《嵌入式系统原理与应用》教学大纲

《嵌入式系统原理与应用》教学大纲

大纲说明

课程代码：22673

课称:嵌入式系统原理与应用

总学时：48学时（讲课32学时，实验16学时）

总学分：2.5学分

课程类别：限选

适用专业：电子信息工程

预修要求：模拟电子电路、数字电子电路、C语言

课程的性质、目的、任务：

嵌入式系统技术已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域。如手机、PDA、MP3、手持设备、智能电话、机顶盒等，可以说嵌入式系统无处不在。

通过本课程学习，可以了解嵌入式系统技术基本概念、特点、分类，掌握嵌入式系统软硬件设计的基本方法。本课程的特点是针对目前流行的基于ARM架构的32位嵌入式微处理器进行详细剖析，并结合嵌入式系统软件编程，基本掌握嵌入式系统的设计与开发方法。本门课程注重培养实际应用能力，以达到“学习嵌入式，使用嵌入式”的教学目的。

教学基本方式：本课程以课堂讲授为主，应配有一定量的实验课时以提高学生的实际动手和分析能力。

教学方法和教学手段建议: 讲授法与实验结合,建议加强对C语言的学习

大纲的使用说明：多媒体教学和板书相结合，利用BB网站与学生互动，链接知名大学在线教学；作业是帮助学生理解基本概念、掌握基本分析方法、学会运用理论处理实际问题的重要环节之一，提交形式可以电子邮件形式。

大纲正文

第一章嵌入式系统概述学时：2学时（讲课2学时）基本要求：了解嵌入式系统、嵌入式处理器、嵌入式操作系统的基本概念及其关系；嵌入式系统原理与设计的学习要点与学方法。

重点：嵌入式系统、嵌入式处理器、嵌入式操作系统的三者关系

难点：理解嵌入式系统设计流程及关键步骤

第二章 ARM核嵌入式处理器体系结构学时：7学时（讲课7学时）

基本要求：了解什么是嵌入式系统、熟悉ARM7TDMI基本组成、处理器状态和处理器模式、掌握ARM7TDMI异常与中断

重点：ARM7TIDMI体系结构，寄存器分布，处理器模式及异常，存储器映射。

难点：异常响应流程、存储器映射与重映射概念的理解

教学内容：

1、嵌入式系统的特点、发展与应用领域

2、ARM核嵌入式处理器体系结构

3、存储器及存储器映射I/O

4、异常与中断

第三章 ARM7TDMI指令系统学时：11学时（讲课7学时,实验4学时）基本要求：了解ARM处理器寻址方式，熟悉ARM和Thumb指令集，掌握ARM汇编语言程序设计

重点：9种寻址方式、状态寄存器、处理器状态转换、ARM和Thumb指令集区别

难点：杂项指令，伪指令的使用

教学内容：

1、嵌入式系统的特点、发展与应用领域

2、ARM核嵌入式处理器体系结构

3、存储器及存储器映射I/O

4、异常与中断

第四章 LPC2000系列ARM核微处理器硬件结构学时：8（讲课6学时,实验2学时）基本要求：了解LPC2000 ARM处理器的基本结构，熟悉各种片内功能模块，掌握系统控制、向量中断控制等功能的应用。

重点：LPC2000 ARM处理器结构特点、各模块功能(向量控制器、存储器控制器、存储器加速模块、系统控制模块。

难点：中断向量控制器、存储器控制器、REMAP

教学内容：

1、LPC2000系列ARM核微处理器存储器结构

2、系统控制模块

3、向量中断控制器

4、GPIO及其它片内功能部件

第五章 LPC2000系列系统设计与接口应用学时：8学时（讲课6学时，实验2学时）基本要求：了解LPC2000 系列最小系统一般设计方法，熟悉片能集成功能模块，掌握系统总线接口应用方法，了解各种操作系统应用及特点

重点：最小系统概念、系统总线设计、操作系统工作原理、UART、SPT、RTC、IIC总线

难点：UART、SPI、IIC总线通讯工作原理理解与设计

教学内容：

1、LPC2000系列最小系统设计

2、片内集成外围功能应用

3、总线接口应用

4、操作系统应用

第六章移植μC/OS-II到ARM7 学时：8学时（讲课8学时）

基本要求：了解操作系统的工作原理，掌握μC/OS-II操作系统的构架及移植方法，掌握基于μC/OS-II操作系统的应用程序设计方法。

重点：μC/OS-II操作系统工作原理、移植操作。

难点：移植操作

教学内容：

1、μC/OS-II简介

2、移植规划

3、移植μC/OS-II

4、移植代码应用到LPC2000

本课程对学生自学的要求：本课程的特点是实践性强，理论须与实践相结合才能真正掌握课程精髓。因此要求学生在理论和实验课前认真预习，老师会在BB平台讲课与实验内容积放至网上，同学们可以下载预习，记下疑点；课中积极参与，跟上进度；课后及时消化，独立完成作业。同学们应自主归纳各章基本内容，做好小结工作。

考核方式与评分说明：

考试采用笔试（半开卷或闭卷）

总评成绩：平时成绩10%，实验20%，期末笔试70%

试卷的形式主要有选择题、填充、改错、简答题、分析设计题等五种形式。

推荐教材：周立功等编著，《ARM嵌入式系统基础教程》，北京航空航天大学出版社，2005年

参考书目：

1、田泽编著《嵌入式系统开发与应用》，北京航空航天大学出版社, 2005年

2、《The Insider's Guide To The Philips ARM7-Based Microcontrollers》，William Lyons Road，University Of Warwick Science Park，Published by Hitex (UK) Ltd. 2005

3、杜春雷译《ARM体系结构与编程》，清华大学出版社，2005年

审核人：（签名）执笔人：（签名）

参与讨论人员：