《嵌入式系统设计》是一门专业核心必修课，是硬件类课程的高级课程，课程主要锻炼学生在硬件系统上的软件编程能力。通过本课程的学习，学生能够掌握基于单片机的软件编程的方法，学掌握嵌入式系统设计的基本方法，本课程以单片机的原理为主要学习核心，介绍基本系统，C语言编程语法，通用输入输出端口，定时器，串行口，模数及数模转换器，常用的接口器件使用方法。通过本课程的学习，可以为以后高级的嵌入式系统开发奠定坚实的基础。

嵌入式系统设计课程设计（开发）的基本理念、方法与思路

通过对专业的服务面向和专业定位的分析，确定了专业培养目标，接着对专业培养目标进行三级分解，并与TC能力形成对应，之后确立了本课程开设的必要性。课程的设计，从“知识、能力、素质”出发，采用由课程的培养目标逆向推导出课程的各个环节，包括教学目标、学生预期学习成果、教学内容、实施方式等。使其符合学生的认知规律和职业能力培养规律，并选取典型的学习项目，通过理论学习和实践训练，逐步培养学生的职业工作能力和自主学习能力。在学生学习完本门课程后对学生的学习效果进行评估、梳理、分析，作为课程持续改进的重要依据。

嵌入式系统设计课程设计本学期项目作品

作品一

作品名称：智能烹饪系统

作品来源：课程作品《嵌入式系统设计》

指导教师：孙丽飞

学生团队：孟祥宇、王瀚、安奇、黄淳建

作品介绍：

实现的功能有：OLED显示，LED小灯，温湿度检测，蜂鸣器提醒，舵机旋转，按键。

提升功能为：本系统可通过按键加减时间设置一个时间，进行计时，按键控制开始计时。当时间达到设定时间20%时绿色LED小灯亮，当时间达到设定时间60%时黄色LED小灯亮，当时间达到设定时间80%时红色LED小灯亮。在计时的同时，舵机会开始旋转，模仿炒菜翻菜的姿势。到达计时时间后，蜂鸣器鸣叫。温湿度检测显示在OLED上，模拟实时监测厨房的温湿度。超声波测距模块为检测距离，当锅盖盖上时，为安全使用，蜂鸣器不会鸣叫。当开盖时，距离大于设定值，蜂鸣器鸣叫，警告锅盖打开。

作品二

作品名称：智能家居系统

作品来源：课程作品《嵌入式系统设计》

指导教师：孙丽飞

学生团队：王鑫、孙张鹏、刘继聖、刘明宇

作品介绍：

实现的功能有：OLED显示、LED小灯、温湿度检测、蜂鸣器提醒、舵机风扇旋转、按键、舵机旋转自动开关门、刷卡开门。

提升功能为：本系统可通过房卡、钥匙扣、手机门禁卡等方式打开房门，当我们人进入房间后，门会自动在设置的时间自动关闭房门。还可以通过按键来添加和删除卡片，并在OLED屏上显示，进入房间。

进入房间后，为了安全考虑会设置一个温度传感器的阈值温度。当室内温度因为起火或其他原因高于阈值温度时，LED灯闪烁，蜂鸣器会报警，风扇转动，进行降温，当温度低于阈值温度，蜂鸣器停止报警。为了适应天气温度变化，可通过按键控制阈值温度。

作品三

作品名称：激光测距仪

作品来源：课程作品《嵌入式系统设计》

指导教师：孙丽飞

学生团队：陈炜彤，侯国华，刘柏良，王林豪。

作品介绍：

本项目设计了一款基于STM32微控制器的激光测距仪，结合了MPU6050陀螺仪模块、HC-SR04模块、OLED屏、舵机、激光等多种模块和组件。使用STM32微控制器，整个系统设计紧凑，并具有较低的功耗。借助MPU6050陀螺仪模块，该模块可以实时测量设备的姿态和加速度以及温度。这使得用户可以在屏幕上查看设备的姿态信息和温度。同时，姿态信息实时控制舵机姿态，使其可以扫描到任意角度。利用HC-SR04超声波模块，该数字温度计可以实现对物体距离的测量。这使用户了解环境中物体与设备之间的距离，并从屏幕上获得相应的距离信息。采用OLED屏，用户可以在屏幕上清晰地看到温度、姿态、距离和其他相关信息。 OLED屏幕具有高对比度、低功耗和快速响应的特性，提供良好的可视性。通过整合这些模块和组件，基于STM32的激光测距仪提供了准确的温度测量、姿态测量、距离测量、可视化显示和额外功能的综合解决方案。它可以广泛应用于室内温度监测、设备姿态检测、距离测量和其他嵌入式应用场景中。

作品四

作品名称：数字温度计

作品来源：课程作品《嵌入式系统设计》

指导教师：孙丽飞

学生团队：张云峰，高梓卿，李梓铭，邹新阳

作品介绍：

数字提升功能包括：

1. 显示样式的改善：使得显示更加清晰、易读。

2. 数据存储和传输的改善：可以增加数据存储和传输功能。

3. 测量精度的提高：可以采用更加精准的温度传感器，提高测量精度。

4. 功能扩展：可以增加其他功能，自动报警等，提高数字温度计的实用性和安全性。

5. 界面优化：可以优化数字温度计的界面设计，使得操作更加方便和直观。

6.节能环保：可以采用更加节能的电路设计，延长数字温度计的电池寿命，减少能源消耗，实现环保节能的目的。

作品五

作品名称：基于stm32的数字温度计

作品来源：课程作品《嵌入式系统设计》

指导教师：孙丽飞

学生团队：21003390103 2100339120

作品介绍：

基于stm32为主控板，NTC热敏电阻测温：通过ADC转换和相关计算，系统能够实时获取并处理热敏电阻的阻值变化，从而得到精确的温度数据。

蓝牙传输：利用DO4.0蓝牙模块，系统将温度数据实时发送至连接的手机或其他设备，便于远程监控和记录。

串口显示：通过串口助手，用户可以在串口上实时查看温度数据，方便与其它系统或设备进行集成。

按键操作：三个按键分别用于切换温度单位（摄氏/华氏）、增加温度和减温度，操作简单直观。

三色灯显示：根据当前温度，系统自动调整三色灯的显示颜色（绿色表示正常范围，蓝色表示高温预警，红色表示低温预警）。

在测试过程中，我们发现系统的准确性和稳定性都得到了良好的表现。具体来说，温度检测的误差在±0.5℃以内，且在多次重复测试中表现稳定。蓝牙传输也十分可靠，数据传输速度和稳定性都达到了预期要求。此外，用户界面（包括按键和三色灯）的操作性和反馈也都表现优秀。此外，我们的温度检测系统还具有低功耗的优点。为了实现这一目标，我们在硬件设计和软件优化方面采取了一系列措施。

作品六

作品名称：智能小屋

作品来源：课程作品《嵌入式系统设计》

指导教师：孙丽飞

学生团队:冯伊辉 ,仲维超,苑峰魁 ,王者

作品介绍：

以stm32为主控板，加入了温湿度传感器，OLED显示屏，舵机等器件制作的智能小屋，可以对当前环境的温湿度进行测量并调节。在智能门禁系统中，我们创新性的突破原有的携带实体卡片出入的情况，通过把实体门禁卡录入到用户日常生活都会随身带的手机中，来实现“手机即通行证”的功能，避免了生活中可能发生的忘带钥匙、忘带门禁卡等实际问题，极大地提高了项目的可行性。

03

孙老师课堂评价

嵌入式系统设计这门课程是实践性比较强的课程，如何让学生学会将课堂上面学习到的基础知识、实践技能与生活中的应用场景做结合是这门课程一个急需解决的问题。我们在课堂上面采取了将动手实践与理论教学相结合，引入虚拟仿真教学，引入嘉立创EDA教学软件作为PCB制版软件，引入solidworks做为3D建模软件。在学生作品中结合了电子制作、STM32编程、3D建模等技术，实现了各种课程项目设计，展现出了学生较强的动手能力与创造力。