單片機(jī)原理與接口技術(shù) 課程考試大綱

單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程考試大綱（Microcontrollerprincipleandinterfacetechnology）課程基本信息課程編號：04021507h課程總學(xué)時：48實(shí)驗(yàn)學(xué)時：8課程性質(zhì)：必修課程屬性:專業(yè)類開設(shè)學(xué)期：第6學(xué)期適用專業(yè)：電子信息工程；核心對先修的要求：電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計(jì)對后續(xù)的支撐：畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)一、課程的性質(zhì)和地位本課程是電子信息工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)、核心課程。通過學(xué)習(xí)以STM32單片機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和工作原理、內(nèi)部硬件資源與應(yīng)用、接口技術(shù)及綜合應(yīng)用和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，讓學(xué)生具備綜合應(yīng)用單片機(jī)及接口技術(shù)的硬件基礎(chǔ)和基于HAL庫函數(shù)程序設(shè)計(jì)的軟件基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生研發(fā)電子產(chǎn)品與智能自動控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和編程的實(shí)際工作能力。二、理論教學(xué)部分的考核目標(biāo)掌握嵌入式系統(tǒng)的基本概念，了解嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展和開發(fā)流程；初步掌握Cortex-M3內(nèi)核STM32單片機(jī)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、中斷和時鐘樹等基本知識；了解STM32單片機(jī)的寄存器、標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫、HAL庫三種開發(fā)模式，學(xué)會使用基于STM32CubeMX的HAL庫開發(fā)平臺的搭建，掌握單片機(jī)的C語言程序設(shè)計(jì)方法和調(diào)試方法；初步掌握STM32單片機(jī)的GPIO、EXTI、定時器、USART和ADC等外設(shè)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理，熟悉用HAL庫接口函數(shù)對外設(shè)編程；通過對通用接口技術(shù)的使用，更進(jìn)一步理解單片微型計(jì)算機(jī)硬件和軟件之間的關(guān)系，了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成和設(shè)計(jì)方法。

第一章單片機(jī)概述

（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：單片機(jī)的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢，單片機(jī)的開發(fā)過程以及單片機(jī)應(yīng)用。2.一般掌握：馮諾依曼和哈佛結(jié)構(gòu)，ARM存儲模式，CISC和RISC，流水線技術(shù)3.熟練掌握：單片機(jī)概念，嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)術(shù)語，CPU、MCU、MPU、DSP的區(qū)別（二）考核內(nèi)容單片機(jī)的概念、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識、微處理器概念（三）考核要求1、識記：單片機(jī)、微處理器、CPU概念；單片機(jī)特點(diǎn)、單片機(jī)的開發(fā)過程。2、領(lǐng)會：單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及其它嵌入式的學(xué)習(xí)方式方法。第二章ARMCortex-M3內(nèi)核和STM32單片機(jī)（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：ARM體系結(jié)構(gòu)。2.一般掌握：ARMCortex-M3內(nèi)核，STM32的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.熟練掌握：STM32總線結(jié)構(gòu)、存儲器映射、中斷和時鐘樹等基本知識，STM32最小系統(tǒng)電路組成。（二）考核內(nèi)容Cortex-M3內(nèi)核組成，STM32總線結(jié)構(gòu)，時鐘電路；復(fù)位電路；存儲器的映射。（三）考核要求1、識記：ARM體系。2、領(lǐng)會：STM32單片機(jī)總線、存儲器映射、中斷和時鐘樹。3、應(yīng)用：掌握STM32單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)電路；了解單片機(jī)復(fù)位的方法及復(fù)位狀態(tài)，會設(shè)計(jì)上電及按鈕復(fù)位電路。第三章STM32單片機(jī)開發(fā)環(huán)境與嵌入式C語言（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：寄存器開發(fā)模式、標(biāo)準(zhǔn)庫開發(fā)模式2.一般掌握：STM32開發(fā)環(huán)境的搭建，嵌入式C語言、HAL庫文件源代碼分析3.熟練掌握：STM32CubeMX、KeilMDK軟件的使用、基于HAL庫的工程模版結(jié)構(gòu)、基本操作、程序的編譯與調(diào)試（二）考核內(nèi)容嵌入式C語言中的數(shù)據(jù)類型與存儲類型，條件編譯、指針、回調(diào)函數(shù)，HAL庫函數(shù)源代碼分析。（三）考核要求1、識記：寄存器開發(fā)模式、標(biāo)準(zhǔn)庫開發(fā)模式。2、領(lǐng)會：嵌入式C語言數(shù)據(jù)類型，回調(diào)函數(shù)的含義，HAL庫文件源代碼分析。3、應(yīng)用：STM32CubeMX建立工程模版的過程第四章通用輸入/輸出（GPIO）口（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：GPIO端口引腳、結(jié)構(gòu)、工作原理。2.一般掌握：GPIO引腳的8種工作模式，GPIO引腳的輸出速度。3.熟練掌握：GPIO的HAL庫的接口函數(shù)；STM32CubeMX對GPIO引腳配置。（二）考核內(nèi)容GPIO引腳的工作模式；GPIO的HAL庫的接口函數(shù)；STM32CubeMX對GPIO引腳配置。（三）考核要求1、識記：，GPIO端口引腳、結(jié)構(gòu)、工作原理。2、領(lǐng)會：GPIO引腳的8種工作模式，GPIO引腳的輸出速度。3、應(yīng)用：STM32CubeMX對GPIO引腳配置。4、綜合：STM32CubeMX與KeilMDK軟件的聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)GPIO端口控制LED。第五章

中斷系統(tǒng)（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：中斷的概念及中斷的處理過程，外部中斷EXTI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。2.一般掌握：中斷的搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級原則，中斷服務(wù)程序，外部中斷EXTI。3.熟練掌握：EXTI的HAL庫接口函數(shù)的使用，STM32CubeMX外部中斷配置步驟。（二）考核內(nèi)容中斷的概念；EXTI中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；中斷處理過程；中斷的優(yōu)先級；使用STM32CubeMX外部中斷配置；HAL庫EXTI中斷回調(diào)函數(shù)的應(yīng)用。（三）考核要求1、識記：中斷的概念及中斷的處理過程，外部中斷EXTI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2、領(lǐng)會：中斷的搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級原則，中斷服務(wù)程序，外部中斷EXTI。3、應(yīng)用：使用STM32CubeMX外部中斷配置。4、綜合：中斷系統(tǒng)電路的連接及編程。

第六章

串口通信（一）學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.一般了解：串行通信的基本概念；異步串行通信的數(shù)據(jù)格式；異步串行通信接口2.一般掌握：STM32串口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；輪詢、中斷、DMA三種編程模式；串口收發(fā)數(shù)據(jù)過程；HAL庫有關(guān)串口通信的接口函數(shù)。3.熟練掌握：使用STM32CubeMX對串口的配置。（二）考核內(nèi)容串行通信的基本概念；異步串行通信的數(shù)據(jù)格式；串口的三種編程模式；STM32CubeMX對串口的配置（三）考核要求1、識記：串行通信基礎(chǔ)及相關(guān)術(shù)語的概念；STM32單片機(jī)串行口的功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)；2、領(lǐng)會：串口的輪詢、中斷、DMA三種編程模式3、應(yīng)用：HAL庫有關(guān)串口通信接口函數(shù)的應(yīng)用4、綜合：使用STM32CubeMX對串口的配置第七章定時器（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：單片機(jī)定時器的分類；系統(tǒng)SYSTICK和看門狗定時器的工作原理；單片機(jī)外設(shè)定時器結(jié)構(gòu)。2.一般掌握：定時器的定時、計(jì)數(shù)、輸入捕捉、輸出比較的工作原理；PWM工作原理。3.熟練掌握：使用STM32CubeMX對定時器各種功能的配置。（二）考核內(nèi)容單片機(jī)定時器的分類；定時器的定時、計(jì)數(shù)、輸入捕捉、輸出比較的工作原理；PWM工作原理；使用STM32CubeMX對定時器各種功能的配置。（三）考核要求1、識記：單片機(jī)定時器的分類；系統(tǒng)SYSTICK和看門狗定時器的工作原理；單片機(jī)外設(shè)定時器結(jié)構(gòu)。2、領(lǐng)會：定時器的定時、計(jì)數(shù)、輸入捕捉、輸出比較的工作原理；PWM工作原理3、應(yīng)用：STM32CubeMX對定時器四種功能的配置4、綜合：定時器的定時、計(jì)數(shù)、輸入捕捉、輸出比較的應(yīng)用

第八章

ADC（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：ADC基本概念；ADC內(nèi)部結(jié)構(gòu)；ADC校準(zhǔn)2.一般掌握：ADC引腳、電源；通道選擇；轉(zhuǎn)換時間、轉(zhuǎn)換模式3.熟練掌握：STM32CubeMX對ADC的配置（二）考核內(nèi)容ADC轉(zhuǎn)換過程；ADC轉(zhuǎn)換的技術(shù)參數(shù)；ADC輸入電壓范圍；ADC輸出與輸入的換算；ADC的單次轉(zhuǎn)換、連續(xù)轉(zhuǎn)換、掃描、非連續(xù)等四種模式的原理；規(guī)則組通道和注入組通道模式；STM32CubeMX對ADC四種模式的配置（三）考核要求1、識記：ADC轉(zhuǎn)換過程；ADC轉(zhuǎn)換的技術(shù)參數(shù)。2、領(lǐng)會：ADC輸入電壓范圍；ADC輸出與輸入的換算；規(guī)則組通道和注入組通道模式選擇；ADC的四種轉(zhuǎn)換模式的原理3、簡單應(yīng)用：STM32CubeMX對ADC四種模式的配置。4、綜合應(yīng)用：ADC的單次轉(zhuǎn)換、連續(xù)轉(zhuǎn)換、掃描、非連續(xù)等四種模式的應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)教學(xué)部分的考核要求1．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：要求實(shí)驗(yàn)課前完成預(yù)習(xí)報(bào)告、對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目的、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器、注意事項(xiàng)等均應(yīng)明確。2.實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)的操作過程包括單片機(jī)開發(fā)板和有關(guān)設(shè)備的測量和檢查，接線的正、誤，儀器儀表的正確使用，故障的排除等。學(xué)生在規(guī)定時間未完成實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)重做。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果：獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果要以規(guī)范的表格和圖片等形式記錄下來，以便進(jìn)行分析和研究。4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：應(yīng)全面反應(yīng)整個實(shí)驗(yàn)過程，包括實(shí)驗(yàn)人員、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測量結(jié)果、理論計(jì)算、誤差分析、結(jié)論等。四、考核方式課程采用過程化的考核方式，課堂表現(xiàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)都貫穿整個學(xué)期。課程考核采用形成性評價方式，考核以課程目標(biāo)的達(dá)成為主要目的，以檢查學(xué)生對各知識點(diǎn)的掌握程度和應(yīng)用能力為重要內(nèi)容?？己顺煽冇善綍r考核成績和期末考試成績兩部分組成，在總評成績中所占權(quán)重系數(shù)分別分別定為0.4和0.6。其中平時考核成績包括平時表現(xiàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)三項(xiàng)成績，均采用百分制，在總評成績中所占權(quán)重系數(shù)分別分別定為0.1、0.2和0.1。期末考試采用百分制，安排在學(xué)期末進(jìn)行。（1）平時表現(xiàn)課堂表現(xiàn)包括每次的課上點(diǎn)名、小組討論、發(fā)言次數(shù)、發(fā)言質(zhì)量等等平時表現(xiàn)情況，采用線上教學(xué)輔助軟件記錄結(jié)合教師線下課堂記錄的形式按照等級綜合評定。（2）作業(yè)每一章課程內(nèi)容講授結(jié)束，留適當(dāng)?shù)恼n外作業(yè)，督促學(xué)生對本章內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)性的復(fù)習(xí)，以期更好的掌握本課程。課外作業(yè)主要為綜合性的應(yīng)用題和主觀題，主要考察學(xué)生對課程知識的深層次理解和辨析。（3）實(shí)驗(yàn)本課程的8學(xué)時用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，共4個實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)成績分為現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)動手操作情況和課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分，指導(dǎo)教師按照學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作完成情況以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫情況給予評價。（4）期末考試期末考試試卷采用百分制，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)命題、統(tǒng)一閉卷考試、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)閱卷、統(tǒng)一公布成績，試題量以中等水平學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成全部試題為度?？荚嚸}根據(jù)本大綱所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容和考核內(nèi)容來確定考試范圍和考核要求，盡可能覆蓋各章，適當(dāng)突出重點(diǎn)章節(jié)，加大重點(diǎn)內(nèi)容的覆蓋密度。主要題型有：單選題、判斷題、填空題、簡答、綜合設(shè)計(jì)等五、成績評定1.平時成績平時成績占總成績的40%，平時成績＝課堂表現(xiàn)（10%）+作業(yè)（20%）+實(shí)驗(yàn)（10%）2.