ARM-Cortex-M3嵌入式开发与实践教与学（教学大纲+教学课件+工程文件）

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教学大纲

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01

课程总述

本课程大纲是以2021级物联网工程本科专业人才培养方案为依据编制的。

02

教学时数分配

03

单元教学目的、教学重难点和内容设置

第一章 嵌入式系统概述

【教学目的】

1. 了解ARM Cortex-M3的发展历程

2. 熟悉嵌入式系统的基本概念

3. 熟悉ARM Cortex-M3应用领域

【重点难点】

教学重点：

1. 嵌入式系统与物联网的关系

2. ARM发展历程

3. µC/OS-II系统特点

教学难点：

无

【教学内容】

1. 嵌入式系统应用范例

2. 嵌入式系统概念

3. ARM发展历程及应用领域

4. 常用嵌入式操作系统

5. µC/OS-II嵌入式实时操作系统特点

第二章 STM32F103微控制器

【教学目的】

1. 了解STM32F103微控制器的特点

2. 熟悉STM32F103存储器配置、NVIC中断和片上外设

3. 掌握STM32F103常用异常

【重点难点】

教学重点：

1. STM32F103存储器配置方法

2. STM32F103片上外设寄存器

教学难点：

1. 中断控制寄存器

2. 异常处理方法

【教学内容】

1. STM32F103概述

2. STM32F103引脚定义

3. STM32F103架构

4. STM32F103存储器配置

5. STM32F103片内外设

6. STM32F103异常与中断

第三章 STM32F103开发平台与工程框架

【教学目的】

1. 了解STM32F103开发板的功能与特点

2. 熟悉STM32F103开发板工作原理

3. 掌握STM32F103核心电路设计方法

【重点难点】

教学重点：

1. Keil MDK工程设计方法

2. STM32F103最小电路板设计方法

教学难点：

1. STM32F103开发板电路设计技术

2. LED灯闪烁程序设计

【教学内容】

教学内容：

1. STM32F103核心电路

2. 电源电路

3. LED驱动电路与蜂鸣器驱动电路

4. 串口通信电路

5. 用户按键与ADC电路

6. DS18B20电路

7. ZLG7289B电路

8. SWD、ISP和复位电路

9. LCD屏接口电路

10. Keil MDK工程框架

11. LED灯闪烁实例（库函数和寄存器级别）

第四章 中断、定时器、串口与LCD屏驱动管理

【教学目的】

1. 了解STM32F103外部中断的特点

2. 熟悉STM32F103 NVIC中断的管理方法

3. 掌握STM32F103外部中断程序设计方法

4. 掌握定时器工作原理和程序设计方法

5. 掌握串口工作原理和程序设计方法

6. 掌握LCD屏工作原理和显示驱动技术

【重点难点】

教学重点：

1. STM32F103外部中断响应方法

2. 串口通信技术

3. LCD屏显示英文字符和汉字技术

教学难点：

1. STM32F103模式匹配工作方式

2. LCD屏驱动方法

【教学内容】

教学内容：

1. NVIC中断工作原理

2. GPIO外部输入中断

3. 用户按键中断实例

4. 系统节拍定时器工作原理与程序设计

5. 看门狗定时器工作原理与程序设计

6. 实时时钟工作原理与程序设计

7. 通用定时器工作原理与程序设计

8. 串口工作原理与程序设计

9. LCD屏驱动原理与程序设计

第五章 µC/OS-II系统与移植

【教学目的】

1. 了解µC/OS-II的特点

2. 熟悉µC/OS-II的裁剪方法

3. 掌握µC/OS-II的系统任务工作原理

【重点难点】

教学重点：

1. µC/OS-II的配置与裁剪

2. µC/OS-II系统任务的工作原理

教学难点：

1. µC/OS-II裁剪方法

2. µC/OS-II统计任务工作原理

【教学内容】

教学内容：

1. μC/OS-II系统移植

2. µC/OS-II系统结构与配置

3. µC/OS-II系统任务

3.1 空闲任务

3.2 统计任务

3.3 定时器任务

第六章μC/OS-II任务管理

【教学目的】

1. 了解μC/OS-II面向任务程序设计的特点

2. 熟悉μC/OS-II的文件系统与任务创建方法

3. 掌握用户任务的设计方法

【重点难点】

教学重点：

1. μC/OS-II用户任务程序设计技术

2. µC/OS-II任务优先级配置

教学难点：

1. μC/OS-II程序框架设计方法

2. µC/OS-II任务堆栈统计方法

【教学内容】

教学内容：

1. μC/OS-II用户任务

2. μC/OS-II多任务工程框架

3. µC/OS-II统计任务实例

4. µC/OS-II系统定时器工作原理与程序设计

第七章μC/OS-II信号量与互斥信号量

【教学目的】

1. 了解μC/OS-II互斥信号量的工作原理

2. 熟悉μC/OS-II信号量的工作原理

3. 掌握μC/OS-II信号量的程序设计方法

【重点难点】

教学重点：

1. μC/OS-II信号量及其应用方法

2. ZLG7289B芯片应用方法

教学难点：

1. 信号量的程序设计技术

2. 优先级继承优先级

【教学内容】

1. µC/OS-II信号量工作原理

2. µC/OS-II互扩信号量工作原理

3. 信号量程序设计实例

4. 互斥信号量程序设计实例

第八章μC/OS-II消息邮箱与队列

【教学目的】

1. 回顾点阵LCD屏的工作原理

2. 熟悉μC/OS-II消息邮箱的应用方法

3. 掌握借助消息邮箱和点阵LCD屏显示字符和汉字的技术

【重点难点】

教学重点：

1. μC/OS-II消息邮箱的程序设计方法

2. 借助于消息邮箱调用LCD屏显示函数的方法

教学难点：

1. 消息邮箱的创建与使用

2. 消息队列的创建与使用

【教学内容】

1. μC/OS-II消息邮箱工作原理

2. µC/OS-II消息队列工作原理

3. µC/OS-II消息邮箱程序设计实例

4. μC/OS-II消息队列程序设计实例

5. 消息邮箱调用LCD屏显示函数实现汉字显示技术

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参考书籍

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目录

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第1篇STM32F103硬件系统与Keil MDK工程

第1章嵌入式系统概述

1.1嵌入式系统范例

1.2嵌入式系统概念

1.2.1嵌入式系统与ARM的关系

1.2.2嵌入式系统与嵌入式操作系统的关系

1.2.3嵌入式系统研发特点

1.3ARM发展历程及应用领域

1.3.1ARM发展史及命名规则

1.3.2ARM微处理器系列

1.3.3ARM微处理器应用领域

1.4嵌入式操作系统

1.4.1Windows CE

1.4.2VxWorks

1.4.3嵌入式Linux

1.4.4Android系统

1.5μC/OS-Ⅱ与μC/OS-Ⅲ

1.5.1μC/OS发展历程

1.5.2μC/OS-Ⅱ特点

1.5.3μC/OS-Ⅲ特点

1.5.4μC/OS应用领域

1.6本章小结

第2章STM32F103微控制器

2.1STM32F103概述

2.2STM32F103ZET6引脚定义

2.3STM32F103架构

2.4STM32F103存储器

2.5STM32F103片内外设

2.6STM32F103异常与中断

2.7本章小结

第3章STM32F103学习平台

3.1STM32F103核心电路

3.2电源电路与按键电路

3.3LED与蜂鸣器驱动电路

3.4串口通信电路

3.5Flash与EEPROM电路

3.6温/湿度传感器电路

3.7LCD屏接口电路

3.8JTAG与复位电路

3.9SRAM电路

3.10本章小结

第4章LED灯控制与Keil MDK工程框架

4.1STM32F103通用目的输入/输出口

4.1.1GPIO寄存器

4.1.2AFIO寄存器

4.2STM32F103库函数用法

4.3Keil MDK工程框架

4.4LED灯闪烁实例

4.4.1寄存器类型工程实例

4.4.2库函数类型工程实例

4.5本章小结

第5章按键与中断处理

5.1NVIC中断工作原理

5.2GPIO外部输入中断

5.3用户按键中断实例

5.3.1寄存器类型工程实例

5.3.2库函数类型工程实例

5.4本章小结

第6章定时器

6.1系统节拍定时器

6.1.1系统节拍定时器工作原理

6.1.2系统节拍定时器实例

6.2看门狗定时器

6.2.1窗口看门狗定时器工作原理

6.2.2窗口看门狗定时器寄存器类型实例

6.2.3窗口看门狗定时器库函数类型实例

6.3实时时钟

6.3.1实时时钟工作原理

6.3.2实时时钟寄存器类型实例

6.3.3实时时钟库函数类型实例

6.4通用定时器

6.4.1通用定时器工作原理

6.4.2通用定时器寄存器类型实例

6.4.3通用定时器库函数类型实例

6.5本章小结

第7章串口通信

7.1串口通信工作原理

7.2STM32F103串口

7.3串口通信寄存器类型实例

7.4串口通信库函数类型实例

7.5本章小结

第8章存储器管理

8.1SRAM存储器

8.1.1访问SRAM存储器寄存器类型实例

8.1.2访问SRAM存储器库函数类型实例

8.2EEPROM存储器

8.2.1访问EEPROM寄存器类型实例

8.2.2访问EEPROM库函数类型实例

8.3Flash存储器

8.3.1STM32F103同步串行口

8.3.2W25Q128访问控制

8.3.3访问Flash存储器寄存器类型工程实例

8.3.4访问Flash存储器库函数类型工程实例

8.4本章小结

第9章LCD屏与温/湿度传感器

9.1LCD屏显示原理

9.2温/湿度传感器

9.3LCD显示实例

9.3.1寄存器类型实例

9.3.2库函数类型实例

9.4本章小结

第2篇嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ

第10章μC/OS-Ⅱ系统与移植

10.1μC/OS-Ⅱ系统移植

10.2μC/OS-Ⅱ系统结构与配置

10.3μC/OS-Ⅱ系统任务

10.3.1空闲任务

10.3.2统计任务

10.3.3定时器任务

10.4本章小结

第11章μC/OS-Ⅱ任务管理

11.1μC/OS-Ⅱ用户任务

11.2μC/OS-Ⅱ多任务工程实例

11.3统计任务实例

11.4系统定时器

11.5本章小结

第12章μC/OS-Ⅱ信号量与互斥信号量

12.1μC/OS-Ⅱ信号量

12.2μC/OS-Ⅱ互斥信号量

12.3信号量与互斥信号量实例

12.4本章小结

第13章μC/OS-Ⅱ消息邮箱与消息队列

13.1μC/OS-Ⅱ消息邮箱

13.2μC/OS-Ⅱ消息队列

13.3消息邮箱与消息队列实例

13.4本章小结

参考文献

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