独立学院基于stm32的嵌入式系统设计实验教学研究与实践

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1、独立学院基于STM32的嵌入式系统设计实验教学研究与实践摘要:本文主要探讨独立学院嵌入式系统设计课程的实践教学模式。首先，分析了嵌入式系统设计课程的教学现状，论述了幵设基于STM32的嵌入式系统设计课程的重要性与必要性。其次，研究STM32实验环境搭建、实验内容设置以及教学方法与考核方式等。三年的教学实践表明，坚持开放式与传统式相结合的实验教学模式?C科学合理的考核方式，不仅可以提高学生的主动性，也可以有效提高教学质量。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删

2、除已转载的信息，如果需要分享，请保留本段说明。关键词：嵌入式系统；STM32；实验教学；独立学院中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324(2017)25-0181-03一、引言几十年来，以8位/16位微处理器为核心的微机原理与接口技术一直是电子信息类专业的专业必修课，在低端应用中，它们还是有很大的应用市场的。但是近年来，以ARM为核心的32位处理器迅速发展，凭借其高性能、低功耗等特性成为主流微控制器产品，也成为物联的重要技术支撑，市场对掌握32位微控制器应用的人才需求尤为强烈。为适应市场对人才知识技能的要求，各大高校相继开设了32位嵌入式

3、系统课程，由于STM32结构复杂，涉及知识面广，所以当初主要是面向研究生开设的。随着以A■为核心的STM32的诞生，相关集成开发环境和固件库的支持以及STM32开发板功能的完善，笔者尝试在独立学院中幵设该课程。虽然独立学院学生的基础相对薄弱，但是通过合理设置该课程的教学大纲并优化教学方法，还是可以达到良好的教学效果的。另外，在全国以及各省的大学生电子设计大赛中，传统的MCS-51单片机己经不能满足要求，越来越多的学生需要用STM32来解决控制问题。笔者发现，开设基于STM32的嵌入式系统设计课程，对学生参加电子设计大赛，完成毕业设计，提高科研能力以及增加就业机会等

4、都具有非常大的促进作用。二、嵌入式系统设计课程的特点嵌入式系统，是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”。而根据英国电器工程师协会的定义，嵌入式系统为“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。目前国内普遍认同的嵌入式系统定义为：“嵌入式系统被定义为以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等具有严格要求的专用计算机系统”。一般而言，嵌入式系统的结构可以包括四个部分：嵌入式处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口以及软件。嵌入式系统技术发展很快，从最早的微处理器（MPU）,发展到微控

5、制器（M⑶），再到片上系统（SoC）,嵌入式系统的结构越来越复杂。随着芯片技术的发展，使得单个芯片集成多种接口，处理能力变得更强，因而也能满足更广泛的应用需求。其实单靠课堂的时间是不可能让学生完全掌握嵌入式系统技术的所有功能的，但是可以让学生入门，掌握嵌入式系统的一般开发过程，为其今后更深入地学习右关嵌入式系统技术打下坚实的基础。嵌入式系统的综合性很强，它涉及到的基础课程主要包括：电工与电路基础、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、信号与系统、通信原理、自动控制原理、计算机程序设计、计算机原理、操作系统、微机接口技术等。通过该课程的学习，要求学生一方面要了解嵌入式

6、系统的硬件结构与各种接口的功能；另一方面也要求学生掌握利用固件库编写控制程序的方法。由于嵌入式系统主要是面向用户、面向产品、面向应用的，因此嵌入式系统技术必须与具体应用相结合才能体现出它的优势。总之，嵌入式系统技术是一门实践性很强的课程，只靠看书是无法理解透彻的，必须要经过大量的实际操作才能学好。在嵌入式系统技术的相关实验中，学生通过反复地发现问题、分析问题及解决问题，不仅可以深入理解嵌入式系统技术的相关原理，而且也有助于学生真正地掌握嵌入式系统的应用技术。而合理的实验项目设计，则可以帮助学生由浅入深地逐步掌握嵌入式系统的开发技术。三、实验平台的搭建传统的嵌入式系

7、统实验主要依赖实验室，所有的实验必须在实验室中才能完成。但是，一般情况下，实验室不会对学生随时开放，导致学生只能在规定的课堂时间内做实验，而当实验中遇到的问题一时无法解决的时候，学生就必须等到下次实验课方能解决。基于STM32的嵌入式实验硬件平台主要包括PC机、JLINK仿真器（可选）、开发板，如图1所示。其中，开发板价格便宜，体积小，方便携带，可以每人一块。教师可以在第一次实验前发给学生，学生也可以在课余时间继续学习，在学期结束时巾教师再收上来。同时，开发板功能强大，通常具有很多种外设，功能模块如图2所示。根据不同的开发板，学生可以设计开发出基础型、设计型、综合

8、型、创新型