開發(fā)項目進行嵌入式系統(tǒng)的綜合開發(fā)實踐（運用，核心）?！窘虒W重點】1.嵌入式系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計、軟硬件協(xié)同設(shè)計、系統(tǒng)測試。2.項目程序編譯及調(diào)試3.模塊化編程實踐。【教學難點】1.嵌入式系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計、軟硬件協(xié)同設(shè)計、系統(tǒng)測試2.模塊化編程實踐?！窘虒W方法】通過講授、翻轉(zhuǎn)課堂、案例實踐等教學方法對課程內(nèi)容開展教學?！颈静糠纸虒W內(nèi)容對培養(yǎng)規(guī)格要求的支撐】本部分教學內(nèi)容支撐課程教學目標1，2和3，支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標2和3，支撐畢業(yè)要求3、9和10?！菊n程思政與職業(yè)素養(yǎng)】老子在《道德經(jīng)》中說：“道生一，一生二，二生三，三生萬物”，這里的一、二、三并非具體的事物和數(shù)量，只是表示“道”生萬物從少到多，從簡單到復雜的一個過程。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程，同樣是一個從簡單到復雜的過程。嵌入式系統(tǒng)將功能模塊有機結(jié)合起來，創(chuàng)造性地實現(xiàn)具有特殊功能的產(chǎn)品，在此過程中，實現(xiàn)知識與價值的有機統(tǒng)一，鍛煉學生的邏輯思維能力、計算思維能力以及批判性思維能力，培養(yǎng)高素質(zhì)工程應(yīng)用技術(shù)人才。九、教材、參考書及在線學習網(wǎng)站（一）推薦教材1.陳啟軍，余有靈，張偉等著.嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用（第3版）[M].上海：同濟大學出版社，2015.2.陳志旺等.STM32嵌入式微控制器快速上手（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014.3.漆強.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計-基于STM32CubeMX與HAL庫[M].北京：高等教育出版社，2022（二）參考書目1.劉火良，楊森.STM32庫開發(fā)實戰(zhàn)指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013。2.張淑清等.嵌入式單片機STM32設(shè)計及應(yīng)用技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2015。3.JosephYiu著，宋巖譯.ARMCortex-M3權(quán)威指南[M].北京：清華大學出版社，2009.（三）在線學習網(wǎng)站1./course/UESTC-12074298022./course/SUDA-1001754273十、考核方式與成績評定（一）考核方式及成績評定課程總評成績分成平時成績和期末成績，期末成績占50%，平時成績占50%。平時成績包括平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)和項目實踐，其中平時作業(yè)占20%，課堂表現(xiàn)占10%，項目實踐占20%?？己嗽u價的標準從目前的知識考核，向能力考核轉(zhuǎn)變，嵌入式總評成績中的項目實踐內(nèi)容評價采用項目化的考核方式，其考核評價標準如表3所示。表3采用項目實踐或報告答辯方式評價標準所占比重(%)優(yōu)秀（100＞x≥90）良好（90＞x≥80）中等（80＞x≥70）及格（70＞x≥60）不及格（x＜60）基本知識點的理解與掌握30熟練掌握了本課程的基本知識點，能夠達到學以致用的水平基本掌握了本課程的基本知