高效嵌入式系统设计
高效嵌入式系统设计
1000+ 人选课
更新日期:2025/05/11
开课平台智慧树
开课高校上海电力大学
开课教师孙锦中
学科专业工学计算机类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
《高效嵌入式系统设计》课程主要讲述基于ARM Cortex-M4 内核的STM32微处理器的原理与设计。课程的主要内容包含嵌入式系统的基本概念、ARM架构基础知识和ARM Cortex-M4 内核、STM32F407的外设模块工作原理和使用方法、嵌入式操作系统UCOS-II以及基于STM32微处理器的嵌入式系统综合应用。通过课程教学使学生理解ARM Cortex-M4 内核的架构与特性,掌握STM32微处理器的软硬件设计方法,为进一步学习后续嵌入式课程和从事实际嵌入式开发工作打下坚实的基础。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
嵌入式系统概述
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嵌入式系统的定义
孙锦中
嵌入式系统的特点
孙锦中
嵌入式系统的组成
孙锦中
嵌入式系统的分类
孙锦中
ARM Cortex-M4处理器
ARM 架构和ARM处理器
孙锦中
ARM流水线技术
孙锦中
ARM Cortex-M4处理器
孙锦中
基于ARM Cortex-M4的STM32F407微控制器
STM32系列微控制器的概述
孙锦中
STM32F407微控制器(上)
孙锦中
STM32F407微控制器(下)
孙锦中
GPIO
GPIO的基本概念
孙锦中
STM32F4XX的GPIO
孙锦中
中断
中断的基本概念
孙锦中
STM32F4的中断系统
孙锦中
STM32F4的外部中断
孙锦中
定时器
定时器的基本概念
孙锦中
STM32F4定时器原理和特性
孙锦中
STM32F4定时器工作模式
孙锦中
DMA
DMA 的基本原理
孙锦中
STM32的DMA 工作原理
孙锦中
ADC
AD和DA转换概述
孙锦中
STM32 ADC的工作原理
孙锦中
串行通信
串行通信基本概念
孙锦中
STM32的UART
孙锦中
STM32的SPI
孙锦中
STM32的I2C
孙锦中
嵌入式操作系统
操作系统的基本概念
孙锦中
任务以及任务的主要特性
孙锦中
任务的管理与调度
孙锦中
离线调度和在线调度
孙锦中
嵌入式操作系统uc/os
孙锦中
  • 第一章嵌入式系统概述

    本章的主要内容为介绍嵌入式系统的基本概念,整个章节分四部分内容,包括嵌入式系统的定义、特点、组成以及分类。通过对上述概念的详细讲解,使学习者对嵌入式系统有整体的认识和了解。

  • 1.1嵌入式系统的定义

    本小节主要讲述从不同的角度来看嵌入式系统是如何定义的

  • 1.2嵌入式系统的特点

    本小节主要讲述嵌入式系统的特点以及传统PC系统相比有哪些不同点。

  • 1.3嵌入式系统的组成

    本小节主要讲述嵌入式系统的硬件组成和软件组成。

  • 1.4嵌入式系统的分类

    本小节主要讲述按照不同的标准嵌入式系统的分类。

  • 第二章ARM Cortex-M4处理器

    本章的主要内容为ARM处理器的相关知识,包括ARM 公司介绍、ARM架构的基本概念、ARM处理器的类型和发展历程、ARM 处理器中采用的流水线技术以及ARM Cortex-M4处理器概述。

  • 2.1ARM 架构和ARM处理器

    本小节主要讲述ARM架构的概念以及ARM架构和实际的ARM芯片之间的关系。

  • 2.2ARM流水线技术

    本小节主要讲述ARM 处理器中程序执行所采用的流水线技术。

  • 2.3ARM Cortex-M4处理器

    本小节主要讲述ARM Cortex-M4处理器的基本概况。

  • 第三章基于ARM Cortex-M4的STM32F407微控制器

    本章的主要内容为基于ARM架构的STM32系列微处理器。先从总体上讲述了STM32微处理器家族的基本概况。接着详细介绍了基于ARM Cortex-M4内核的STM32F407芯片的性能特点和内部结构。

  • 3.1STM32系列微控制器的概述

    本小节主要讲述STM32微处理器家族的基本概况,芯片选型及产品命名。

  • 3.2STM32F407微控制器(上)

    本小节主要讲述STM32F407芯片的总线架构、内存映射及时钟系统。

  • 3.3STM32F407微控制器(下)

    本小节主要讲述STM32F407芯片的低功耗模式、电源系统及复位系统。

  • 第四章GPIO

    本章的主要内容为STM32微处理器的GPIO模块。包括GPIO的基本概念和STM32F407芯片GPIO的原理和特性。

  • 4.1GPIO的基本概念

    本小节主要讲述GPIO的基本概念。

  • 4.2STM32F4XX的GPIO

    本小节主要讲述SSTM32F407芯片GPIO的原理、结构和特性。

  • 第五章中断

    本章的主要内容为中断的相关知识。包括中断的基本概念、STM32F4系列芯片的中断系统构成和工作原理、STM32F4系列芯片的外部中断特点及控制方法。

  • 5.1中断的基本概念

    本小节主要讲述中断的基本概念

  • 5.2STM32F4的中断系统

    本小节主要讲述STM32F4系列芯片的中断系统

  • 5.3STM32F4的外部中断

    本小节主要讲述STM32F4系列芯片的外部中断。

  • 第六章定时器

    本章的主要内容为定时器的相关知识。包括定时器的基本概念、STM32F4系列芯片的定时器原理和特性、STM32F4系列芯片的定时器工作模式。

  • 6.1定时器的基本概念

    本小节主要讲述定时器的基本概念。

  • 6.2STM32F4定时器原理和特性

    本小节主要讲述STM32F4系列芯片的定时器原理和特性。

  • 6.3STM32F4定时器工作模式

    本小节主要讲述STM32F4系列芯片的定时器工作模式。

  • 第七章DMA

    本章的主要内容为STM32芯片的DMA模块。包括DMA传输的基本原理和技术种类、STM32芯片DMA 模块的工作原理和性能特点。

  • 7.1DMA 的基本原理

    本小节主要讲述DMA传输的基本原理和分类。

  • 7.2STM32的DMA 工作原理

    本小节主要讲述STM32芯片DMA 模块的工作原理和性能特点。

  • 第八章ADC

    本章的主要内容为STM32芯片的ADC模块。包括AD和DA转换概述、STM32 ADC模块的工作原理和技术参数。

  • 8.1AD和DA转换概述

    本小节主要讲述AD和DA转换概述。

  • 8.2STM32 ADC的工作原理

    本小节主要讲述STM32 ADC模块的工作原理和技术参数。

  • 第九章串行通信

    本章的主要内容为串口通信的相关知识。包括串口通信的基本概念、串口通信中常用的三种通信方式:UART、SPI、I2C的相关概念以及他们的工作原理和使用方法。

  • 9.1串行通信基本概念

    本小节主要讲述串口通信的基本概念

  • 9.2STM32的UART

    本小节主要讲述UART通信的工作原理和特性。

  • 9.3STM32的SPI

    本小节主要讲述SPI通信的工作原理和特性。

  • 9.4STM32的I2C

    本小节主要讲述I2C通信的工作原理和特性。

  • 第十章嵌入式操作系统

    本章的主要内容为嵌入式操作系统的相关知识。包括操作系统的基本原理和概念、嵌入式操作系统UC/OS-II的原理和构成。

  • 10.1操作系统的基本概念

    本小节主要讲述操作系统的基本原理和概念。

  • 10.2任务以及任务的主要特性

    本小节主要讲述操作系统中任务的定义及其主要特点。

  • 10.3任务的管理与调度

    本小节主要讲述操作系统中任务管理和调度的基本原理与方法。

  • 10.4离线调度和在线调度

    本小节主要讲述离线调度任务和在线调度任务。

  • 10.5嵌入式操作系统uc/os

    本小节主要讲述嵌入式操作系统UC/OS-II的原理和构成。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 嵌入式系统概述

    1.1 嵌入式系统的定义

    1.2 嵌入式系统的特点

    1.3 嵌入式系统的组成

    1.4 嵌入式系统的分类

    视频数4
  • 第二章  作业测试
    第二章 ARM Cortex-M4处理器

    2.1 ARM 架构和ARM处理器

    2.2 ARM流水线技术

    2.3 ARM Cortex-M4处理器

    视频数3
  • 第三章  作业测试
    第三章 基于ARM Cortex-M4的STM32F407微控制器

    3.1 STM32系列微控制器的概述

    3.2 STM32F407微控制器(上)

    3.3 STM32F407微控制器(下)

    视频数3
  • 第四章  作业测试
    第四章 GPIO

    4.1 GPIO的基本概念

    4.2 STM32F4XX的GPIO

    视频数2
  • 第五章  作业测试
    第五章 中断

    5.1 中断的基本概念

    5.2 STM32F4的中断系统

    5.3 STM32F4的外部中断

    视频数3
  • 第六章  作业测试
    第六章 定时器

    6.1 定时器的基本概念

    6.2 STM32F4定时器原理和特性

    6.3 STM32F4定时器工作模式

    视频数3
  • 第七章  作业测试
    第七章 DMA

    7.1 DMA 的基本原理

    7.2 STM32的DMA 工作原理

    视频数2
  • 第八章  作业测试
    第八章 ADC

    8.1 AD和DA转换概述

    8.2 STM32 ADC的工作原理

    视频数2
  • 第九章  作业测试
    第九章 串行通信

    9.1 串行通信基本概念

    9.2 STM32的UART

    9.3 STM32的SPI

    9.4 STM32的I2C

    视频数4
  • 第十章  作业测试
    第十章 嵌入式操作系统

    10.1 操作系统的基本概念

    10.2 任务以及任务的主要特性

    10.3 任务的管理与调度

    10.4 离线调度和在线调度

    10.5 嵌入式操作系统uc/os

    视频数5
  • 期末考试