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嵌入式控制系统及应用
第5次开课
开课时间: 2024年09月20日 ~ 2025年01月11日
学时安排: 每周5学时
当前开课已结束 已有 189 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=“嵌入式控制系统及应用”是南京理工大学自动化本科专业核心课程之一,主要围绕自动控制领域的嵌入式控制技术,介绍以下内容: (1)在自动控制系统领域,嵌入式计算机的角色与功能; (2)嵌入式微处理器的架构、工作原理及基于嵌入式C语言的程序设计; (3)嵌入式计算机作为控制装置的核心,如何与被控对象、传感器、执行器等外设连接并交互信息,共同完成控制任务? (4)面对控制领域复杂工程问题,如何将自动控制理论应用于嵌入式控制系统的设计,包括:建立系统模型、设计控制律、提出解决方案并加以优化和实现? 本课程是专业理论与工程应用之间的桥梁,掌握理论指导工程实际的基本方法,提升实践、观察、分析与思考等基本科研素养。
“嵌入式控制系统及应用”是南京理工大学自动化本科专业核心课程之一,主要围绕自动控制领域的嵌入式控制技术,介绍以下内容: (1)在自动控制系统领域,嵌入式计算机的角色与功能; (2)嵌入式微处理器的架构、工作原理及基于嵌入式C语言的程序设计; (3)嵌入式计算机作为控制装置的核心,如何与被控对象、传感器、执行器等外设连接并交互信息,共同完成控制任务? (4)面对控制领域复杂工程问题,如何将自动控制理论应用于嵌入式控制系统的设计,包括:建立系统模型、设计控制律、提出解决方案并加以优化和实现? 本课程是专业理论与工程应用之间的桥梁,掌握理论指导工程实际的基本方法,提升实践、观察、分析与思考等基本科研素养。
—— 课程团队
课程概述

“嵌入式控制系统及应用”是南京理工大学自动化专业的专业核心课程,是一门多学科交叉领域的课程,课程教学目标是使学生了解嵌入式控制系统的基本知识和原理,掌握嵌入式控制系统的接口开发技术,系统设计流程与方法,学会利用计算机辅助设计软件进行嵌入式控制系统的分析、仿真,掌握嵌入式控制系统的软件设计技术等。

该课程以基于嵌入式计算机的自动控制系统为载体,一方面介绍这类系统的设计原理与方法,另一方面讲述如何将“控制工程基础”、“现代控制理论”等课程中学习到的理论知识应用于实际的自动控制系统,是专业基础理论与实际工程设计的接口课程,是一门兼顾理论与应用技术、实践性较强的课程。

     本课程所教授的理论、方法和技术在后续的专业课程、实践类课程、创新创业类课程、各类科技竞赛活动中均有应用。对于培养自动化专业人才,自动化卓越工程师的素质和技能具有不可忽视的作用。

授课目标

(1)了解嵌入式控制系统的基础知识;

(2)学会利用数学工具与现代仿真、设计软件,进行嵌入式控制系统的分析与设计;

(3)学会利用专业理论知识,分析嵌入式控制系统设计过程中的问题,并提出解决方案。

成绩 要求

课程以线上学习成绩、课程设计与实验考核成绩为考核标准

(1)线上学习成绩 20%

(2)课程设计 40%

(3)实验 40%

课程大纲

第一章 嵌入式控制系统概述

第1节 嵌入式控制系统的定义与组成

第2节 嵌入式控制系统的工作原理

第3节 嵌入式控制系统的开发环境

第二章 嵌入式微处理器简介

第1节 嵌入式微处理器概述

第2节 ARM微处理器的编程模式I

第3节 ARM微处理器的编程模式II

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第四章 嵌入式控制系统接口技术

第1节 嵌入式微处理器的最小系统电路

第2节 嵌入式微处理器的GPIO端口

第3节 嵌入式控制系统的串行通信接口

第4节 嵌入式控制系统的中断

第5节 嵌入式控制系统的定时器

第6节 嵌入式控制系统的模数转换

第7节 嵌入式控制系统的CAN总线通信

第三章 嵌入式控制控制系统设计基础

第1节 嵌入式控制系统的设计流程

第2节 嵌入式控制系统的总体结构与控制算法

第3节 嵌入式控制系统常用的软件架构

课堂研讨活动1

第五章 嵌入式实时操作系统简介

第1节 嵌入式实时操作系统的基本概念

第2节 嵌入式实时操作系统的基本功能

第六章 嵌入式控制系统的调试与测试

第1节 嵌入式控制系统设计回顾

第2节 嵌入式控制系统的算法设计与实现

第3节 嵌入式控制系统的调试与测试

嵌入式控制系统实验指导

实验环境介绍

预备知识

先修课程:

(1)C/C++语言程序设计

(2)数字电路

(3)模拟电子线路

(4)控制工程基础或自动控制原理

参考资料

[1] 樊卫华编著. 嵌入式控制系统原理及设计. 机械工业出版社

[2][美] 王加存著,樊卫华译. 实时嵌入式系统,机械工业出版社 

[3] 徐亮著. STM32单片机开发实例——基于Proteus虚拟仿真与HAL/LL库,电子工业出版社

[4] 张淑清,胡永涛,张立国等. 嵌入式单片机STM32原理及应用,机械工业出版社

[5] 高金源,夏洁著. 计算机控制系统,清华大学出版社

南京理工大学
1 位授课老师
樊卫华

樊卫华

副教授

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