思政版嵌入式系统设计与应用-教学大纲-王剑.docx

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1、嵌入式系统设计与应用教学大纲课程名称：嵌入式系统设计与应用课程英文名称:EhbeddedSystem:Prografnningandpp1.ications课程编码：课程类别/性质：专业/必修学分：4.5总学时/理论/实验：72/58/14开课单位：计算机科学学院适用专业：计算机科学与技术先修读程：C语古程序设计、汇编活方与微型计算机技术制定人：审核人：一、课程简介嵌入式系统设计与应用是一门计篇机科学与技术专业的专业必撼课程。课程内容包括四部分：嵌入式系统基础知识、嵌入式硬件、嵌入式软件和嵌入式系统设计方法.本课程的主要任务是学习嵌入式系统基本埋设及其应用,学习嵌入式系统的组成及应用的知识；培

2、养学生分析与设计嵌入式系统的基本能力：培养学生自学、分析和解决嵌入式系统设计中出现的问题的能力，培养学生的科学精神和系统观，以及培养学生认立负费的工作态度和严逆细致的工作作风,树立正确的价值观、人生观和世界观.保证学生达成专业的相应毕业要求.二、课程教学目标通过本谀程的学习使学生掌握嵌入式系统的基本原理、方法过程和设计技术，培养针对具体应用向四开网嵌入式系蜕开发的能力，树立正确的价值观、人生观和世界观.1 .饼值目标；（1）树立正确的世界观、价值观和人生观：（2）培养学生的爱国精神.2 .知识和能力目标：（1）掌握嵌入式系统的基本慨念以及ARM微处理器体系结构的基础知识。（毕业要求1.5）：（

3、2）掌握嵌入式系统的基本分析与设计方法，能迸行典型嵌入式系统的分析。（毕业要求3.2：（3）常树嵌入式编程技术，能进行典型嵌入式系统环境下程序设计.毕业要求3.2）；（4） 了解先进嵌入式系统的原理与方法.（毕业要求1.51：三、课程教学内容及学时分配课程教学包括课堂教学、深觉研讨、课堂及课后习题.实验四部分，包括9m的理论教学和7次实验.课内理论教学58学时、实验14学时.课堂理论教学内容、要求及学时分配如下：课程教学内容及学习要求拿节内容四酸入点*W文撑毕业要求指标点理拿分析与应用第一章嵌入式系统概逑55-W收入式泰统简介系统观高中低A1.5第二V取入武微处理瑞中Ita此第三节嵌入式探作系

4、观中高1第刊H嵌入式系统的向用领域和发展总势1旺第二章ARH处理器体系结构第一节RM处理潺吼理精神中A中61.5第二VCorua-M处理器架构中福中第三节CortarAS存储器管理中麻中第四节Cortex-W异常处理中高中第二章ARM指台生第一YARM指令IIi延砒怀疑精神中高高61.5第.节ARM指令的？址方式中中i第三节Thurb指令中W褊第四章嵌入式系统更件平台与接口iSif第节收入式硬件平台体系结构探索精神A中中61.5s3,2第二节存储系统设计中中KH第三节巾行接口设计中中A第四节AD接口设计中中高第五章ARM-1.inux内核第一YARM-1.muX璀砒科学精神中中中61.5.3.

5、2胡二节ARM-1.inUX过程饯理中高中第三VAfaHanUX内存管理中/Hi中第四节ARM-1.inuX模块中席中第五节ARM-1.inux中断管理中中第六节ARM-1.inux系统叫用K1中笫六章IAnux文件系统第节1.inux文件系统如述实证精神K中141.5、3.2第二节EXT2文件系统中高中第三节Ift入式文件至统JFFS2中桶中第四,楸文件系统中中A第七章1.inux系统移核及调试第一节BcxHIg涡”原本（念与典型结构求实鞘神高中中61.Ss3.2第二节U-boot中i第三V1.mUA系统移杭过程中Sf高第四节交叉馍库工具破中高高第五VJidb调试编中高高第六节远程调试与内核

6、苗试中高A第八章设备史动程序设计第节设各躯动程序开发U（述理性相神中中81.5、3.2第二节内核设法馍里中麻高城三节字符设番*动设计根柒中嵇福第四节GPK）系动中高高第五节I2C总线翼动设计中金高弟六节块设备驱动程序设计中高第七节网络设备器动程序设计中高高第八节n三o）网卡噪动分析中高高第九章QI图形界面程序设计第节IftAjCaii创新林神中高而43.2第二节Qt餐程跳础中高高第三节Qt与数据库编程中福高第十章SQ1.itC嵌入式Ik擀库第一节收入式散期咋限注中高高412第二节SW.it。数据陈M碑中高高第二节SQtJtcC按口程序开发中高高第十一章取入式系统的开发设计案例第一节收入式系统设

7、计方法团队协作相神中麻高43.2第二节收入式系统设计窠例中襦四实骁内容与学时分配实验为课内设置的一个实践教学环节，由7个实验内容纲成，作为实验的补充，课程设计是有效的提升学生实践能力的重要组成环节,请参阅另一个课程设计的相关文档.实验J页目与类型序号卖IMI目实W学时如毕业寒求指标点演示2tt设计IIinux开发环境使用与Iinuxffff1.命令2区22heUoror1.d!”然入式IinuxW序2区231.ED灯的控制23.24好叫法的控M2冬25数码臂实验2仅26圾点引动实收2区27步透电机实整2仅2实骐一IinUX开发环境使用与IinUX常用命令（2学时）1）目的要求熟悉ARM处理器I

8、inux系统下应用程序开发环境和开发模式，了解嵌入式开发的基本思想和过程。主要实的仪器及材料硬件：嵌入式系统开发平台、微型计算机及电源.嵌入式1.inUX开发环境的建立和常用命令.，（5）实验内容:实验使用的操作系统环境.新建一个目录,编写几个源文件，使用makefi1.e管理项目.学习在Iinux下的编程和端详过程，在Iim1.X上运行。实的二“hc1.SwoMd!嵌入式IinUX程序（2学时）（1）目的要求进行最简单的嵌入式Iinux程序开发，熟怂Iiiwx下嵌入式开发模式以及在板上运行的嵌入式程序的方法.（2）方法原理使用娘软措在嵌入式1.inux环境下进行源码煽辑.通过Arm-1.IN

9、UX-GCC实现交叉端译井将生成的可执行程序在目标机运行.（3）主要实验仪器及材料硬件：倏入式系统开发平台、微生计簿机及电源.软件：PC机操作系统WindowSXP及以上、U1.gEdit或妆它嫔辑器（4）掌担要点嵌入式1.inUX程序的开发过程。（5）实物内容：本次实验使用UItmEdit或者其它编辑环境编辑生通用简地的“he1.1.owor1.d!”程序，然后使用交叉条详器（arm1.inuNge）编译生成可以在实蛤箱的嵌入式环境中运行的可执行文件燃悉使用交叉编译器漏谛程序的方法，为后面端译发杂程序做准符.实骏三1.ED灯的控制（2学时）（I）目的要求了解1.ED灯的控制方法，掌握I/O编

10、程方法（2）方法原理系统通过使用GP1.O控制1.ED灯这样的外设.（3）主要实验仪器及材料硬件：嵌入式系统开发平台、做型计笄机及电源，软件：PC机操作系统WindowsXP及以:、U1.traEdit或其它编辑器（4）掌握要点GPIO控制方法的实现，（5）实脸内容：通过1.0控制发光二极管的亮灭.使用UImIEditC代码文本就物潺.编写一段程序捽制1.ED灯.利用UbOOt与Iftp将程序下教到ARM板.实验四蜂鸣器的控制（2学时）（1）目的要求了解嵌入式系统中的好呜,掌握1/0编程方法.2）方法僚理ARM处理器通过鼠阀相关寄存器实现煤啊涔的控制。（3）主要实脸仪器及材料硬件：嵌入式系统开

11、发平台、微型计克机及电源.ARM处理潺寄存零配置方法.实验内容:使用U1.traEditC代码文本编辑器，编用一段程序控。蜂鸣器,利用tftp将程序下投到ARM实驶五数码管实聆（2学时）（1）目的要求使用U1.tnIEditC代码文本搞辑零：了料数码管动态显示的原理：了解741.S164扩展掂1.1.的方法。（2）方法原理ARM处理渊通过串口实现数据通信.（3）主要实验仪器及材料硬件：嵌入式系统开发平台、微型计算机及电源，软件：PC机操作系统Window、XP及以上、U1.In1.Edi1.或其它编轼器（4）掌握要点ARM处理器中口驱动程序的特点.（5）实验内容：使用UIIn1.Edi1.文本

12、摘轼器，编写一段程序，控制八个数码管的显示。利用U1.p将程序卜栽到ARM板.褊写程序并编译、下载、调试及结果分析.实验六维盘驱动实验（2学时）（1）目的要求了解键盘驱动原理,掌握通过CPU的I/O扩展键盘的方法。（2）方法原理ARM处理器通过配置寄存涔实现圾盘捽制.（3）主要实验仪器及材料硬件：嵌入式系统开发平台、微型计笄机及电源，软件：PC机操作系统WindoWSXP及以1：、U1.traEdit或其它端辑（4）掌握要点ARM处理器的寄存怒设置实现对外设的管理控制，（5）实睑内容:通过ARM的rPDATC（低四位和EINT4567四个中断口扩展4X4的母盘,编程实现爆盘的驱动，辿过按键可以

13、在超欲终海上显示相应的谨值.实唳七步进电机2学时）（J）目的要求了解步进电机的应用原理,掌握嵌入式系统GP1.O的控制方法,PWM模拟脉冲信号产生方法（2）方法原理ARM处一器通过GP1.O口使用PWM模拟脉冲信号阴动步进电机。（3）主要实物仪器及材料硬件：嵌入式系统开发平台、默里计算机及电源.软件：PC机操作系统WiiK1.OWSXP及以上、UKraEdit或其它编辑器（4）掌握要点ARM处理渊产生PWM模拟脉冲信号的方法。（5）实验内容:分析步进电机工作原理及控制方式,PWM模拟脉冲信号产生方法.分析实验平台步进电机电跖，相关寄存器使用与配置.谀计步进电机控制程序并编译、下我、网试及结果分析.五、教学方法戏卜课堂以讲授为主,可辅以互动式课堂练习、案例分析等教学方法；实脸实践可采用小纲讨论、文做连网等教学方法：课前/课后自学,课前练习内容可以预习下次课的基础知识为主，课后练习可以曳要知识点、拓展知识为主.“嵌入式系统设计与应用“思政教