摘 要：針對(duì)STM32嵌入式應(yīng)用技術(shù)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱、綜合性與應(yīng)用性很強(qiáng)的特點(diǎn)，梳理分析了該課程教學(xué)過(guò)程中存在的突出問(wèn)題；合理借鑒職業(yè)技能大賽的理念和標(biāo)準(zhǔn)，以“課賽融通、訓(xùn)賽結(jié)合、學(xué)以致用、學(xué)用相長(zhǎng)”為主線，優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容；引入虛擬仿真軟件Proteus，結(jié)合ARM-MDK編程環(huán)境，以交通信號(hào)燈運(yùn)行系統(tǒng)為實(shí)際案例，闡述了以32位主控器STM32F103C8T6為核心的硬件設(shè)計(jì)思路與軟件設(shè)計(jì)思想；借助邏輯分析儀觀察信號(hào)波形變化，直觀、可視、形象地完成設(shè)計(jì)仿真與程序調(diào)試。經(jīng)過(guò)實(shí)踐教學(xué)表明，虛擬仿真軟件能夠模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)與實(shí)踐操作的有機(jī)無(wú)縫融合，有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)技能設(shè)計(jì)復(fù)雜嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的工程應(yīng)用能力與創(chuàng)新思維能力，對(duì)職業(yè)院校相關(guān)課程的實(shí)踐性教學(xué)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：嵌入式應(yīng)用技術(shù)；Proteus；虛擬仿真；交通信號(hào)燈；ARM-MDK；STM32；邏輯分析儀

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2024）07-0-05

0 引 言

隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷深化、擴(kuò)展，嵌入式系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、安防監(jiān)控等諸多領(lǐng)域[1-2]，嵌入式應(yīng)用技術(shù)成為新技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，這必將引發(fā)相關(guān)學(xué)科教學(xué)模式的改革。實(shí)踐教學(xué)是高等職業(yè)教育院校培養(yǎng)高技能型技術(shù)人才必備的重要環(huán)節(jié)，用以鞏固學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力、實(shí)踐技能，這也意味著“雙師型”教師應(yīng)依據(jù)職業(yè)崗位（群）的能力要求，突出人才應(yīng)用能力和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，合理設(shè)置與崗位能力課程相適應(yīng)的典型案例任務(wù)[3]。傳統(tǒng)的實(shí)踐性教學(xué)方式受實(shí)驗(yàn)室時(shí)間和空間的約束，并不能滿足學(xué)生實(shí)時(shí)、實(shí)地實(shí)驗(yàn)的需求，而虛擬仿真技術(shù)[4-6]作為一項(xiàng)創(chuàng)新的技術(shù)手段和方法，模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程，提供具有真實(shí)性和可操作性的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，使學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)采集和結(jié)果分析。這也是推進(jìn)現(xiàn)代信息化技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容廣度和深度、延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和空間、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平的重要舉措，以軟件模擬和虛擬交互的方式，使學(xué)生能夠在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，是克服實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目困難的重要途徑，此舉不受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地空間約束，能夠有效縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，彌補(bǔ)傳統(tǒng)的實(shí)踐性教學(xué)的不足，仿真、調(diào)試的容錯(cuò)性也有利于幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得更多的收益。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

STM32嵌入式應(yīng)用技術(shù)是電子信息大類（包括電子信息類、計(jì)算機(jī)類、通信類）和自動(dòng)化類等專業(yè)開(kāi)設(shè)的專業(yè)核心課程，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，課程以理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)并重的方式，培養(yǎng)學(xué)生嵌入式技術(shù)方面的軟硬件設(shè)計(jì)能力，意在為后續(xù)課程奠定堅(jiān)實(shí)的嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)，為社會(huì)培養(yǎng)具備嵌入式智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試與創(chuàng)新能力的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。

從目前的教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看，主要存在的問(wèn)題如下[7-9]。

（1）教學(xué)方法單一，缺乏工程應(yīng)用能力

STM32嵌入式應(yīng)用技術(shù)是一門多學(xué)科交叉融合的課程，涉及C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、MCS51單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、傳感器檢測(cè)及應(yīng)用技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)大多高等職業(yè)院校以“填鴨式”或“滿堂灌”的理論教授為主，學(xué)生前導(dǎo)課程基礎(chǔ)知識(shí)掌握不扎實(shí)，講授的STM32外設(shè)寄存器的說(shuō)明和配置，或者庫(kù)函數(shù)的調(diào)用和傳參等基礎(chǔ)理論知識(shí)晦澀難懂、枯燥乏味，沒(méi)有實(shí)際的典型應(yīng)用案例來(lái)詳細(xì)闡述具體使用方法和配置差別，學(xué)生難以清楚理解其中的差異，這就需要依據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景加以解釋說(shuō)明。該課程實(shí)踐性、綜合性、應(yīng)用性都比較強(qiáng)，但現(xiàn)有教學(xué)方法單一，課程學(xué)時(shí)較少，缺少工程應(yīng)用方面的內(nèi)容，不適合學(xué)生理解、掌握以及熟練運(yùn)用，也無(wú)法滿足創(chuàng)新型技能人才的崗位需求。

（2）學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)匱乏，缺乏解決問(wèn)題的能力

STM32嵌入式應(yīng)用技術(shù)的主要內(nèi)容有硬件原理圖識(shí)圖和設(shè)計(jì)、處理器底層硬件配置和使用、程序頂層邏輯分析和處理、實(shí)際應(yīng)用邏輯功能驗(yàn)證與改進(jìn)。但現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)箱或開(kāi)發(fā)板的硬件連接固定，主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，機(jī)械式地照抄或照搬講授演示的步驟，實(shí)踐教學(xué)中實(shí)驗(yàn)過(guò)程程式化、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容刻板化，學(xué)生相互抄襲或敷衍了事的態(tài)度難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性；缺少綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，不能充分理解處理器底層硬件配置和使用的細(xì)節(jié)、程序頂層邏輯分析和處理的思路，學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不足，嚴(yán)重缺乏在工程應(yīng)用中解決問(wèn)題的能力。

（3）考核形式簡(jiǎn)單，缺乏創(chuàng)新思維能力

STM32嵌入式應(yīng)用技術(shù)是一門典型的理論性、實(shí)踐性和綜合性都很強(qiáng)的課程，作為一項(xiàng)工程性應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)，其具有硬件組成標(biāo)準(zhǔn)化、軟件實(shí)現(xiàn)多樣化等特點(diǎn)。硬件組成的標(biāo)準(zhǔn)化降低了硬件設(shè)計(jì)的難度；軟件實(shí)現(xiàn)的多樣性提高了軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要軟硬兼顧、協(xié)同考慮，若依靠課堂講授、程序解讀、操作演示等模式，則實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)性不足，難以訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，其考核的過(guò)程環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)考核和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等評(píng)價(jià)方式，不能客觀、真實(shí)、有效地反映學(xué)生實(shí)際的知識(shí)掌握程度，教學(xué)中也缺少了學(xué)生獨(dú)立思考的過(guò)程。考核評(píng)價(jià)形式過(guò)于簡(jiǎn)單粗糙，學(xué)生無(wú)法綜合應(yīng)用掌握的技能設(shè)計(jì)復(fù)雜的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，更無(wú)法提升學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新思維能力。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

STM32嵌入式應(yīng)用技術(shù)課程以實(shí)際應(yīng)用為目的，主要介紹STM32處理器的功能特點(diǎn)、工作原理、硬件資源和軟件開(kāi)發(fā)方法，引導(dǎo)學(xué)生理解掌握STM32嵌入式系統(tǒng)涉及的理論知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上熟練運(yùn)用STM32處理器的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和程序調(diào)試方法，掌握GPIO、中斷、串口、定時(shí)器、SPI、I2C、ADC以及其他基本外設(shè)接口的程序設(shè)計(jì)方法，從硬件設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)方面對(duì)STM32嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)性的講解，能夠讓學(xué)生系統(tǒng)性地掌握嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)思路和方法，具備基本的嵌入式系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)能力，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，積極自主地開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

Proteus[10-13]是一款用于電子電路設(shè)計(jì)的自動(dòng)化軟件，主要用于電路設(shè)計(jì)、PCB繪制設(shè)計(jì)、模擬信號(hào)調(diào)理和數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證等，推出的Proteus 8.15版本引入了更多的微控制器單元模型和頭文件庫(kù)，支持更多的ARM Cortex-M微控制器設(shè)備，如STM32F103T6、STM32F401CB等，增加了MCU仿真器的功能和性能，能更加自動(dòng)化地建立引腳映射等功能。在線仿真微控制器及外圍器件可以幫助檢測(cè)和解決可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤、故障以及邏輯問(wèn)題，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，并進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)高效、快速、準(zhǔn)確的電路設(shè)計(jì)和仿真。

借助Proteus VSM虛擬仿真軟件與ARM-MDK開(kāi)發(fā)環(huán)境靈活設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，方便實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證較大的綜合性系統(tǒng)，降低了實(shí)驗(yàn)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、分析與解決問(wèn)題的能力具有非常重要的作用，能夠加深學(xué)生對(duì)STM32嵌入式系統(tǒng)理論知識(shí)的理解和掌握，并使學(xué)生具備實(shí)際開(kāi)發(fā)能力和經(jīng)驗(yàn)，為進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)實(shí)踐訓(xùn)練、科技競(jìng)賽、產(chǎn)品研發(fā)等工作做好技術(shù)儲(chǔ)備。合理借鑒職業(yè)技能大賽的理念和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)標(biāo)國(guó)內(nèi)、世界先進(jìn)水平，支持、鼓勵(lì)、指導(dǎo)學(xué)生積極參加中國(guó)技能大賽、全國(guó)職業(yè)院校技能大賽、世界技能大賽等技能競(jìng)賽，以競(jìng)賽成績(jī)置換對(duì)應(yīng)課程的學(xué)習(xí)成績(jī)。以“課賽融通、訓(xùn)賽結(jié)合、學(xué)以致用、學(xué)用相長(zhǎng)”為主線，通過(guò)虛實(shí)結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，見(jiàn)表1所列。

3 虛擬仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例

3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容要求

以十字交叉路口交通信號(hào)燈運(yùn)行系統(tǒng)為實(shí)際案例，結(jié)合STM32嵌入式應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)大綱要求，利用Proteus 8.15版本虛擬仿真設(shè)計(jì)十字交叉路口交通信號(hào)燈系統(tǒng)。交通信號(hào)燈的運(yùn)行時(shí)序如圖1所示。

設(shè)計(jì)要求如下：

（1）道路為東西南北走向的十字路口，每條馬路各有

2套紅綠燈，且分別使用紅、黃、綠LED燈。

（2）當(dāng)系統(tǒng)上電啟動(dòng)后，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作。首先，南北方向紅燈亮30 s，東西方向綠燈常亮25 s后閃爍3次（即3 s）再熄滅，綠燈熄滅的同時(shí)東西方向的黃燈亮，黃燈亮

2 s后熄滅；然后，東西方向紅燈亮30 s，南北方向綠燈常亮25 s后閃爍3次（即3 s）再熄滅，同時(shí)南北方向的黃燈亮2 s再熄滅，一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束。東西方向、南北方向交通燈按此規(guī)則交替運(yùn)行。

（3）在南北方向的馬路增加1路按鍵，如果南北綠燈常亮，則說(shuō)明有特殊情況，如行人還沒(méi)有完全通過(guò)，可以通過(guò)按鍵將此時(shí)的綠燈延時(shí)10 s，相應(yīng)的東西方向紅燈延時(shí)10 s。

（4）在東西方向的馬路增加1路按鍵，如果東西綠燈常亮，則有特殊情況，如行人還沒(méi)有完全通過(guò)，可以通過(guò)按鍵將此時(shí)的綠燈延時(shí)10 s，相應(yīng)的南北方向紅燈延時(shí)10 s。

（5）按鍵延時(shí)功能，每次循環(huán)只能使用一次，防止單方向一直延時(shí)，影響另一方向通行。

3.2 硬件電路設(shè)計(jì)

十字交叉路口交通信號(hào)燈運(yùn)行系統(tǒng)的主控制器采用意法半導(dǎo)體公司（ST）推出的基于Cortex-M3內(nèi)核的32位中密度、高性能微控制器STM32F103C8T6，其工作頻率為

72 MHz，擁有高速嵌入式存儲(chǔ)器（閃存高達(dá)128 KB，SRAM高達(dá)20 KB），以及連接到兩條APB總線的各種增強(qiáng)型I/O和外設(shè)。結(jié)合設(shè)計(jì)要求，Proteus 中選擇元器件模型，十字交叉路口交通信號(hào)燈運(yùn)行系統(tǒng)采用主控器STM32F103C8、交通信號(hào)燈指示TRAFFIC LIGHTS、倒計(jì)時(shí)顯示7SEG-MPX2-CC、按鍵BUTTON及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路等。搭建出的硬件電路如圖2所示。

圖2中，主控器STM32F103C8與各模塊連接關(guān)系為：PA0～PA7分別連接?xùn)|、西、南、北方向倒計(jì)時(shí)顯示7SEG-MPX2-CC模塊的段選端A、B、C、D、E、F、G、DP，接口連接上拉排阻RESPACK-8；PA8、PA9分別連接南北方向位選端1、2；PA10、PA11分別連接?xùn)|西方向位選端1、2；PB0、PB1、PB2分別連接南北方向交通信號(hào)燈指示TRAFFIC LIGHTS的紅色、黃色、綠色LED燈；PB3、PB4、PB5分別連接?xùn)|西方向交通信號(hào)燈指示TRAFFIC LIGHTS的紅色、黃色、綠色LED燈；PB6連接南北方向的馬路按鍵；PB7連接?xùn)|西方向的馬路按鍵，以及主控器STM32F103C8最小系統(tǒng)外圍電路，還增加了蜂鳴器提示模塊。

3.3 軟件程序設(shè)計(jì)

從交通信號(hào)燈的運(yùn)行時(shí)序圖可以看出，該交通信號(hào)燈運(yùn)行系統(tǒng)共有6種狀態(tài)，見(jiàn)表2所列。

根據(jù)表2的交通信號(hào)燈系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)S1、S2、S3、S4、S5、S6，介紹軟件程序的設(shè)計(jì)思路如下。

（1）采用定時(shí)器TIM4作為運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間計(jì)時(shí)，定時(shí)時(shí)長(zhǎng)為50 ms，以時(shí)間區(qū)間的劃分來(lái)看采用向上計(jì)數(shù)模式。

（2）為考慮南北、東西方向的綠燈閃爍狀態(tài)，定義TIM4定時(shí)中斷次數(shù)變量nCounter1和nCounter2，nCounter1達(dá)到10次（即500 ms）中斷時(shí)，變量nCounter1清零，變量nCounter2加1，并更新交通燈指示狀態(tài)。

（3）變量nCounter2達(dá)到2次（即1 s）時(shí)，變量nCounter2清零，更新顯示時(shí)間變量TimeValue。

（4）用時(shí)間變量TimeValue判斷當(dāng)前值所處交通信號(hào)燈系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)S1、S2、S3、S4、S5、S6的時(shí)間區(qū)間，南北、東西方向的交通指示燈顯示對(duì)應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)的顏色。

（5）采用按鍵中斷方式，實(shí)現(xiàn)南北、東西方向按鍵綠燈延時(shí)10 s功能，每個(gè)循環(huán)中延時(shí)功能只能使用1次，以防止單方向一直延時(shí)。若是第一次按下，則綠燈延時(shí)變量DelayValue賦值為10，否則不執(zhí)行任何操作，其中TimeValue值為0或30時(shí)，DelayValue清零。

（6）南北、東西方向的倒計(jì)時(shí)顯示情況如下：

①在0～27 s時(shí)，南北方向倒計(jì)時(shí)顯示值為29+DelayValue-TimeValue，東西方向倒計(jì)時(shí)顯示值為29+DelayValue-TimeValue-2；

②在28～29 s時(shí)，南北方向倒計(jì)時(shí)顯示值為29+DelayValue-TimeValue，東西方向倒計(jì)時(shí)顯示值為29+DelayValue-TimeValue；

③在30～57 s時(shí)，南北方向倒計(jì)時(shí)顯示值為59+DelayValue-TimeValue-2，東西方向倒計(jì)時(shí)顯示值為59+DelayValue-TimeValue；

④在58～59 s時(shí)，南北方向倒計(jì)時(shí)顯示值為59+DelayValue-TimeValue，東西方向倒計(jì)時(shí)顯示值為59+DelayValue-TimeValue。

（7）一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束后，東西方向和南北方向交通燈、倒計(jì)時(shí)按以上方式再次運(yùn)行。

3.4 仿真結(jié)果分析

在Keil MDK中軟件邏輯分析儀可以分析數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)、總線信號(hào)（SPI、I2C、CAN、UART等）以及用戶自定義變量等，將指定的變量或TREG（虛擬仿真寄存器）值的變化以圖形的方式表示出來(lái)。在仿真時(shí)，點(diǎn)擊魔法棒進(jìn)入Debug界面，選擇Use Simulator，在Dialog.DLL下改為DARMSTM.DLL，Parameter下改為-pSTM32F103RC。點(diǎn)擊菜單欄上面的“Debug”按鈕，在工具欄System Analyzer Window中選擇Logic Analyzer，在彈出的Logic Analyzer界面中點(diǎn)擊Setup，在彈出對(duì)話框Current Logic Analyzer Signals里添加和刪除“View-Symbols Window”中的Virtual Registers、Special Function Registers以及工程或庫(kù)函數(shù)折疊標(biāo)簽下的名稱，否則為不可識(shí)別的未知信號(hào)。若觀測(cè)引腳PB0，直接輸入PORTB.0或者GPIOB_ODR.0，Signal Display的Display Type更改為Bit，也可為不同信號(hào)設(shè)置不同的顏色進(jìn)行區(qū)分。

點(diǎn)擊Run或F5可以觀測(cè)到添加引腳或變量的波形，采用MDK-ARM邏輯分析儀觀測(cè)十字交叉路口交通信號(hào)燈的波形如圖3所示。

將編譯生成的HEX文件路徑添加關(guān)聯(lián)至微控制器Program File處，仿真運(yùn)行結(jié)果如圖4所示。

圖4中，引腳連線處的顏色表示不同的電平狀態(tài)，藍(lán)色表示高電平，紅色表示低電平，可以直觀、形象、生動(dòng)地觀察引腳的電平實(shí)時(shí)變化，以及信號(hào)燈的變化和倒計(jì)時(shí)的情況，這些方法豐富了檢查、調(diào)試程序的邏輯關(guān)系，加強(qiáng)了對(duì)所編寫程序的深刻理解和熟練運(yùn)用。

4 教學(xué)成效分析

十字交叉路口交通信號(hào)燈運(yùn)行系統(tǒng)涉及的知識(shí)綜合性較強(qiáng)，包括GPIO的輸入輸出、外部中斷、定時(shí)器中斷、信號(hào)燈運(yùn)行狀態(tài)的邏輯分析處理、7段數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示等。針對(duì)其硬件設(shè)計(jì)思路和軟件設(shè)計(jì)思想，經(jīng)過(guò)仿真軟件Proteus 8.15和開(kāi)發(fā)環(huán)境MDK-ARM 5.38a的聯(lián)合調(diào)試，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)過(guò)程的正確性。將這種方式應(yīng)用于我校應(yīng)用電子技術(shù)和電子信息工程技術(shù)專業(yè)的STM32嵌入式應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)中，激發(fā)了學(xué)生對(duì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的濃厚興趣，提升了學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綜合素養(yǎng)。后續(xù)可以采用Altium Designer按照硬件設(shè)計(jì)電路繪制原理圖和制作PCB板，進(jìn)一步焊接、裝配，完成電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作。

拔尖學(xué)生經(jīng)過(guò)集中訓(xùn)練后，參加甘肅省職業(yè)院校學(xué)生技能大賽（高職組）電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作賽項(xiàng)，取得了不菲的成績(jī)。其中，2021年培養(yǎng)拔尖學(xué)生6名，獲省級(jí)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)；2022年培養(yǎng)拔尖學(xué)生9名，獲省級(jí)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省級(jí)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)；2023年培養(yǎng)拔尖學(xué)生12名，獲省級(jí)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省級(jí)三等獎(jiǎng)2項(xiàng)。拔尖學(xué)生人數(shù)逐年增長(zhǎng)，學(xué)生受眾面也逐漸擴(kuò)大，提升了學(xué)生工程應(yīng)用能力和抽象思維能力，為學(xué)生的進(jìn)一步深造學(xué)習(xí)、職業(yè)發(fā)展夯實(shí)了基礎(chǔ)，取得了良好的教學(xué)效果。

5 結(jié) 語(yǔ)

理論與實(shí)踐融合一體的教學(xué)改革是電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，引入虛擬仿真軟件Proteus，結(jié)合ARM-MDK編程環(huán)境，二者聯(lián)合仿真、調(diào)試STM32嵌入式應(yīng)用技術(shù)的實(shí)際項(xiàng)目工程?？梢暬抡娼缑嬗欣谥庇^、形象地觀察設(shè)計(jì)結(jié)果，縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，提升了學(xué)生軟硬件聯(lián)合設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)應(yīng)用的能力。以往該課程的大多數(shù)教學(xué)方式停滯在寄存器的說(shuō)明及驗(yàn)證，或者庫(kù)函數(shù)的解釋及調(diào)用階段，并未真正應(yīng)用于典型案例或?qū)嶋H項(xiàng)目中，學(xué)生缺乏邏輯分析、數(shù)據(jù)處理的工程應(yīng)用能力。ST意法半導(dǎo)體公司推出的軟件STM32CubeMX采用圖形化界面配置STM32處理器的外設(shè)接口或硬件設(shè)備，生成ARM-MDK代碼便于應(yīng)用層的二次程序設(shè)計(jì)，極大地弱化了底層硬件驅(qū)動(dòng)的編程。而新推出的軟件STM32CubeIDE集成了STM32CubeMX圖形化界面配置和ARM-MDK應(yīng)用層的程序設(shè)計(jì)。因此，合理利用軟件調(diào)試工具，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力和創(chuàng)新思維邏輯分析能力。隨著技術(shù)的更新迭代，也需要采用新技術(shù)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念和教學(xué)模式，為社會(huì)培養(yǎng)嵌入式智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作、檢測(cè)與維修方面的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。

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