基于STM32的嵌入式系统设计实验实验教学大纲.docx

1、基于STM32的嵌入式系统设计实验实验教学大纲 本科教学实验室信息及实验教学大纲（实验）课程名称：基于STM32的嵌入式系统设计实验 实验教学大纲一、本课程实验总体介绍1、本课程实验的教学要求（按要求学生掌握、理解、了解三个层次阐述）：掌握基本的原理，STM32的性能和结构，输入输出端口GPIO, STM32的性能和结构，Cortex M3处理器结构，地址映射、引脚功能描述、电源连接、复位和时钟控制RCC、输入输出端口GPIO、ADC和DAC、中断、DMA、定时器、同步串行通信SPI和I2C、同步异步串行通信USART。理解STM32的高级编程方法，如双缓冲。了解嵌入式系统发展趋势，了解目前嵌

2、入式系统的主要技术。2、本课程实验内容简介（50字左右）：实验课程的内容是循序渐进的，从部分硬件的焊接开始，让学生在原理的基础上体会焊接电路板，提高技能。然后是简单的第一个工程，开发自己的第一个工程，点亮LED，熟悉开发的环境和方法。然后是关于串口、GPIO、中断、IIC、SPIFLASH、DAC和ADC、DMA、TF卡和网络编程的实验。3、本课程适用专业：电子信息类专业，包括计算机、电子工程、自动化、通信、机械电子、电气工程、电子测量、微电子、能源科学与工程、环境工程、汽车电子等与嵌入式系统开发有关的专业。4、考核方式：上机实验考试5、总学时：306、教材名称及教材性质（自编、统编、临时）：

3、自编 机械工业出版社2013.11 基于STM32的嵌入式系统原理与设计 作者卢有亮7、参考资料：（英）姚文详，宋岩译. ARM Cortex-M3权威指南 北京航空航天大学出版社 2009STM32F10xxx参考手册. 意法半导体(中国)投资有限公司 201032位基于ARM微控制器STM32F101xx与STM32F103xx 固件函数库. 意法半导体(中国)投资有限公司 2010RA8875 Regulation.RAiO Technology Inc. 2011Joseph Yiu .The Defi nitive Guide to the ARM Cortex-M3 2009UM0

4、427 Oct. 2007 Rev 2, STMicroelectronics二、实验项目基本信息实验项目11、 实验项目名称： 电路板焊接与调试2、 实验项目的目的和要求：掌握STM32F103实验板的电路的基本原理，掌握焊接电路板的基本技能。要求在掌握电路原理的基础上进行电路板的焊接，要求能够焊接贴片0602电阻电容，能够焊接SOIC贴片芯片。在完成后可进行上电，下载代码运行测试验证电路板焊接的正确性。 3、 实验内容：学习STM32F103实验板电路的原理图焊接电路板上部分电阻电容焊接LED和蜂鸣器焊接ASM1117芯片IIC芯片AT24C02下载测试代码到焊接好的STM32实验板，测试

5、实验板是否工作正常4、 项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK、电烙铁。5、 所需主要元器件及耗材：AT24C02 1个，104电容5只，LED4只，蜂鸣器1个6、 学时数：4学时实验项目21.实验项目名称：流水灯和按键实验2.实验项目的目的和要求：掌握STM32开发环境，掌握从无到有的构建工程，学会GPIO及中断的基本操作。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：熟悉MDK KEIL开发环境，构建基于固件库的工程，编写代码实现流水灯工程，按键后能改变流水灯

6、速度。通过ISP下载代码到实验板，查看运行结果。使用JLINK下载代码到目标板，查看运行结果，使用JLINK在线调试。4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目31 实验项目名称：串口发送和接收实验2.实验项目的目的和要求：掌握STM32基本串口编程，进一步学习中断处理要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：编写主程序，初始化串口1，设置波特率为9600，无校验，数据位8位，停止位1位。写中断服务程序代

7、码实现将发送过来的数据回送。下载代码到实验板，通过串口调试助手发送数据，查看实验板送回的数据。4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目41 实验项目名称：串口DMA双缓冲实验2.实验项目的目的和要求：进一步掌握串口编程，进一步学习DMA编程。学习使用双缓冲兵乓操作，理解互斥资源。进一步学习使用DMA和中断，提高编程能力。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：假设，有一个设备用RS232串行口以256

8、000的波特率发送数据，并且大概每80毫秒发送8个字节的数据。使用串口调试助手，仿真这个设备。要求将该设备发送的数据求平均值后送回。采用DMA方式接收数据，接收完成后发生中断，然后DMA通道使用另一个缓冲区继续接收数据。而这时CPU可以处理数据，计算刚接收到数据的平均值。然后送回。这样，CPU和DMA并行工作。4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目51 实验项目名称：I2C实验2.实验项目的目的和要求：熟练掌握I2C编程，学会对EPC02的读写操作。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达

9、到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：编写I2C驱动程序，使用驱动程序初始化EPC02，判断设备正确性。写256个0x5A到EPC02，读出并发送给串口，通过串口调试助手判别是否读到的都是0x5A.实验原理根据教材。4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目61 实验项目名称：SPI FLASH实验2.实验项目的目的和要求：熟练掌握SPI编程，学会对的W25Q64读写操作。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，

10、再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：1.编写SPI驱动程序2.初始化SPI接口3.读取SPIFLASH的ID，如果正确继续，否则报错4.向SPIFALSH地址0x12AB00开始写一串字符，再读出比较判断是否与写入的一致5.向SPIFALSH地址0x12AB00开始写连续256个字节的0x5A，然后读出并发送给串口，通过串口调试助手判别是否读到的都是0x5A.实验原理根据教材。4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目7 1 实验项目名称TF卡编程实验2.实验项目的目的和要求：

11、巩固SPI编程，学会对的TF卡读写操作。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容： 编写TF卡驱动程序（参考教材TF卡部分）TF卡检测，检测不到提示写卡上地5个扇区，写512个0x0a 读卡上低5个扇区，将读取内容发送到串口，判断是不是512个0x0a实验原理根据教材。4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目81 实验项目名称TF卡FAT32实验2.实验项目的目的和要求：巩固SPI编程、TF卡读操作。掌

12、握FAT32文件系统，使用TinyFF软件包实现文件系统。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：1.在工程中加入TFF文件系统软件包2.TF卡初始化并检测，判断TF卡类型和容量，输出到串口 3.读TF卡根目录文件data.txt,用串口调试助手显示该文件实验原理根据教材。4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目91 实验项目名称网络PING实验2.实验项目的目的和要求：巩固SPI编程。掌握通过SPI

13、接口与网络接口芯片ENC28J60通信。掌握使用uIP实现ARP与ICMP协议, 实现主机PING通实验板。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：在工程中加入uIP网络软件包编写网络接口芯片ENC28J60驱动编写UIP底层移植代码编写代码实现网络连接在主程序中实现ICMP轮询 下载和测试4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目101 实验项目名称网络TCP/IP通信实验2.实验项目的目的和要求：巩

14、固SPI编程。掌握通过SPI接口与网络接口芯片ENC28J60通信。掌握使用uIP实现TCP/IP协议。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：在上一实验工程基础上，进一步编写代码实现TCP/IP网络连接 使用TCP/IP协议发送和接收数据下载和测试4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目111 实验项目名称 DAC单次发送实验2.实验项目的目的和要求：掌握简单的DAC编程。掌握对双DAC输出端口同时

15、操作。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：1编写代码实现简单的DAC单次发送。要求将0-4095的数字量依次转换发出，步长10，发送周期1秒。2. 编译下载到实验板，运行调试3.撰写实验报告4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目121 实验项目名称 使用DAC实现波形发生器实验2.实验项目的目的和要求：学习使用DMA方式发送波形数据到DAC通道。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未

16、达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：编写代码实现三角波数据发生器。编写代码实现对DAC设置为连续波形发送模式编写代码实现以DMA方式发送波形。下载到目标板，用示波器观察输出的模拟量，用串口调试助手跟踪运行情况 撰写实验报告4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目131 实验项目名称AD波形采集实验2.实验项目的目的和要求：掌握STM32的ADC编程，实现多个通道的波形采集。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改

17、代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：实现对STM32的ADC通道的设置。实现缓冲区，实现2个通道的ADC的连续采集编译代码，下载到目标板，调试代码，观察实验结果撰写实验报告4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时实验项目141 实验项目名称AD波形DMA连续采集2.实验项目的目的和要求：进一步掌握STM32的ADC编程。掌握STM32的ADC多通道DMA方式数据采集。进一步巩固中断处理。要求参考教材，编写代码下载到目标板，观察效果。如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。记录实验过程，完成实验报告。3.实验内容：实现对STM32的ADC通道的设置。 实现缓冲区，实现2个通道的ADC的DMA方式连续采集编译代码，下载到目标板，调试代码，观察实验结果撰写实验报告4.项目需用仪器设备名称：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。5.所需主要元器件及耗材：无6.学时数：2学时