嵌入式系统及应用》（32+16）教学大纲

嵌⼊式系统及应⽤》（32+16）教学⼤纲
《嵌⼊式系统及应⽤》课程教学⼤纲
课程编号: 000253110
课程名称：Embedded System and Application
英⽂名称：Java Programming
课程性质: 专业基础课
总学时：48
学分： 2.5
适⽤对象:物联⽹专业本科⽣
计算科学与计算专业本科⽣
先修课程：⾼级语⾔程序设计,数字逻辑电路
⼀、编写说明
（⼀）本课程的性质、地位和作⽤
本课程是物联⽹相关专业的⼀门专业基础课，是⼀门理论和实践相结合的课程，通过理论教学和系统设计实例的分析和编程，使学⽣理解掌握⾯嵌⼊式系统的结构、组成和应⽤开发，并学会嵌⼊式系统设计，为后续课程的学习打下必要基础。

（⼆）教学基本要求
1.理解嵌⼊式系统的基本概念。

2.掌握嵌⼊式系统的体系结构。

3.掌握ARM微处理器结构以及ARM9指令。

4.掌握Linux嵌⼊式开发环境与程序设计⽅法。

5.掌握嵌⼊式内部可编程模块与接⼝应⽤。

（三）课程教学⽅法与⼿段
本课程是⼀门理论和实践相结合的系统结构与开发设计相结合的课程，主要采⽤多媒体课件结合实战式同步编写案例的形式授课，按照知识结构安排实验巩固，注重启发式教学理念，培养学⽣的⾃主学习能⼒。

（四）实践环节
实践形式:实验操作的形式
实验⽬的:
1.熟练掌握嵌⼊式体系结构、内部模块。

2.学习嵌⼊式开发环境和Linux下编程⽅法。

3.掌握嵌⼊式Linux设备驱动程序开发。

4.掌握嵌⼊式Linux⽂件I/O编程。

5.掌握嵌⼊式Linux内部编程模块应⽤。

6.掌握嵌⼊式Linux⽹络编程。

（六）本课程与其它课程的联系
嵌⼊式系统是当今最为流⾏的系统平台之⼀，在物联⽹、医疗电⼦、智能家居、物流管理和电⼒控制等⽅⾯应⽤⼴泛，具有优秀稳定性与低功耗等特点。

本课程可以在C语⾔程序设计、单⽚机、数字电路等基础课程学完之后学习，最好在单⽚机之后学习。

通过本课程的学习，学⽣可以学会和掌握嵌⼊式系统的基本概念、系统架构、系统应⽤开发等技术，为以后的物联⽹应⽤开发与设计打好基础。

（七）教材与主要参考书
教材：
《嵌⼊式系统原理及应⽤教程》第⼀版孟祥莲2010.9 清华⼤学出版社
参考书：
1．《ARM嵌⼊式系统原理与应⽤教程》第⼀版徐光宪,赵常松,吴显义,杨兴全北京航空航天⼤学出版社 2014
2．《嵌⼊式系统原理、设计及开发》施部?克?威(著), 伍微 (译) ⾼等教育出版社 2012
（⼋）考核⽅式与标准
本课程为考试课程，标准参考考试⼤纲。

⼆、教学内容纲要
第⼀章嵌⼊式系统概述
⼀、教学基本要求
1.了解嵌⼊式的发展、特点、应⽤领域和程序开发过程。

2.掌握嵌⼊式开发和运⾏环境的安装和配置
3.理解嵌⼊式的原理和开发过程。

4.掌握嵌⼊式的注释和编程风格。

⼆、教学内容
第⼀节嵌⼊式系统定义
要点：
1.嵌⼊式系统定义与特点
第⼆节嵌⼊式系统的发展概述
要点：
1.△嵌⼊式的特点和优势。

2.△嵌⼊式系统的功能
第三节嵌⼊式系统的硬件和软件特征
要点：
1.△嵌⼊式系统硬件平台。

2.△О硬件抽象层。

3、嵌⼊式操作系统。

第四节嵌⼊式系统的分类
要点：
1.△嵌⼊式系统的基本分类。

第五节嵌⼊式系统的应⽤
要点：
1.△编写⼀个简单的嵌⼊式应⽤。

第六节本章⼩结
要点：
1.△嵌⼊式系统的基本概念、特点。

2.△编译及运⾏。

第七节习题课
要点：
1.△复习嵌⼊式基本知识。

第⼆章ARM微处理器概述与编程模型⼀、教学基本要求
1.理解和掌握嵌⼊式
2.掌握嵌⼊式的基本⽅法。

3.掌握嵌⼊式的使⽤。

⼆、教学内容
第⼀节ARM微处理器概述
要点：
1．△ARM微处理器的特点。

第⼆节ARM微处理器结构
要点：
1．△RISC体系结构。

2. △ОARM微处理器的寄存器结构。

3．△ARM微处理器的指令结构。

4. ARM微处理器的应⽤选型
第三节ARM微处理器的⼯作状态
要点：
1．△⼯作状态的类型。

第四节ARM体系结构的存储器格式要点：
1．△指令长度及数据类型。

2．△存储管理单元。

第五节处理器模式
要点：
1．△处理器的基本模式。

第六节寄存器组织
要点：
1.△ARM状态下的寄存器组织。

2.Thumb状态下的寄存器组织
3.程序状态寄存器
第七节异常
要点：
1．△ARM体系结构所⽀持的异常类型。

2．异常优先级
3．异常的响应及返回
4．应⽤程序中的异常处理
第三章 ARM9指令系统
⼀、教学基本要求
1．掌握ARM9处理器的寻址⽅式。

2. 理解和掌握ARM指令集。

3．Thumb指令集。

⼆、教学内容
第⼀节ARM处理器的寻址⽅式
要点：
1．△寄存器寻址。

2. △О⽴即寻址。

3.寄存器间接寻址
4. 变址寻址
5. 寄存器移位寻址
6. 多寄存器寻址
7.堆栈寻址
8.相对寻址
第⼆节 ARM指令集
要点：
1．△指令格式。

2．条件码
3．ARM存储器访问指令
4．ARM数据处理类指令
5．ARM分⽀指令
6．ARM协处理器指令
7．ARM软件中断指令
第三节Thumb指令集
要点：
1. Thumb指令集的指令
第四节本章⼩结
第四章嵌⼊式程序设计基础
⼀、教学基本要求
1.理解嵌⼊式程序设计的⽅式。

2.理解和掌握类伪指令。

3.理解和掌握汇编语⾔的语句格式。

4.掌握汇编程序应⽤。

5.掌握汇编语⾔与C/C++的混合编程。

⼆、教学内容
第⼀节伪指令
要点：
1．△通⽤伪指令。

2．与ARM指令相关的伪指令
3．与Thumb指令相关的伪指令
第⼆节汇编语⾔的语句格式
要点：
1.△书写格式。

2.△汇编语⾔中表达式和运算符。

第三节汇编程序应⽤
要点：
1．△О汇编程序基本结构。

2．⼦程序调⽤
第四节汇编语⾔与C/C++的混合编程
要点：
1．△在C/C++程序中内嵌汇编指令的语法格式。

2．C/C++与汇编语⾔的混合编程应⽤
第五章嵌⼊式内部可编程模块
⼀、教学基本要求
1.理解嵌⼊式的存储控制模块。

2.理解GPIO端⼝。

3.理解和掌握中断系统。

4.理解和掌握DMA。

5.理解和掌握定时部件。

6.理解ADC及触摸屏接⼝。

⼆、教学内容
第⼀节存储控制模块
要点：
1.△存储器控制器。

2.NANDFlash控制器
3.存储器实例
第⼆节GPIO
要点：
1．△端⼝功能。

2．△端⼝配置寄存器。

3.端⼝其他寄存器
4. I/O应⽤实例
第三节中断系统
要点：
1．△О中断优先级
2．中断控制寄存器
3．中断编程实例
第四节DMA
要点：
1．△ОS3C2440A芯⽚的DMA⽅式。

2．S3C2440A芯⽚的DMA寄存器3．S3C2440A芯⽚的DMA实例
第五节定时部件
要点：
1．△О看门狗定时器原理及实例。

2．RTC部件
3．Timer部件
4．定时部件应⽤实例
第六节UART
要点：
1．△UART的操作。

2．UART接⼝寄存器
3．UART实例
第七节ADC及触摸屏接⼝
要点：
1．△О功能描述。

2．ADC及触摸屏接⼝特殊寄存器3.A/D转换实例
第六章嵌⼊式接⼝技术应⽤
⼀、教学基本要求
1.理解LCD显⽰器接⼝。

2.理解和掌握I2C总线。

3.理解I2S编程实例。

4.掌握AC97控制器。

⼆、教学内容
第⼀节LCD显⽰器接⼝
要点：
1.△LCD的控制器。

2.S3C2440A芯⽚的LCD专⽤寄存器
3.S3C2440A芯⽚LCD寄存器的设置第⼆节I2C总线
要点：
1．△ОS3C2440A的I2C接⼝。

2．I2C总线接⼝特殊寄存器
3．I2C编程举例
第三节I2S总线
要点：
1.△发送接收模式
2.△О⾳频串⾏接⼝格式。

3. I2S总线接⼝特殊寄存器
4. I2S编程实例
第四节AC97控制器
要点：
1.△AC97控制器操作
2.△ОAC97控制器特殊寄存器
3. AC97应⽤实例
第五节S3C2440A的摄像头
1.△S3C2440A的摄像头接⼝
2.△О摄像头接⼝特殊寄存器
3.摄像头接⼝实例
第七章软件开发环境
⼀、教学基本要求
1.理解ADS1.2 集成开发环境。

⼆、教学内容
第⼀节ADS1.2 集成开发环境
要点：
1.△使⽤ADS创建⼯程。

2.⽤AXD进⾏代码调试
第⼆节嵌⼊式Linux的软件开发环境要点：
1.△安装交叉编译环境。

2. 嵌⼊式Linux程序开发⼯程管理
第⼋章嵌⼊式系统BootLoader技术⼀、教学基本要求
1.理解和掌握BootLoader。

⼆、教学内容
第⼀节BootLoader的基本概念
要点：
1.△BootLoader的相关设备和机制。

2.BootLoader的启动过程
3.BootLoader的操作模式
4.BootLoader的总体设计
第⼆节BootLoader(vivi)的代码分析要点：
1．△分析BootLoader(vivi)。

第九章嵌⼊式Linux操作系统移植⼀、教学基本要求
1.掌握嵌⼊式Linux。

2.掌握如何下载⽬标⽂件。

⼆、教学内容
第⼀节嵌⼊式Linux基本概念
1.△嵌⼊式Linux基本概念。

第⼆节嵌⼊式Linux内核移植
要点：
1．△内核修改
2．内核配置
3．内核编译
第三节建⽴Linux根⽂件系统
要点：
1．△О建⽴Linux根⽂件系统。

第四节下载⽬标⽂件
要点：
1.如何下载⽬标⽂件
第⼗章嵌⼊式Linux设备驱动程序开发⼀、教学基本要求
1.了解嵌⼊式Linux驱动程序开发基础。

2.掌握Linux设备驱动重要技术使⽤。

3.掌握字符设备驱动程序。

4.掌握⽹络设备驱动程序。

⼆、教学内容
第⼀节嵌⼊式Linux驱动程序开发基础要点：
1.△嵌⼊式Linux设备驱动程序分类。

2.最简单的内核模块
第⼆节嵌⼊式Linux设备驱动重要技术要点：
1．△内存与I/O端⼝。

2．同步机制
3．阻塞与⾮阻塞
4．时间问题
5．中断处理
第三节字符设备驱动程序
要点：
1．△字符设备驱动结构。

2．字符设备驱动实例——LED驱动
第四节⽹络设备驱动程序
要点：
1．△Linux⽹络设备简介。

2．⽹络驱动核⼼数据结构
3．⽹络驱动程序分析
第五节设备驱动实例
要点：
1．△ADC设备驱动实例。

2．PWM设备驱动实例
3.触摸屏设备驱动实例
第⼗⼀章嵌⼊式Linux应⽤程序设计
⼀、教学基本要求
1.了解嵌⼊式LinuxC语⾔应⽤程序开发基础。

2.理解⽂件I/O编程。

3.掌握⽹络编程。

⼆、教学内容
第⼀节嵌⼊式LinuxC语⾔应⽤程序开发基础要点：
1.△编写源程序。

2.交叉编译程序
3.调试程序
第⼆节⽂件I/O编程
要点：
1.△⽂件I/O操作例程。

2.⽂件I/O操作API
第三节⽹络编程
要点：
1．△⽹络通信基础及例程。

1．△⽹络通信API。

第四节应⽤实例
要点：
1．△ADC应⽤实例。

2．PWM蜂鸣器控制应⽤实例
3．触摸屏应⽤实例3 触摸屏应⽤实例
符号说明：
1，“△”表⽰重点内容，“○”表⽰难点。

2，“△”与“○”并⽤表⽰内容即是重点⼜是难点。

⼤纲制订⼈：
⼤纲审定⼈：
制订⽇期：2015年9⽉。