【課程背景】

Cortex-M4是 ARM 公司推出的新的針對微控制器應用的內核，提供業界的高性能和低成本的解決方 案，將成為 MCU 應用的熱點和主流。

基于 Cortex-M4的芯片功能強大，軟件復雜度也相應提高，傳統的單片機編程方式不能夠滿足需求。uC/OSII 是的源碼公開的實時內核，是專為嵌入式應用設計的，可以運行在多種微控制器上。 本課程將 Cortex-M4和 uC/OSII 完美結合，更好的發揮出它們各自的特點,選取目前流行的意法半導體的 STM32F407作為實驗平臺。

【課程目的】

1) 了解Cortex-M4 體系結構及thumb-2指令集；

2) 掌握在Cortex-M4 體系結構上進行嵌入式編程的方法；

3) 精通 STM32F40處理器各個外設軟件設計 ；

4) 了解uC/OS -II 操作系統工原理，掌握uC/OS -II 操作系統移植方法；

5) 精通 uC/OS uC/OS -II 操作系統上的編程方法及技巧；

6) 能獨立完成基于 Cortex-M4 、M4 構架 CPU的軟件項目設計

【招生對象】

1、理工科電子類專業人員

2、在職單片機設計、開發人員；

3、有志于從事 ARM 工作的在職人員；

4、相關專業學生、教師及社會廣大 ARM 愛好者

【課程內容】

部分：ARM cortex-m4 硬件基礎

1. cortex-m4 介紹，開發環境搭建，GPIO模板實戰

1.1 嵌入式發展前景

1.2 ARM 家族成員特征介紹（ARM7/9/11,A8/9/15/53/57,M0/3/7）

1.3 cortex-m4 內核體系結構

1.4 處理器內核介紹、處理器工作模式、處理器異常處理

1.5 KeilMDK 開發環境安裝和 J-link 仿真驅動安裝

1.6 新建工程和 KeilMDK 開發環境使用詳細說明,仿真，調試功能介紹

1.7 開發平臺資源介紹及使用方法

1.8 STM32F407 時鐘體系，時鐘管理

1.9 STM32F407 GPIO 功能、結構框圖詳解

1.10 STM32F407 GPIO 功能配置步驟和寄存器詳解

2. STM32F407 UART 模塊實訓

2.1 常用通信協議分類及其特征介紹：同步，異步

2.2 通用 UART 特征，及 UART 編程模型

2.3STM32F407 UART 模塊系統框架圖、UART 特征介紹、STM32F103UART 模塊寄存器作用詳解

2.4STM32F407 UART 硬件設計原圖分析、軟件設計框架

2.5STM32F407 UART 查詢方式實現數據收發

3. STM32F407 中斷模塊實戰

3.1 Cortex-M4 中斷體系分析、STM32F 中斷體系分析

3.2 中斷相關 API 函數使用詳解、NVIC 中斷控制配置方法小結

3.3 STM32F407 外部中斷模塊框架分析、STM32F407 外部中斷寄存器詳解

3.4 STM32F407 軟件中斷設計

3.5 STM32F407 串口中斷設計

4. STM32F407 DMA模塊

4.1 DMA概述和DMA工作原理

4.2 STM32F407 DMA 模塊基本特征、框架圖分析和功能分析

4.3 STM32F407 DMA 處理：DMA通道映射、通道中斷標志、中斷事件、通道錯誤管理和仲裁器

4.4 STM32F407 DMA寄存器詳解

4.5 串口 DMA 發送數據設計和串口 DMA 接收數據軟件設計

5. STM32F407    SystemTick 定時器模塊、基本定時器模塊

5.1 STM32F407    SystemTick 定時器背景介紹、工作原理

5.2 STM32F407    SystemTick 定時器相關寄存器詳解

5.3 STM32F407    SystemTick 定時器進行精確定時程序設計

5.4 STM32F407    定時器分類

5.5 STM32F407    各類定時器基本特征、系統框架圖詳細分析和寄存器詳解.3

5.6 STM32F407    基本定時器定時功能軟件設計

5.7 STM32F407    通用定時器

6. ADC 模數轉換模塊

6.1 通用 ADC 模數轉換器(ADC)的基本原理

6.2 STM32F407 ADC 模塊簡述、主要特征和框架圖分析（重點掌握）

6.3 ADC 開關控制、時鐘配置和通道選擇

6.4 ADC 精度校準介紹

6.5 單 ADC 工作模式詳解、雙 ADC 工作模式介紹

6.6 單 ADC 實驗軟件設計及分析

7. STM32F407 RTC 和系統定時器模塊實戰

7.1 常用 RTC 芯片介紹

7.2 STM32F407    RTC 模塊介紹、硬件電路分析

7.3 STM32F407    RTC 時鐘源配置詳解、系統框架圖分析

7.4 STM32F407    RTC 備份域功能介紹、寄存器詳解

7.5 STM32F407    RTC 應用設計

8. STM32F407    IIC 總線模塊

8.1 I2C 總線知識

8.2 I2C 總線物理拓撲結構、總線特征

8.3 I2C 總線協議

8.4 I2C 總線模塊時序編程-IO 口模擬

8.5 AT24C02 EEPROM 基本功能介紹

8.6 IO 口模擬I2C總線是實現對EEPROM芯片AT24C02讀寫操作

9. STM32F103    SPI 模塊實戰

9.1 SPI 總線物理拓撲結構、總線特征

9.2 SPI 總線協議

9.3 STM32F407    SPI 控制器結構圖分析、初始化設置步驟分析

9.4 STM32F407    通過 SPI 控制器實現對 W25Q64 讀寫操作

10. TFTLCD 模塊實戰

10.1 LCD 彩屏種類介紹、TFT 屏工作原理、時序圖分析

10.2 LCD 畫點、線、基本形狀軟件設計

10.3 取模軟件使用、LCD顯示字符、漢字軟件設計

10.4 TFT 顯示圖片實驗、數碼相框項目實驗

11.觸摸屏模塊實訓

11.1 觸摸屏分類介紹

11.2 電阻式觸摸屏工作原理介紹

11.3 觸摸屏初始化、校準方式介紹

11.4 觸摸按鍵軟件設計

第二部分：cortex-m4 進階

1.STM32F407    看門狗定時器

2.STM32F407    DAC數模轉換功能

3.STM32F407    CanBus 總線

4.STM32F407    FSMC 功能模塊

5.uC/OSII（1）系統原理及裁剪

6.uC/OSII（2）系統API應用講解

7.uC/OSII（3）系統種植

第三部分：項目模塊（根據項目選擇）

1. 語音模塊應用及分析

2. GSM模塊

3. 藍牙 模塊

4.ZigBee模塊

5.WiFi模塊應用

6.433M模塊分析及應用

7.WiFi攝像頭模塊應用

8.溫度、濕度、人體感應

9. 心跳傳感器， 脈搏心跳傳感器

10. 紅外編碼、解碼

11.FATFS 文件系統應用1

12.FATFS 文件系統應用2

13.ucGUI/STEMWIN學習1

14.ucGUI/STEMWIN學習2

15.ucGUI/STEMWIN學習3

項目列表

項目一：無線點菜機

項目二：MP3項目

項目三：GSM短信收發系統

項目四：防盜報警系統

項目五：駕?？荚嚬芾硐到y

項目六：藍牙打印機項目

項目七：智能家居項目

項目八：可穿戴項目（智能手環或智能手表）

項目九：遙控器

第四部分：cortex-m4 項目實戰

【教學環境】

【講師】

姓名：楊余柳

職稱：信盈達講師、技術大牛

目前主要研究ARM平臺下LINUX在消費領域中的開發與應用技術。

信盈中南大學高材生、曾任職北京索愛普天，北京富士康工業機器人事業部等擔任研發工程師，現擔任信盈達消費電子事業部研發經理和嵌入式教研部經理。

九年嵌入式開發實戰經驗，六年嵌入式培訓經驗，熟悉ARM/MIPS/FPGA平臺，對嵌入式C裸機GUI編程、uc/OS、linux有深入的研究。在參與的項目中使用NXP、AT、TI、飛思卡爾、北京君正、cortex-M3、Cortex-A9、PXA270等品牌多款處理器。

近主導成功開發以下項目

餐飲點菜機管理系統

自助售貨管理系統

自助飲水機控制系統自助（IC卡）消費機系統

室內多點溫濕度檢測控制系統

飛針測試架控制器

多媒體終端機

基于CORTEX-A9視頻監控系統