第一篇：微處理器系統結構與嵌入式系統教學大綱

《微處理器系統原理及嵌入式系統設計》課程教學大綱

課程編號：20082008 學 時 數：80

適用專業：通信工程、網絡工程、信息工程 學 分 數：5

開課學期：第5 學期

先修課程：數字邏輯設計及應用、軟件設計基礎、C語言 執 筆 者：閻波

編寫日期：2009.12

審核人（教學副院長）：

一、課程性質和目標

授課對象：本科生 課程類別：學科基礎課 教學目標：

隨著計算機技術、集成電路設計技術和半導體工藝技術的不斷提高，計算機領域進入后PC時代，微處理器的應用幾乎無處不在；而以應用為中心、軟硬件可剪裁的專用計算機系統產品（也即嵌入式系統產品）也已成為我國信息產業新的市場增長點。嵌入式計算機系統設計技術已成為通信、雷達、自控、微電子等研究應用領域的合格工程師應掌握的基本技術和技能。本課程根據高年級本科人才培養、新技術發展與應用的需求而開設，是工科電工電子類非計算機專業的重要專業基礎課程，面向全校各專業本科生授課。

本課程在加強計算機組成原理與系統結構知識的基礎上，選用ARM作為核心芯片，并引入先進的EDA/AISC技術講解了嵌入式系統的設計技術。通過本課程的學習，使學生建立較全面的計算機基礎知識架構，并掌握嵌入式計算機系統原理及接口技術的硬/軟件設計核心技術，培養學生嵌入式計算機系統設計開發領域分析問題和解決問題的初步能力，著眼對學生綜合能力、特別是創新能力的培養，能夠最大限度地激發學生的學習熱情和探索未知的興趣，從而有效提高學生的工程素質。

二、課程內容安排和要求

（一）教學內容、要求及教學方法

本課程的主要內容包括微處理器系統結構和嵌入式系統設計技術兩大部分，其中重點為微處理器系統結構相關的基礎知識，難點為嵌入式系統設計的核心技術。詳細教學內容及要求安排如下：

1.微處理器系統概述（6學時）（課件chap0、chap12）

? 理解本課程的研究內容及定位；

? 理解嵌入式計算機系統與通用計算機系統的異同；（教材chap1）? 理解現代計算機系統的層次結構；（教材chap1）

? 掌握計算機體系結構（指令集、存儲器讀寫、I/O控制方式）和計算機組成原理（CPU結構、存儲器組織、總線及接口）涉及的不同領域及其相互之間的關系；（教材chap1）? 掌握馮·諾依曼體系結構的特征，以及計算機的基本工作原理與工作流程；（教材chap2）? 掌握現代計算機系統的性能基本評測技術和指標；（教材chap1）? 理解現代計算機體系結構與組成技術的發展趨勢；（教材chap2）? 了解微電子技術的發展及其對計算機設計技術的影響；（教材chap1）2.微處理器體系結構（8學時）（課件chap3）

? 掌握CPU基本功能及內部結構（體系結構）；（教材chap3）

? 掌握CPU基本硬件（控制單元、數據通路）設計技術（組成原理）；（教材chap2、chap3）

? 掌握指令系統的基本設計要素，包括指令功能、指令格式及尋址方式的確定；（教材chap2、chap3）

? 理解現代計算機系統中CPU體系及組織結構的改進，理解隨機邏輯、微碼、流水線、超標量等不同微處理器的設計特點；（教材chap3）? 理解CISC與RISC結構的差異；（教材chap3）? 理解流水線的工作原理及沖突；（教材chap3）

? 理解微處理器系統硬件與軟件兩者之間的相互影響；（教材chap3）

3.存儲系統（8學時）（課件chap24-Mem）

? 掌握現代計算機系統中存儲器的分層體系結構（教材chap2）及地址映射技術（教材chap4）；

? 掌握存儲器的基本存取原理，包括存儲單元工作原理、編址技術及存放技術等；（教材chap2）

? 理解采用不同讀寫機制的存儲技術的特點，如LIFO、FIFO、多端口等；（教材chap2）? 理解存儲器（芯片）的主要性能指標；（教材chap4）? 掌握主存儲器擴展設計技術；（教材chap4）

? 了解現代計算機系統常用的存儲技術及存儲產品；（教材chap2）4.總線與接口（14學時）（課件chap24-Mem）

? 掌握總線的組織形式及關鍵要素（帶寬、時序、仲裁）；（教材chap2）? 掌握串行通信（總線）的基本特性；（教材chap2）

? 掌握輸入/輸出系統基本控制方式的特點及適用條件；（教材chap2）

? 掌握接口電路的基本結構及地址映射、地址譯碼、總線隔離等關鍵設計技術；（教材chap4）

? 掌握無條件、查詢及中斷控制接口的硬件及驅動設計方法；（教材chap4）

? 理解串行接口、定時/計數接口、A/D/A接口、DMA接口及可編程通用接口的結構特點及設計要點；（教材chap4）

? 理解現代計算機系統中輸入/輸出系統的體系及組織結構的改進；（教材chap2）? 了解現代計算機系統常用的片上、片外總線標準； 5.ARM微處理器體系結構（8學時）（課件chap5）

? 掌握ARM內核的體系結構及其所支持的各種編程模型、運行模式及工作狀態；（教材chap5）

? 掌握ARM常用尋址方式及指令子集的使用；（教材chap5）? 掌握ARM內核對異常和中斷的處理方式；（教材chap5）? 理解ARM內核支持的存儲技術和輸入/輸出技術；

? 理解ARM內核與ARM微處理器芯片的關系；（教材chap5）? 了解各系列ARM處理器的發展及結構特點；（教材chap7）6.ARM程序設計技術（6學時）（課件chap6）

? 掌握ARM常用的偽指令子集和匯編語句格式；（教材chap6）? 理解ARM工程的特點及程序框架；（教材chap6）? 掌握ARM匯編與C/C++混合語言編程方法；（教材chap6）? 理解匯編程序結構及匯編語言編程技術的特點；（教材chap6）

7.基于ARM嵌入式系統硬件設計技術（6學時）（課件chap7）

? 掌握ARM處理器的最小硬件系統的設計方法；（教材chap7）? 理解基于ARM處理器的存儲器接口設計及應用技術； ? 理解基于ARM處理器的人機交互接口設計及應用技術； ? 理解基于ARM處理器的串行通信接口設計及應用技術； ? 理解基于ARM處理器的A/D及D/A接口設計及應用技術； 8.基于ARM的嵌入式系統軟件設計技術（6學時）（課件chap8）

? 理解嵌入式軟件系統的結構及功能；（教材chap8）? 理解系統引導加載（bootload）技術；（教材chap8）

? 理解嵌入式操作系統（Linux）的任務、性能指標及內核移植技術（教材chap8）； ? 理解嵌入式操作系統下的驅動開發技術；（教材chap8）? 了解嵌入式計算機系統的設計、測試及應用特點；（教材chap8）注：包括補充實驗教學課件2學時，但需放在實驗前講； 9.基于ARM微處理器核的SOC設計（2學時）

? 理解SOC的典型結構和基本設計方法；

? 理解基于ARM（AMBA總線）的SOC的系統設計方法。

（二）自學內容和要求

學生應根據自身情況先期或同步自學補充以下知識：

? 計算機系統結構與組成原理 ? 嵌入式操作系統設計技術 ? 嵌入式操作系統下的驅動開發技術 ? ASIC設計技術

（三）實踐性教學環節和要求

本課程包含16學時實踐（實驗、課程設計等）課程，要求學生掌握微處理器系統結構、嵌入式系統設計的基本實驗技能、測量儀器儀表使用方法，掌握基本的ARM嵌入式系統設計理論，掌握常用的通訊接口、音頻接口以及顯示/觸摸屏等人機接口的設計實現理論與技能。

1.學習使用嵌入式系統開發仿真平臺，建立基于ARM的嵌入式Linux開發環境（2學時）2.設計及仿真（選做部分），并撰寫實驗報告（6學時）

? ARM平臺下多線程應用程序設計； ? 基于ARM的模塊方式驅動程序設計； ? SCI/SPI串行通信； ? 以太網通信；

? LCD驅動開發及應用； ? 觸摸屏驅動開發及應用；

? SD卡讀寫驅動開發及文件系統設計； ? AC97音頻接口驅動開發及應用； ? USB OTG接口驅動開發及應用； 3.課程設計，完成設計報告（課外）

? 簡單RISC微處理器設計 ? 簡單嵌入式操作系統設計 ? 嵌入式最小硬件系統設計

三、考核方式

本課程建議考核方式：平時（10%）+實驗（15%）+期中（15%）+期末（60%）（英才班：平時30%+實驗20%+期末50%）

四、建議教材及參考資料

1.建議教材：

? 微處理器系統結構及嵌入式系統設計，李廣軍等，電子工業出版社，2009.8 2.參考資料

? 系統體系結構（第5版），Stephen D.Burd著，郭新房等譯，清華大學出版社，2007 ? 計算機系統結構，張晨曦、王志英等，高等教育出版社，2008 ? 現代計算機組成原理，潘松，潘明編著，科學出版社，2007

? 計算機組織與體系結構-性能設計（第七版），William Stallings著，張昆藏等譯，清華大學出版社，2006 ? ARM體系結構與編程，杜春雷編著，清華大學出版社，2007

? ARM體系結構及其嵌入式處理器，任哲等，北京航空航天大學出版社，2007 ? ARM926EJ-S Technical Reference Manual DDI0198D.ARM, January, 2004.? ARM920T Technical Reference Manual(Rev 1).ARM, April, 2001.3.推薦網站

? http://www.tmdps.cn ? http://www.tmdps.cn ? http://www.tmdps.cn ? http://www.tmdps.cn

第二篇：嵌入式系統教學大綱

《嵌入式系統》課程教學大綱

課程名稱： 嵌入式系統

課程編碼：51610209 學

時： 44

學

分：2.5 開課學期：7 課程類別：專業平臺課程 課程性質：必修

適用專業：電子信息科學與技術 電子信息工程

先修課程：數字電子技術、匯編語言程序設計、微機原理與接口技術、單片機原理及應用、C語言程序設計

教學方式：課堂講授為主，穿插課堂主題討論和專題匯報

教學手段：以多媒體教學手段及仿真軟件為主，主要采用PPT電子板書形式，輔助手寫板書

一、課程的性質、目的與任務

《嵌入式系統》是一門專業技術課，設置本課程的目的是讓學生學習和掌握嵌入式系統的系統結構、指令系統、程序設計方法、系統擴展方法、應用技術和發展現狀。使學生對嵌入式系統中單片機的各部件的工作原理和軟件編程方法有全面的了解，掌握單片機應用系統的開發和設計方法，為進一步的學習嵌入式系統打下良好的基礎。

二、教學內容及基本要求

單元1 嵌入式系統概述

1.教學目的和要求：

掌握嵌入式系統的基本概念；掌握嵌入式系統的硬件構架；了解嵌入式軟件構成。2．知識點

（1）嵌入式系統簡介

嵌入式系統定義；嵌入式系統的發展歷程與現狀；嵌入式系統的特點。（2）嵌入式系統硬件

嵌入式處理器；存儲器；外部I/O。（3）嵌入式系統軟件

引導加載程序；操作系統；應用程序。3．建議課時：2課時。

4.教學重點和難點：嵌入式系統的硬件構架。

5.復習與作業要求：課下搜集一些有關嵌入式系統結構的資料

6.考核知識點：嵌入式系統的基本構架和工作原理，嵌入式系統的軟件分類。7.輔助教學活動：上網查看嵌入式系統的應用情況。通過圖片講解嵌入式系統的基本構架，舉例說明嵌入式系統的軟件組成。

單元2 ARM處理器基礎

1.教學目的和要求：

掌握ARM的基本架構；掌握ARM存儲器組織結構；了解ARM硬件啟動過程。2．知識點（1）ARM概述

ARM簡介；ARM微處理器的應用領域；ARM微處理器的特點；ARM微處理器系列；ARM體系結構的版本。

（2）數據類型和存儲器組織 數據類型；存儲器組織。（3）ARM內核的數據模型（4）ARM處理器運行模式（5）寄存器組織

ARM狀態下的寄存器組織；Thumb狀態下的寄存器組織；程序狀態寄存器；（6）流水線

（7）異常、中斷及向量表

異常的種類；異常向量表和優先級；異常的進入和返回。（8）ARM內核與SoC

ARM處理器內核；ARM處理器核；ARM SoC。（9）ARM硬件啟動過程

電源；時鐘；系統復位。（10）ARM JTAG調試接口。3．建議課時：4課時。

4.教學重點和難點：ARM的基本架構；ARM存儲器組織結構。

5.復習與作業要求：寫出ARM的結構組成，畫出ARM存儲器結構和啟動過程。

6.考核知識點：ARM的結構組成，ARM存儲器結構和啟動過程。7.輔助教學活動：

熟悉ARM的啟動過程。通過PPT講解ARM的基本構架，存儲器組織結構，舉例說明ARM的啟動過程。

單元3 ARM指令系統與匯編程序設計

1.教學目的和要求：

掌握ARM的指令系統；掌握ARM指令基本尋址方式；了解ARM指令功能說明及Thumb指令集。

2．知識點

（1）ARM指令系統概述

ARM指令系統特點；ARM指令格式；指令的條件域。（2）ARM指令基本尋址方式（3）ARM指令功能說明

3ARM分支指令；ARM數據處理指令；ARM訪存指令；ARM程序狀態寄存器訪問指令；ARM協處理器指令；ARM異常產生指令；XScale增加的指令。

（4）Thumb指令集

ARM與Thumb性能比較；Thumb指令寄存器的使用；Thumb指令說明；Thumb指令示例。

（5）ARM匯編器所支持的偽指令

指示符性質的偽指令；符號定義偽指令；數據定義偽指令；匯編控制偽指令；其他常用偽指令。

（6）ARM匯編語言程序設計

匯編語言的語句格式；匯編語言的程序結構；匯編程序舉例。3．建議課時：4課時。

4.教學重點和難點：ARM指令功能；ARM匯編語言程序設計。

5.復習與作業要求：寫出ARM的指令組成，畫出ARM編程流程。

6.考核知識點：ARM的指令系統、指令基本尋址方式、ARM指令功能說明。7.輔助教學活動：熟悉ARM的編程過程。通過PPT講解ARM指令功能說明，基本尋址方式，舉例說明ARM的編程過程。

單元4 Intel PXA270處理器的結構與開發平臺

1.教學目的和要求：

掌握PXA270處理器的系統結構與特性；掌握PXA270處理器接口及開發平臺設計；了解時鐘與電源管理。

2．知識點

（1）PXA270處理器的系統結構與特性

總體結構；特性；封裝與引腳。（2）時鐘與電源管理

低功耗與時鐘和電源管理；復位管理；時鐘管理；功耗管理；電壓管理。（3）PXA270處理器接口及開發平臺設計

PXA270處理器開發評估系統；外部存儲器接口；顯示接口；USB接口；多媒體接口概述；快速捕獲接口。

3．建議課時：4課時。4.教學重點和難點：

PXA270處理器的系統結構與特性；PXA270處理器接口及開發平臺設計。

5.復習與作業要求：

寫出PXA270處理器的系統結構與特性，畫出PXA270處理器接口情況。

6.考核知識點：

PXA270處理器的系統結構與特性；PXA270處理器接口及開發平臺設計。7.教學活動：

熟悉PXA270處理器接口設計過程。通過PPT講解PXA270處理器的系統結構與特性，舉例說明PXA270處理器接口及開發平臺設計。

單元5 嵌入式軟件設計

1.教學目的和要求：

掌握交叉編譯器及交叉編譯環境的組成；掌握引導加載程序Bootloader；了解Linux內核移植及文件系統。

2．知識點（1）交叉編譯

交叉編譯器及交叉編譯環境的組成；交叉編譯環境的建立。（2）引導加載程序Bootloader

Bootloader原理；Bootloader的操作模式；Bootloader與主機之間的文件傳輸；Bootloader的啟動流程；ARM Linux常用Bootloader介紹；BLOB下載。

（3）Linux內核移植

Linux內核源碼的修改；Linux內核的裁減；Linux內核的編譯；Linux內核的燒錄。（4）文件系統

文件系統基本概念；嵌入式文件系統基本內容；常見的嵌入式文件系統。

3．建議課時：4課時。4.教學重點和難點：

交叉編譯器及交叉編譯環境的組成；引導加載程序Bootloader。

5.復習與作業要求：

寫出交叉編譯器特點及交叉編譯環境的組成，掌握引導加載程序Bootloader。

6.考核知識點：

交叉編譯環境的組成，掌握引導加載程序Bootloader。7.輔助教學活動：

熟悉PXA270處理器如何加載Bootloader。通過PPT講解交叉編譯器及交叉編譯環境的組成，舉例說明引導加載程序Bootloader。

單元6 Linux操作系統概述

1.教學目的和要求：

掌握Linux內核源代碼的結構；掌握ARM Linux存儲管理；了解 Linux啟動和初始化過程分析。

2．知識點

（1）Linux的誕生和發展（2）Linux內核概述（3）系統核心數據結構（4）Linux內核源代碼的結構（5）ARM Linux存儲管理

ARM 存儲管理機制；ARM Linux存儲管理。*（6）進程管理

Linux進程；Linux進程狀態；Linux進程的調度；Linux進程的創建；Linux進程的執行； Linux進程的終止。

（7）Linux啟動和初始化過程分析。3．建議課時：4課時。4.教學重點和難點：

Linux內核源代碼的結構；掌握ARM Linux存儲管理。5.復習與作業要求：

畫出Linux內核源代碼的結構；做出ARM Linux存儲管理情況分析；了解 Linux啟動和初始化過程分析。

6.考核知識點：

Linux內核源代碼的結構；ARM Linux存儲管理情況分析；Linux啟動和初始化過程。7.輔助教學活動：

熟悉Linux內核源代碼的結構，運行Linux啟動和初始化過程。通過PPT講解Linux內核源代碼的結構，舉例說明ARM Linux存儲管理。

單元7 Linux驅動程序設計

1.教學目的和要求：

掌握Linux驅動程序編寫規則；掌握Linux字符設備驅動程序結構及Linux塊設備驅動程序編寫；了解 Linux按鍵驅動程序及Linux網絡設備驅動程序。

2．知識點

（1）Linux驅動程序

用戶態與內核態；Linux驅動程序結構；設備文件與設備文件系統。（2）Linux字符設備驅動程序結構。（3）嵌入式平臺上LED的Linux驅動程序

系統硬件平臺組成原理；Linux LED驅動程序的實現；雙色LED驅動程序的測試。（4）Linux按鍵驅動程序

系統硬件平臺組成原理；Linux系統中斷分析；Linux按鍵驅動程序的實現；Linux按鍵驅動程序的測試。

（5）Linux塊設備驅動程序

系統硬件平臺組成原理；Linux MTD驅動程序體系結構；TECHPXA270開發平臺上的NAND Flash驅動程序。

（6）Linux網絡設備驅動程序簡介

網絡驅動程序的層次；網絡設備的初始化；網絡數據包的發送和接收；網絡設備的內核加載； 網絡設備的模塊加載。

3．建議課時：4課時。4.教學重點和難點：

Linux驅動程序編寫規則；Linux字符設備驅動程序結構及Linux塊設備驅動程序編寫。5.復習與作業要求：寫出Linux驅動程序編寫規則；評價Linux字符設備驅動程序結構及Linux塊設備驅動程序編寫的異同；了解 Linux按鍵驅動程序及Linux網絡設備驅動程序。

6.考核知識點：

Linux驅動程序編寫；Linux字符設備驅動程序結構及Linux塊設備驅動程序編寫。7.輔助教學活動：

熟悉Linux驅動程序編寫，運行Linux按鍵驅動程序。通過PPT講解驅動程序編寫過程，舉例說明Linux按鍵驅動程序編程。

單元8 嵌入式圖形界面設計

1.教學目的和要求：

掌握Linux GUI基礎；掌握Qt/Embedded應用程序基礎；了解 Qt/Embedded的安裝及編譯環境的建立。

2．知識點

（1）嵌入式GUI簡介

GUI歷史；GUI現狀（2）Linux GUI基礎

X Window結構；Framebuffer。（3）Qt/Embedded的主要特征

（4）Qt/Embedded的安裝及編譯環境的建立（5）Qt/Embedded應用程序基礎

Qt/Embedded應用程序的運行；Qt/Embedded應用程序的顯示；Hello，Qt/Embedded！應用程序；Qt/Embedded應用程序的中文化。

（6）信號與插槽機制。

*（7）Qt Designer簡介及部件布局管理。*（8）實戰練習。

*（9）Qt/Embedded應用程序開發快速索引。3．建議課時：2課時。4.教學重點和難點：

Linux GUI基礎；Qt/Embedded應用程序基礎。

5.復習與作業要求：寫出Linux GUI基本特征；畫出Qt/Embedded應用程序編寫流程。6.考核知識點：Linux GUI基本特征；Qt/Embedded應用程序編寫流程。

7.輔助教學活動：熟悉Qt/Embedded應用程序編寫流程，運行Linux GUI程序。通過PPT講解Qt/Embedded及 Qt/Embedded的安裝及編譯環境的建立。

注：帶*號的為學生自學內容或者選學內容。

三、實驗大綱

本課程總學時中包含實驗教學環節，形式為學生在實驗室完成實驗內容。

1、實驗目的和內容

結合課程教學重點和學生能力培養要求，規劃四個基本實驗：（1）實驗一： ADS的按裝與使用。

實驗目的：學習ADS的安裝步驟和配置方法，掌握應用技巧。

實驗內容：學生安裝ADS編譯軟件，按照步驟配置運行環境，并建立工程編制程序，完成編輯、編譯、仿真及結論說明。

（2）實驗二：PGIO口的輸入輸出

實驗目的：學習ARM內部PGIO的初始化設置和輸出輸入的驅動方法。實驗內容 掌握端口的配置、定義、功能分配，完成鍵盤的輸入和方波的輸出。（3）實驗三： LED數碼管的驅動實驗

實驗目的：學會相關端口的配置，學習LED點亮的方式及驅動程序編寫。

實驗內容：掌握端口的配置、定義、功能分配，完成LED燈的跑馬燈實驗，依次點亮各個發光管。

（4）實驗四：定時器的應用

實驗目的：學會定時器的配置過程和方法，學習定時器的編程及使用方法。

實驗內容：掌握定時器的配置、功能特點，通過定時器編程，完成定時程序編寫和對輸入脈沖的計數統計。

（5）實驗五：linux下shell編程

實驗目的：學習SHELL下的常用命令及編程方式。

實驗內容：學會SHELL下各個常用命令，編程規則和特點，完成VI編輯和程序的編寫，并實現編譯仿真。

（6）實驗六：Linux下hello實驗

實驗目的：學習SHELL下的常用命令及hello 輸出指令的編寫。

實驗內容：掌握SHELL下的編程規則和方法，編寫hello程序，并在顯示屏上顯示hello字母。

2、實驗要求

（1）課前準備：學生仔細研讀實驗指導書，規劃準備實驗內容，設計實驗數據記錄表，對相關知識進行預習和準備。（2）實驗過程：按照實驗指導書要求，分組或獨立設計并完整實驗內容，對于分組合作完成的內容，需要小組成員配合進行環境配置并協調驗證。

（3）實驗報告：每個實驗按照實驗指導書要求，撰寫實驗報告，實驗報告應該包括實驗目的、實驗內容、實驗方法、實驗數據及分析，以及實驗總結等內容。

四、課程教學的特色說明

可對下述有關情況做出說明： 1．本課程自學內容及要求 自學內容：顯示接口，USB接口，多媒體接口概述，快速捕獲接口，進程管理，Qt Designer簡介及部件布局管理，實戰練習，Qt/Embedded應用程序開發快速索引。2．課內習題課的安排及學時

課內安排適當的習題課及時對所學知識進行復習: 4個學時。3．利用現代化教學手段內容及學時

經常利用多媒體技術，結合本課特點，對所學內容進行編程實戰及電路仿真，使教學效果更好。

4．對學生能力培養的要求

要求學生達到學以致用，理論結合實踐。增強實際操作能力，注重創新性能力的培養。

五、考核大綱

1．考試的目的與作用

《嵌入式系統》課程是電子信息科學與技術系電子電氣類專業的一門面向應用的專業技術課。嵌入式系統介紹了ARM的基本知識和嵌入式技術的應用，其內容與工程實際緊密聯系，實用性很強，是一門在理論指導下, 偏重于實際應用的課程。本課程具有實用性強、理論和實踐結合、軟硬件結合等特點。本課程圍繞使用較為廣泛的ARM 32位系列為例進行學習。本課程已成為理、工科電子類專業的一門專業課程，它體現了電子系統設計的方法和硬件結構的變化。通過該課程的學習，要求學生掌握ARM的工作原理、編程技術，掌握ARM應用系統的擴展方法和實際應用。

2．考核內容與考核目標

考核的重點：ARM的結構和工作原理，嵌入式的尋址方式、指令系統和匯編語言程序設計，嵌入式操作系統、中斷系統的結構、工作原理和應用，定時器串行口的結構、工作原理和應用。嵌入式的擴展等。要求學生掌握。其它作為了解。

3．主要參考書

《嵌入式系統設計》．(美）瓦伊德,(美）吉瓦爾吉斯著.駱麗 譯．電子工業出版社, 2004年

《嵌入式系統設計與應用開發》．鄭靈翔等編寫．北京航空航天大學出版社,2006年 《嵌入式系統原理、設計與應用》．張大波編寫．機械工業出版社.2004年 《嵌入式LINUX實訓教材》．徐成等編寫.人民郵電出版社.2010年 4．課程考試內容與教材的關系

考試內容緊扣教材的知識點，考試試題根據教學大綱，其范圍和難度按照本方案中制訂的考試考核內容和要求確定。適當加有應用、設計及分析題。

分章節的考核知識點 參見：教學內容及基本要求。6．課程考核

考核方式：平時考核（含實驗考核、作業、課堂提問及考勤等）與期末考試（閉卷考試）相結合。作業考核：教師評判作業并根據作業內容的正確性、作業完成得認真及規范性給出評定成績。

課堂考核：教師隨堂提問，根據課堂提問及學生回答問題情況對學生給出評定成績。考勤考核：教師對學生到課通過點名等方式進行考核，根據學生到課情況給出評定成績。期末考試：期末考試題目基本類型包括：論文、大作業等靈活的考試形式。每次考試可以根據實際需求選擇考試題目類型。考試時間為課程結束后的第二周考試。

綜合成績評定：期末考試成績占綜合成績70%、實驗成績占10%，平時成績（作業、考勤和課堂考核等）占20%。

六、課程教材和主要參考資料

1.嵌入式系統原理與應用---基于XScale與Linux．石秀民．北京: 北京航空航天大學出版社, 2007.2．ARM嵌入式系統入門．三恒星科技編著．北京: 中國電力出版社.2008.3．ARM嵌入式Linux系統開發技術詳解．楊水清等編著．北京: 電子工業出版社.2008.4.孫秋野.ARM嵌入式系統開發典型模塊, 北京: 人民郵電出版社.2007.制定（修訂）人：金廣鋒

審核人： 楊衛東

批準人：張浩軍 制定（修訂）時間：2012.12

審核時間： 2013.02

批準時間：2013.02

第三篇：《嵌入式系統設計》教學大綱

《嵌入式系統設計》課程教學大綱

嵌入式系統設計(Design of Embedded Systems)

一、課程教學目的和基本要求

教學目的：

嵌入式系統技術已被廣泛地應用于工業控制系統、信息家電、通信設備、醫療儀器、智能儀器儀表等眾多領域。如手機、PDA、MP3、手持設備、智能電話、機頂盒等，可以說嵌入式系統無處不在。本課程講述當前主流的嵌入式處理器—ARM的微處理器和實時操作系統μC/OS，介紹嵌入式系統的基本原理和應用及設計方法。通過本課程的學習，著重培養學生的實際動手能力，使學生掌握ARM的系統結構、指令系統、程序設計方法、系統擴展方法、應用及開發技術等。使學生在工作中具有利用嵌入式系統開發產品和解決實際問題的基本能力。

基本要求：

1、掌握嵌入式系統技術的基本原理。

2、了解并掌握ARM的系統結構、指令系統、程序設計方法、系統擴展方法、應用及開發技術等。

3、比較熟練地用ADS進行ARM實驗箱的編程及調試。

4、了解并掌握實時操作系統μC/OS，并學會用μC/OS開發小型應用系統。

二、先修課程及本課程總學時

先修課程：C程序設計語言、單片機原理 本課程總學時：36

三、課程章節及各章節學時安排

第一章 嵌入式系統概述（2學時）

第二章 嵌入式系統硬件基礎（2學時）

第三章 設計方法及ADS集成開發環境（4學時）

第一節 嵌入式系統的設計方法（2學時）第二節 ADS集成開發環境（2學時）第四章 ARM7體系結構（4學時）

第一節ARM7體系結構介紹（2學時）第二節ARM7TDMI(-S)指令集簡介。（2學時）第五章 ARM指令集（8學時）

第一節 ARM處理器尋址方式。（2學時）第二節ARM指令集。（2學時）第三節ARM匯編程序設計。（2學時）第四節C與匯編混合編程。（2學時）第六章 硬件結構與功能（12學時）第一節 LPC2106/2105/2104結構（2學時）第二節 GPIO及引腳連接模塊。（2學時）

第三節 UART0和UART1、I2C接口、SPI接口。（2學時）第四節 定時器0和定時器1。（2學時）第五節 脈寬調制器（PWM）。（2學時）

第六節 看門狗及Flash存儲器系統和編程。（2學時）第七章 μC/0S－II程序設計（4學時）

第一節 μC/0S－II簡介及移植（2學時）第二節 移植μC/0S－II。（2學時）

四、課程主要內容

第一章 嵌入式系統概述（2學時）

1、嵌入式系統簡介（包括什么是嵌入式系統，嵌入式系統的特點，嵌入式系統的分類）。

2、嵌入式系統的應用領域。

3、嵌入式系統的現狀和發展趨勢。

4、嵌入式微處理器和嵌入式操作系統。

5、嵌入式系統中的一些重要概念。難點：什么是嵌入式系統。

第二章 嵌入式系統硬件基礎（2學時）

1、嵌入式系統的總體結構。

2、與嵌入式系統相關的硬件知識。難點：總體結構。

第三章 設計方法及ADS集成開發環境（4學時）第一節 嵌入式系統的設計方法

包括嵌入式系統的設計流程，嵌入式系統的一般設計方法，嵌入式系統的硬件/軟件協同設計技術。第二節 ADS集成開發環境

1、ADS 1.2 集成開發環境的組成

2、工程的編輯

3、工程的調試

4、仿真器的安裝與應用 難點：調試、仿真器。

第四章 ARM7體系結構（4學時）第一節ARM7體系結構介紹

1、處理器模式。

2、內部寄存器。

3、程序狀態寄存器。

4、異常。

第二節ARM7TDMI(-S)指令集簡介。難點：異常。

第五章 ARM指令集（8學時）第一節 ARM處理器尋址方式。第二節ARM指令集。

第三節ARM匯編程序設計。第四節C與匯編混合編程。難點：ARM匯編程序設計。

第六章 硬件結構與功能（12學時）第一節 LPC2106/2105/2104結構

1、存儲器尋址。

2、系統控制模塊。

3、存儲器加速模塊。

4、向量中斷控制器。

第二節 GPIO及引腳連接模塊。

第三節 UART0和UART1、I2C接口、SPI接口。第四節 定時器0和定時器1。第五節 脈寬調制器（PWM）。

第六節 看門狗及Flash存儲器系統和編程。

難點：存儲器重新映射，編程實現功能部件的初始化和控制。本章實驗：LPC2106/2105/2104功能部件基礎實驗。

第七章 μC/0S－II程序設計（4學時）第一節 μC/0S－II簡介及移植

1、移植規則。

2、編寫LPC2106/2105/2104的啟動代碼。第二節 移植μC/0S－II。難點：移植μC/0S－II。本章實驗：學習移植μC/0S－II。

五、教材及主要參考書

教材：

《嵌入式系統設計與開發》，馬文華，科學出版社，2006年

主要參考書：

[1] 田苗苗．嵌入式控制系統．北京航空航天大學出版社，2002年 [2] 呂 駿 譯．嵌入式系統設計．電子工業出版社，2002年

[3] 周立功等．ARM微控制器基礎與實戰．北京航空航天大學出版社，2003年

[4] 李駒光等．ARM應用系統開發祥解．清華大學出版社，2003年

[5] 劭貝貝譯．uCOS-II－源代碼公開的實時嵌入式操作系統．中國電力出版社，2001年 [6] 田苗苗．嵌入式系統設計與實例開發．清華大學出版社，2002年 [7] 袁勤勇等譯．嵌入式系統構件．機械工業出版社，2002年 [8] 田苗苗．《實用嵌入式系統設計與開發—基于ARM微處理器與μCOS-II實時操作系統》(第二版)，清華大學出版社，2003.9 [9] 邵貝貝譯．《源代碼公開的實時嵌入式操作系統——μCOS-II》，北京航空航天大學出版社，2003年

六、其他需要說明的情況

1．采用多媒體教學。

2．實驗課單列，每周2學時。

3．每周作業量2～3小時，主要針對基本概念、開發環境的操作和編程。

七、成績評定

1.理論考核

占60% 2.實踐考核

占40%（其中包括：實驗、作業、課堂提問、學生自行設計制作的作品）。

第四篇：嵌入式系統課程設計教學大綱

嵌入式系統課程設計教學大綱

課程名稱：嵌入式系統A課程（Embedded Systems）課程編號：1310778236 設計時數：1周 學

分：1 開課單位：信息電子技術學院通信工程教研室 適用專業：通信工程 適用對象：本科

一、課程的性質、類型、目的和任務

作為電子信息工程、通信工程專業本科生的必修實踐環節，嵌入式系統課程設計要求學生有扎實的理論基礎并具備一定動手能力。進入課程設計前要認真復習微處理器類課程中的相關知識和匯編語言、C語言的編程方法。課程設計采用課堂講述、自學、分組實踐相結合的方式，通過分析典型的例子，使學生熟悉并掌握嵌入式系統的開發流程和基本的編程方法。課程設計要求2—3人組成課設小組，在指定范圍內選定題目，每組選一題，題目應側重一個嵌入式系統的具體應用方面。題目選定后，在教師的指導下，學生理解設計原理，分析重要電路單元，計算必要的參數并在此基礎上編寫程序，最后，在課程設計結束時獨立寫出理論分析完善、文理通順、字跡工整的課程設計報告并上交軟件程序。教師可根據作品的難易程度、參數指標、編程水平等進行評分。

二、本課程與其它課程的聯系與分工

學習該課程之前，學生應學習過《C語言程序設計》、《數字電子技術》，《單片機原理與應用》基礎知識。嵌入式系統是它們的總結和提高。

三、課程內容及教學基本要求

[1]表示“了解”；[2]表示“理解”或“熟悉”；[3]表示“掌握”；

學生可從下列題目中任選一個作為嵌入式課程設計題目，也可以根據個人興趣及實驗室現有條件，自己確定題目經教師審核后作為課程設計題目。

（一）單片機控制數碼管顯示系統的設計

AVR單片機的工作原理[1]，嵌入式系統實際開發過程[2]，單片機控制數碼管的方法[3]，師編寫程序[3]，實現單片機控制數碼管顯示系統的設計[3]。

（二）矩陣式按鍵控制LED顯示系統

AVR單片機的工作原理[1]，嵌入式系統實際開發過程[2]，矩陣式按鍵輸入控制信號[3]、通過單片機控制LED顯示的過程[3]。單片機定時/計數器的工作原理及使用[3]，匯編程序的下載及固化的過程[3]，（三）漢字顯示系統設計

了解AVR單片機的工作原理[1]，液晶驅動芯片的工作原理[1]，嵌入式系統實際開發過程[2]，單片機控制液晶顯示模塊的方法[3]，編寫程序，單片機控制漢字顯示系統的設計[3]。

（四）交通燈控制

AVR單片機的工作原理，嵌入式系統實際開發過程[2]，ARM7核的LPC2106的管腳功能和特點[1]，I/O控制寄存器的設置方法[3]；ARM7應用系統編程開發方法[3]，能用C語言編寫應用程

序[3]； ADS1.2軟件的使用以及PROTEUS仿真調試的方法[3]；

（五）交通燈設計

ARM芯片[1]； ARM芯片各個引腳的功能[2]，工作方式[2]，計數/定時[2]，I/O口[2]，中斷[2]；利用ARM芯片模擬實現交通燈控制[3]。，工作方式，計數/定時，I/O口，中斷等相關原理，通過軟硬件設計實現利用ARM芯片完成交通燈的模擬控制[3]

（六）溫度采集系統

ARM芯片各個引腳功能[1]，工作方式[1]，計數/定時[1]，I/O口[1]，中斷[1]。通過軟硬件設計實現利用ARM芯片對周圍環境溫度信號的采集及顯示[3] 其他課題見附錄：

四、考核方式及要求

1．考核方式：考查；

2．考核方法：平時考勤+設計報告+ 設計答辯； 3．成績評定：

平時成績：應根據學習紀律、出勤、等方面綜合評定，占10%；

設計報告：根據學生設計報告各部分的完整性和優劣情況評定，占70%； 設計答辯：應根據答辯結果評定，占20%.按優、良、中、及格、不及格五級分制記分。設計報告內容：

1.封面；2.摘要；3.目錄；4.總體方案設計分析 ；5.軟件框圖及程序設計（匯編語言源程序必須加注釋說明）；6.硬件原理圖設計（最好使用電子設計CAD軟件繪制）；7.設計總結和心得體會。

五、實驗教材（指導書）及參考書（資料）

1.王田苗，《嵌入式系統設計與實例開發》，清華大學出版社 2.馬忠梅，《ARM嵌入式微處理器體系結構》，北航出版社 3.陳章龍，《嵌入式技術與系統-Intel XScale 結構與開發》，北航出版社

第五篇：飛機結構與系統教學大綱

《飛機結構與系統基礎》課程教學大綱

課程名稱：飛機構造基礎 計劃學時：48 計劃學分：2.5 先修課程：工程力學、飛行技術基礎 課程性質：專業課 課程類型：必修課

一、課程的性質和任務

本課程是飛機機電專業的一門重要專業課，其主要任務是使學生初步了解飛機的結構及飛機各系統的基本知識，為進行實際維護工作及故障診斷打下基礎。本課程也是后續課程《飛機系統與附件》的基礎課程

二、課程特色

本課程突出技能和能力培養，配合雙證書制，使學生在校期間即可獲得崗位資格證書。

本課程可利用現有737飛機附件，飛行操縱摸擬器及飛機電源系統示教板，采用現場教學方法使學生加深對飛機各系統的理解．

三、知識能力培養目標

（一）基本知識

飛機結構、載重與平衡、飛行操縱系統、液壓系統、起落架系統、座艙環境控制系統、防冰排雨系統、飛機燃油系統、飛機防火系統、飛機電子系統等。

（二）應用能力 通過本課程的學習，使學生了解飛機組成、結構形式及受力特點，飛機載重與平衡的基本知識，掌握飛機飛行操縱系統、液壓系統、起落架系統、座艙環境控制系統、飛機燃油系統的基本組成及工作原理；了解防冰排雨系統、飛機防火系統、飛機電子系統的基本知識。

（三）自學能力

培養學生具有對飛機構造及各系統的總的認識，為以后的飛機維護和排故工作打下基礎。

四、課程內容和要求 見附表

五、考核方法和成績評定

（一）考核方法

本課程的考核以平時作業、平時測驗和期末筆試為主，平時占總成績的40%，期34末占總成績的60%。

（二）成績評定

1．基本知識，應知考核（書面、閉卷）成績 2．上課的出勤率，學習態度 3．平時實踐操作情況

六、教學參考書

?《飛機構造基礎》宋靜波·王洪濤主編，廣州民航職業技術學院出版 ?《航空電氣》盛樂山主編

?《民用航空器維修人員指南》（機體部分）

七、說明與建議 1．本大綱的總學時為48學時，學習本門課，應具有《飛行技術基礎》、《工程力學》的基本知識。