STM32嵌入式系统教学大纲：软硬件开发与接口技术

该教学大纲涉及“嵌入式系统及应用”的课程，旨在让学生掌握STM32嵌入式系统的软硬件开发技术，包括STM32CubeMX配置、GPIO输入输出、FSMC与TFT LCD连接、中断编程、串口协议与DMA、I2C和SPI通信、定时器与看门狗的使用。课程还注重实践，提供16学时的应用型实验，通过STM32F407模拟实现按键检测和信号灯控制，强化工程问题解决能力。课程适用于物联网工程专业，注重培养学生的工程思维、团队协作和创新能力。 嵌入式系统是集成在设备或系统内部，负责特定功能的计算机系统，通常包含处理器、存储器、输入输出接口等。STM32是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一种基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列，广泛应用在嵌入式领域。本课程以STM32F1和STM32F4系列为例，教授如何进行嵌入式系统开发。 1. STM32软硬件基础：涵盖STM32的架构、内存组织、外设接口等，理解其工作原理并能进行基本电路设计。 2. STM32CubeMX的使用：这是一个配置工具，用于快速设置STM32微控制器的工作参数，如时钟、外设、中断等，生成初始化代码，加速项目开发。 3. GPIO输入/输出：GPIO（General Purpose Input/Output）是STM32处理外部信号的基础，学习如何配置GPIO引脚为输入或输出，控制信号状态。 4. FSMC连接TFT LCD：FSMC（Flexible Static Memory Controller）是STM32的外部存储器控制器，通过它连接TFT LCD显示器，实现图形界面显示。 5. 中断特性和编程：中断是嵌入式系统响应事件的关键机制，学生需要学习如何编写中断服务程序，理解和管理中断优先级。 6. 串口协议和编程及DMA：串口通信是嵌入式系统常见的数据传输方式，DMA（Direct Memory Access）可以提高数据传输效率，无须CPU参与。 7. I2C总线通信SPI通信：I2C和SPI是常见的串行通信协议，用于微控制器与传感器、显示屏等外设之间的通信。 8. STM32定时器和看门狗：定时器用于执行周期性任务，看门狗定时器则确保系统在异常情况下能够复位，保证系统稳定性。 课程实验通过实际操作，提升学生的动手能力和问题解决能力。实验项目涉及按键检测和信号灯控制，旨在训练学生理解和应用所学知识，同时培养团队协作精神和创新思维。 在教学过程中，教师不仅传授知识，更注重培养学生的分析问题和解决问题的能力，采用启发式教学，结合多媒体和实物展示，增强学习趣味性，激发学生的爱国情怀和科技报国的责任感。实验要求学生预习、独立操作并撰写实验报告，全面评估和巩固学习成果。