嵌入式应用程序开发教案
《嵌入式系统开发与应用》教学教案
《嵌入式系统开发与应用》教学教案一、教学目标1. 了解嵌入式系统的概念、特点和应用领域。
2. 掌握嵌入式系统的基本组成部分，包括硬件和软件。
3. 熟悉嵌入式操作系统的基本原理和常用嵌入式操作系统。
4. 学习嵌入式系统开发流程，包括需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发、系统集成和测试。
5. 掌握嵌入式编程语言，如C/C++，并能应用于实际项目开发。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述嵌入式系统的定义嵌入式系统的特点嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式系统的基本组成嵌入式处理器嵌入式外围设备嵌入式操作系统3. 嵌入式操作系统原理嵌入式操作系统的概念嵌入式操作系统的特点常用嵌入式操作系统简介4. 嵌入式系统开发流程需求分析系统设计硬件选型软件开发系统集成和测试5. 嵌入式编程语言及应用C/C++编程语言基础嵌入式编程规范实际项目开发案例分析三、教学方法1. 讲授法：讲解嵌入式系统的基本概念、原理和开发流程。
2. 案例分析法：分析实际项目开发案例，让学生了解嵌入式系统开发的整个过程。
3. 实验法：安排实验室实践环节，让学生动手实践，加深对嵌入式系统的理解。
4. 小组讨论法：分组讨论嵌入式系统开发中的问题，培养学生的团队合作能力。
四、教学资源1. 教材：《嵌入式系统开发与应用》2. 实验室设备：嵌入式开发板、编程器、仿真器等。
3. 在线资源：嵌入式系统相关论文、博客、论坛等。
五、教学评价1. 课堂表现：考察学生的出勤、发言、讨论等参与程度。
2. 课后作业：布置相关课后练习，巩固所学知识。
3. 实验报告：评估学生在实验室实践环节的表现。
4. 课程设计：让学生完成一个嵌入式系统开发项目，综合评估学生的实际应用能力。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，包括课堂讲授、实验和讨论。
2. 授课方式：每周4课时，共8周完成教学内容。
3. 实验安排：每2周安排1次实验，共4次实验。
七、教学进程第1-4周：嵌入式系统概述、基本组成和操作系统原理。
嵌入式简单课程设计教案
嵌入式简单课程设计教案一、课程目标知识目标：1. 理解嵌入式系统的基本概念，掌握其组成和功能。
2. 学习嵌入式编程的基本语法和常用指令。
3. 了解嵌入式系统的应用领域和发展趋势。
技能目标：1. 能够使用嵌入式开发环境，进行简单的程序编写和调试。
2. 学会使用嵌入式系统的输入输出接口，实现基本的功能控制。
3. 培养学生动手操作、问题解决和团队协作的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式系统的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 增强学生的责任心和自信心，使其在嵌入式学习过程中保持积极态度。
3. 培养学生遵守实验规程，养成良好的实验习惯，注重团队合作。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论教学和实验操作，培养学生对嵌入式系统的认识和实际操作能力。
学生特点：六年级学生，具备一定的计算机基础，好奇心强，喜欢动手实践，但注意力集中时间较短。
教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，引导他们主动探索、实践，提高解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. 嵌入式系统基本概念：介绍嵌入式系统的定义、组成、特点和应用领域，对应教材第一章内容。
2. 嵌入式编程基础：讲解嵌入式编程的基本语法、数据类型、运算符和常用指令，对应教材第二章内容。
3. 嵌入式系统开发环境：介绍嵌入式开发环境搭建、编译器使用和程序下载，对应教材第三章内容。
4. 嵌入式系统输入输出接口：学习嵌入式系统的GPIO、中断、定时器等接口的使用，对应教材第四章内容。
5. 嵌入式系统应用实例：分析典型的嵌入式系统应用案例，如温度控制、智能家居等，对应教材第五章内容。
教学安排和进度：第一周：嵌入式系统基本概念第二周：嵌入式编程基础第三周：嵌入式系统开发环境第四周：嵌入式系统输入输出接口第五周：嵌入式系统应用实例及实验操作教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节安排，确保学生能够逐步掌握嵌入式系统的相关知识。
嵌入式开发系统课程设计
嵌入式开发系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解嵌入式系统的基本概念、组成和分类；2. 掌握嵌入式开发环境搭建及编程基础；3. 学习嵌入式系统设计与实现的基本方法；4. 了解嵌入式系统在实际应用中的发展及其在各领域的应用。
技能目标：1. 能够独立搭建嵌入式开发环境，进行基本的程序编写和调试；2. 学会使用常见的嵌入式系统设计工具和软件；3. 掌握嵌入式系统硬件与软件的协同设计方法；4. 能够运用所学知识解决实际问题，完成一个小型嵌入式项目的设计与实现。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式系统开发的兴趣，激发其探究精神和创新意识；2. 培养学生的团队协作和沟通能力，使其能够在项目实践中相互学习、共同进步；3. 增强学生的社会责任感，使其认识到嵌入式技术在国家战略和民生领域的重大意义；4. 引导学生树立正确的价值观，关注技术发展对社会和环境的影响，培养其良好的职业道德。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述：介绍嵌入式系统的基本概念、发展历程、特点及应用领域，对应教材第一章内容。
- 嵌入式系统定义与分类- 嵌入式系统的历史与发展趋势- 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式系统硬件平台：讲解嵌入式硬件系统的组成、结构与原理，对应教材第二章内容。
- 嵌入式处理器- 存储器与I/O接口- 嵌入式系统硬件设计方法3. 嵌入式系统软件平台：介绍嵌入式操作系统、编程语言及软件开发工具，对应教材第三章内容。
- 嵌入式操作系统原理与应用- 嵌入式编程语言（C、汇编等）- 软件开发工具与调试方法4. 嵌入式系统设计与实现：阐述嵌入式系统设计与实现的方法与步骤，对应教材第四章内容。
- 系统需求分析- 硬件与软件协同设计- 系统测试与优化5. 嵌入式项目实践：结合实际案例，让学生动手实践嵌入式项目设计与开发，对应教材第五章内容。
- 项目选题与需求分析- 硬件系统设计与搭建- 软件编程与调试- 系统测试与总结教学内容安排与进度根据学生实际情况进行调整，确保学生能够循序渐进地掌握嵌入式系统的基本知识和技能。
《嵌入式系统开发与应用》教学教案
《嵌入式系统开发与应用》教学教案一、教学目标1. 了解嵌入式系统的概念、特点和应用领域。
2. 掌握嵌入式系统的基本组成和开发流程。
3. 学习嵌入式操作系统的基本原理和常用操作系统。
4. 掌握嵌入式系统编程方法和常用编程工具。
5. 培养学生的嵌入式系统设计和开发能力。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的特点1.3 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式系统的基本组成2.1 硬件平台2.2 软件系统2.3 中间件和驱动程序3. 嵌入式系统开发流程3.1 需求分析3.2 硬件选型和系统设计3.3 软件开发3.4 系统集成与测试3.5 产品发布与维护4. 嵌入式操作系统原理4.1 嵌入式操作系统的概念4.2 嵌入式操作系统的分类4.3 嵌入式操作系统的特点4.4 常用嵌入式操作系统介绍5. 嵌入式系统编程方法5.1 嵌入式编程语言5.2 嵌入式系统编程工具5.3 嵌入式系统编程规范5.4 嵌入式系统编程实例三、教学方法1. 讲授法：讲解嵌入式系统的基本概念、原理和开发流程。
2. 案例分析法：分析实际项目中的嵌入式系统设计和开发案例。
3. 实验法：动手实践，掌握嵌入式系统编程方法和工具。
4. 小组讨论法：分组讨论，培养团队合作能力。
四、教学资源1. 教材：《嵌入式系统开发与应用》2. 课件：教学PPT3. 实验设备：嵌入式开发板、编程器、仿真器等4. 在线资源：相关论文、博客、教程、论坛等五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和讨论情况。
2. 作业完成情况：评估学生作业的质量和完成速度。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和解决问题的能力。
4. 期末考试：测试学生对嵌入式系统开发与应用知识的掌握程度。
六、教学内容6. 嵌入式系统硬件平台6.1 微控制器(MCU)6.2 应用处理器(AP)6.3 系统级芯片(SoC)6.4 硬件选型的考虑因素7. 嵌入式系统软件系统7.1 固件编程7.2 嵌入式操作系统7.3 中间件与驱动程序开发7.4 软件开发工具与环境8. 嵌入式系统中间件与驱动程序8.1 中间件的概念与作用8.2 常用中间件介绍8.3 驱动程序的概念与开发8.4 设备驱动程序的框架9. 嵌入式系统项目开发流程9.1 需求分析与规格说明书编写9.2 硬件设计与选型9.3 软件设计与开发9.4 系统集成与测试9.5 项目管理与迭代10. 嵌入式系统案例分析与实践10.1 案例选择与分析10.2 系统设计与开发过程10.3 项目实施与调试10.4 项目报告与评审七、教学方法1. 案例分析法：通过分析具体的嵌入式系统项目案例，使学生了解项目开发的实际过程。
应用嵌入式的课程设计
应用嵌入式的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解嵌入式系统的基础知识，掌握其基本概念、组成原理和应用领域；2. 学生能掌握嵌入式编程的基本方法，学会使用至少一种嵌入式开发工具；3. 学生能了解嵌入式系统在不同行业的应用案例，理解其现实意义。
技能目标：1. 学生具备独立设计简单嵌入式系统的能力，能根据需求进行硬件选型和软件编程；2. 学生能运用所学知识解决实际问题，具备一定的嵌入式系统调试和优化能力；3. 学生能通过团队合作，完成具有一定难度的嵌入式项目。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式系统的兴趣，激发他们探索新技术、新领域的热情；2. 培养学生的团队合作意识，使他们学会在项目中分工合作，共同解决问题；3. 培养学生的创新精神和实践能力，使他们具备勇于尝试、不断进取的品质。
课程性质：本课程为应用实践性课程，强调理论联系实际，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生已具备一定的计算机和电子技术基础，具有较强的学习兴趣和动手欲望。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重启发式教学，引导学生主动探索，培养学生解决实际问题的能力。
同时，关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保课程目标的达成。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的定义、特点与分类- 嵌入式系统的组成与架构- 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式硬件基础- 嵌入式处理器- 存储器与I/O接口- 嵌入式系统硬件设计原则3. 嵌入式软件基础- 嵌入式操作系统概述- 嵌入式编程语言与开发环境- 嵌入式软件设计方法4. 嵌入式系统设计与实践- 硬件选型与系统架构设计- 软件编程与调试技巧- 嵌入式项目案例分析5. 嵌入式系统应用与拓展- 嵌入式系统在物联网、智能家居等领域的应用- 嵌入式系统发展趋势与新技术- 创新性嵌入式项目设计与实践教学内容安排与进度：第一周：嵌入式系统概述第二周：嵌入式硬件基础第三周：嵌入式软件基础第四周：嵌入式系统设计与实践第五周：嵌入式系统应用与拓展教材章节关联：教学内容与教材章节紧密关联，涵盖教材中关于嵌入式系统的基础知识、硬件、软件、设计与实践等方面内容。
《嵌入式系统开发与应用》教学教案
《嵌入式系统开发与应用》教学教案一、教学目标1. 理解嵌入式系统的概念及其在日常生活和工作中的应用。
2. 掌握嵌入式系统的基本组成和开发流程。
3. 学习嵌入式操作系统的基础知识。
4. 培养实际动手能力和团队协作精神。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述嵌入式系统的定义、特点、分类和应用领域。
2. 嵌入式系统基本组成硬件平台、软件系统和中间件。
3. 嵌入式系统开发流程需求分析、硬件选型、软件设计、系统集成和测试。
4. 嵌入式操作系统基础RTOS、嵌入式Linux和实时性分析。
5. 嵌入式系统实例分析以实际项目为例，分析嵌入式系统的应用和开发过程。
三、教学方法1. 讲授法：讲解嵌入式系统的基本概念、原理和开发方法。
2. 案例分析法：分析实际项目，让学生了解嵌入式系统的应用。
3. 实验法：引导学生动手实践，培养实际操作能力。
4. 小组讨论法：分组讨论，培养团队协作精神。
四、教学环境1. 教室：配备投影仪、计算机、网络等教学设施。
2. 实验室：配备嵌入式开发板、编程器、仿真器等实验设备。
五、教学评价1. 课堂互动：提问、回答问题、讨论等，评价学生对知识的掌握。
2. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的动手能力和解决问题能力。
4. 课程设计：综合运用所学知识完成一个嵌入式系统项目，评价学生的综合能力。
六、教学资源1. 教材：《嵌入式系统开发与应用》教材，用于引导学生学习基本概念和原理。
2. 案例库：收集各类嵌入式系统应用案例，用于分析讨论。
3. 实验指导书：提供实验步骤、原理和技巧，指导学生动手实践。
4. 在线资源：推荐相关网站、论坛和教程，便于学生自主学习。
七、教学安排1. 课时：共计32课时，包括16次理论课和16次实验课。
2. 进度计划：第1-4课时：嵌入式系统概述及基本组成第5-8课时：嵌入式系统开发流程第9-12课时：嵌入式操作系统基础第13-16课时：嵌入式系统实例分析第17-20课时：实验一：嵌入式系统硬件平台搭建第21-24课时：实验二：嵌入式系统软件设计第25-28课时：实验三：嵌入式操作系统应用第29-32课时：课程设计：完成一个嵌入式系统项目八、教学注意事项1. 注重理论联系实际，让学生了解嵌入式系统在生活中的应用。
《嵌入式系统设计与应用》教案
《嵌入式系统设计与应用》教案嵌入式系统设计与应用教案一、课程背景和目标嵌入式系统是现代科技领域的重要组成部分，广泛应用于各行各业。
本课程旨在通过系统性的研究和实践，培养学生在嵌入式系统设计与应用方面的能力和技巧。
二、教学内容和方法2.1 教学内容- 嵌入式系统的概念和发展历程- 嵌入式系统的硬件平台和软件工具- 嵌入式系统的设计原理和方法- 嵌入式系统的应用案例分析2.2 教学方法- 理论讲解与案例分析相结合，通过实际案例加深学生对嵌入式系统的理解。
- 实验演示和实践操作，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
三、教学计划3.1 教学时间分配本课程共设30学时，具体时间分配如下：- 前10学时：嵌入式系统概述和基础知识- 中间10学时：嵌入式系统设计原理和方法- 后10学时：嵌入式系统应用案例分析3.2 教学目标- 了解嵌入式系统的基本概念和发展历程。
- 掌握嵌入式系统的硬件平台和软件工具。
- 能够独立设计和实现简单的嵌入式系统。
- 能够分析和解决嵌入式系统应用中的问题。
四、教学评估方法4.1 课堂表现评估- 参与度：学生在课堂上积极参与讨论和提问的程度。
- 案例分析：学生对课堂案例分析的理解和分析能力。
4.2 实践操作评估- 实验报告：学生进行实验操作并撰写实验报告的质量和准确性。
- 项目设计：学生独立完成小型嵌入式系统设计和实施的能力。
五、教材和参考资料5.1 教材- 《嵌入式系统设计与应用教程》- 《嵌入式系统设计与开发实例解析》5.2 参考资料- 《嵌入式系统原理与实践》- 《ARM Cortex-M系列嵌入式系统设计与应用》以上是《嵌入式系统设计与应用》教案的详细内容和安排。
通过本课程的学习，学生将能够全面了解和掌握嵌入式系统设计与应用的基本原理和方法，并具备实际操作和解决问题的能力。
《嵌入式系统开发与应用》教学教案
《嵌入式系统开发与应用》教学教案一、教学目标1. 了解嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域。
2. 掌握嵌入式系统的基本组成和工作原理。
3. 熟悉嵌入式系统开发流程和工具。
4. 掌握C语言编程基础，为后续嵌入式系统开发打下基础。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述嵌入式系统的定义、特点和应用领域嵌入式系统的发展历程和趋势2. 嵌入式系统的基本组成硬件平台：处理器、存储器、输入输出接口等软件系统：操作系统、驱动程序、应用程序等3. 嵌入式系统的工作原理嵌入式处理器的工作原理和性能指标嵌入式系统的启动流程和运行机制4. 嵌入式系统开发流程和工具需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发等环节常用的嵌入式开发工具：编程语言、编译器、调试器等5. C语言编程基础C语言的基本语法和数据类型控制结构、函数、数组、指针等关键概念三、教学方法1. 讲授法：讲解嵌入式系统的基本概念、原理和开发流程。
2. 案例分析法：分析典型的嵌入式系统应用案例，让学生了解实际应用。
3. 实践操作法：引导学生动手编写C语言程序，体验嵌入式系统开发。
四、教学资源1. 教材：《嵌入式系统开发与应用》2. 课件：嵌入式系统的基本概念、原理和开发流程3. 案例素材：典型的嵌入式系统应用案例4. 编程环境：集成开发环境（IDE）和相关工具五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对嵌入式系统基本概念的理解。
2. 课后作业：布置相关编程练习，检验学生掌握C语言编程基础。
3. 课程设计：让学生结合所学知识，完成一个嵌入式系统应用项目的方案设计。
4. 期末考试：全面测试学生对嵌入式系统开发与应用知识的掌握。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，每课时45分钟。
2. 课程安排：嵌入式系统概述（2课时）嵌入式系统的基本组成（3课时）嵌入式系统的工作原理（3课时）嵌入式系统开发流程和工具（4课时）C语言编程基础（6课时）实践环节（10课时）课程设计（5课时）期末考试（2课时）七、教学重点与难点1. 教学重点：嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域嵌入式系统的基本组成和工作原理嵌入式系统开发流程和工具C语言编程基础2. 教学难点：嵌入式系统的工作原理嵌入式系统开发流程和工具的使用C语言的高级编程技巧八、教学过程1. 导入：通过引入生活中的嵌入式系统实例，激发学生对嵌入式系统的兴趣。
嵌入式系统原理及应用开发技术教学设计
嵌入式系统原理及应用开发技术教学设计引言嵌入式系统是现代信息技术的重要组成部分，涉及到多个学科的知识，包括电子、计算机、通信等专业。
教学设计是嵌入式系统原理及应用开发技术教学中不可缺少的部分，本文旨在介绍如何设计一门嵌入式系统原理及应用开发技术课程。
课程目标嵌入式系统原理及应用开发技术课程的主要目标是让学生了解嵌入式系统的基本原理和应用开发技术，掌握嵌入式系统的设计与开发方法，培养学生的实际操作能力和创新思维，使其能够独立设计和实现简单的嵌入式系统。
教学内容基本知识嵌入式系统的基本概念、发展历程、组成部分、特点和应用领域等基本知识。
硬件设计介绍嵌入式系统的硬件设计，包括嵌入式系统的基本构成、单片机的选择与应用、嵌入式系统的外设接口设计和嵌入式系统的电源设计等。
软件开发介绍嵌入式系统的软件开发，包括嵌入式系统的软件架构设计、嵌入式系统的编程语言和开发环境、嵌入式系统的驱动程序和应用软件设计等。
综合实践通过实验、课程设计等方式，让学生掌握嵌入式系统的设计与开发方法，培养学生的实际操作能力和创新思维。
教学方法教师授课采用白板+讲义+PPT的教学方式，将嵌入式系统原理及应用开发技术课程的重点难点进行详细讲解，为学生提供全面、系统的知识。
实验教学嵌入式系统原理及应用开发技术课程的实验教学是非常重要的一环，通过实际操作来深入加深学生对课程内容的理解，因此，实验教学要尽量贴近学生的生活实际和就业需求，具体实验内容包括：1.嵌入式系统开发环境的搭建；2.嵌入式系统的编程语言和开发工具的使用；3.基于单片机的嵌入式系统硬件设计；4.嵌入式系统的应用开发。
课程设计通过课程设计来提高学生的实际操作能力和创新思维的能力，使学生自主设计并实现嵌入式系统，具体包括：1.完整的课程设计题目和要求；2.提供必要的实验工具和资料支持；3.鼓励学生进行创新设计和开发。
教学评估为了确保教学效果，教学评估是非常必要的，具体包括以下几个方面：1.学生成绩评估：对学生的课堂表现、实验报告、课程设计等进行综合评估，得出最终成绩；2.教师评估：学生对教师提供的教学环节进行评估，以便教师改进教学方法；3.教案反馈：对课程设计、教案设计等进行反馈，不断优化课程。
《嵌入式系统开发与应用》教学教案
《嵌入式系统开发与应用》教学教案第一章：嵌入式系统概述1.1 教学目标让学生了解嵌入式系统的定义、特点和应用领域让学生掌握嵌入式系统的基本组成部分及其工作原理让学生了解嵌入式系统的发展趋势和未来发展方向1.2 教学内容嵌入式系统的定义和特点嵌入式系统的基本组成部分：处理器、存储器、输入输出接口等嵌入式系统的应用领域：家电、工业控制、医疗设备等嵌入式系统的发展趋势和未来发展方向1.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统的定义、特点和应用领域采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论嵌入式系统的发展趋势和未来发展方向1.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统的定义、特点和应用领域的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统应用实例第二章：嵌入式处理器2.1 教学目标让学生了解嵌入式处理器的定义、分类和性能指标让学生掌握嵌入式处理器的基本组成和工作原理让学生了解嵌入式处理器的选择方法和应用领域2.2 教学内容嵌入式处理器的定义和分类：单片机、ARM、DSP等嵌入式处理器的主要性能指标：主频、缓存、功耗等嵌入式处理器的基本组成：内核、外围电路、接口等嵌入式处理器的选择方法和应用领域2.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式处理器的定义、分类和性能指标采用实验演示法，展示嵌入式处理器的基本组成和工作原理采用案例分析法，分析具体的嵌入式处理器应用实例2.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式处理器的定义、分类和性能指标的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式处理器应用实例第三章：嵌入式操作系统3.1 教学目标让学生了解嵌入式操作系统的定义、特点和分类让学生掌握嵌入式操作系统的基本组成和工作原理让学生了解嵌入式操作系统的选择方法和应用领域3.2 教学内容嵌入式操作系统的定义和特点：实时性、小型化、可移植性等嵌入式操作系统的分类：裸机、实时操作系统、嵌入式中间件等嵌入式操作系统的基本组成：内核、驱动程序、应用程序等嵌入式操作系统的选择方法和应用领域3.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式操作系统的定义、特点和分类采用实验演示法，展示嵌入式操作系统的基本组成和工作原理采用案例分析法，分析具体的嵌入式操作系统应用实例3.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式操作系统的定义、特点和分类的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式操作系统应用实例第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 教学目标让学生了解嵌入式系统设计的任务和步骤让学生掌握嵌入式系统开发的基本流程和方法让学生了解嵌入式系统开发的工具和环境4.2 教学内容嵌入式系统设计的任务和步骤：需求分析、硬件选型、软件设计等嵌入式系统开发的基本流程：系统设计、硬件实现、软件开发等嵌入式系统开发的工具和环境：集成开发环境、编程语言、调试工具等4.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统设计的任务和步骤采用实验演示法，展示嵌入式系统开发的基本流程和方法采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统开发实例4.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统设计的任务和步骤的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统开发实例第五章：嵌入式系统应用实例分析5.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在各个领域的应用实例让学生掌握第六章：嵌入式系统在家电领域的应用6.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在家电领域的应用实例让学生掌握家电领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解家电领域中嵌入式系统的发展趋势6.2 教学内容嵌入式系统在家电领域的应用实例：电视、冰箱、空调等家电领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点：人机界面设计、网络通信等家电领域中嵌入式系统的发展趋势：智能化、网络化、节能化等6.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统在家电领域的应用实例采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统在家电领域的应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论家电领域中嵌入式系统的发展趋势6.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统在家电领域的应用实例的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统在家电领域的应用实例第七章：嵌入式系统在工业控制领域的应用7.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在工业控制领域的应用实例让学生掌握工业控制领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解工业控制领域中嵌入式系统的发展趋势7.2 教学内容嵌入式系统在工业控制领域的应用实例：PLC、等工业控制领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点：实时性、稳定性等工业控制领域中嵌入式系统的发展趋势：自动化、智能化等7.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统在工业控制领域的应用实例采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统在工业控制领域的应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论工业控制领域中嵌入式系统的发展趋势7.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统在工业控制领域的应用实例的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统在工业控制领域的应用实例第八章：嵌入式系统在医疗设备领域的应用8.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例让学生掌握医疗设备领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解医疗设备领域中嵌入式系统的发展趋势8.2 教学内容嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例：心电监护仪、超声波设备等医疗设备领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点：精度、可靠性等医疗设备领域中嵌入式系统的发展趋势：智能化、小型化等8.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论医疗设备领域中嵌入式系统的发展趋势8.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例第九章：嵌入式系统在交通领域的应用9.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在交通领域的应用实例让学生掌握交通领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解交通领域中嵌入式系统的发展趋势9.2 教学内容嵌入式系统在交通领域的应用实例：智能交通系统、车辆导航等交通领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点：实时性、安全性等交通领域中嵌入式系统的发展趋势：智能化、高效化等9.3 教学方法采用讲授法，讲解嵌入式系统在交通领域的应用实例采用案例分析法，分析具体的嵌入式系统在交通领域的应用实例采用小组讨论法，让学生分组讨论交通领域中嵌入式系统的发展趋势9.4 教学评价课堂问答：学生能够回答嵌入式系统在交通领域的应用实例的问题案例分析报告：学生能够分析具体的嵌入式系统在交通领域的应用实例重点和难点解析一、嵌入式系统概述：理解嵌入式系统的定义、特点和应用领域，以及嵌入式系统的基本组成和工作原理。
嵌入式系统原理及应用开发技术教学设计 (2)
嵌入式系统原理及应用开发技术教学设计
1. 前言
随着科技的迅猛发展，嵌入式系统已经成为了当今社会不可或缺的一个组成部分。
嵌入式系统越来越广泛地应用于智能家居、物联网、车载系统等领域。
嵌入式系统的开发技术也得到了很大的提高和发展。
因此，能够掌握嵌入式系统原理及应用开发技术已经成为了一个前沿、重要、实用的技能。
2. 教学目标与要求
2.1 教学目标
•了解嵌入式系统技术的原理和应用场景
•掌握嵌入式系统的开发流程和方法
•能够使用C/ C++或其他嵌入式系统编程语言进行嵌入式系统的开发
•能够熟练使用基于ARM、AVR等芯片的开发板进行开发
2.2 教学要求
•学生需要有C/ C++等编程语言基础
•学生需要能够熟练使用基本的计算机操作系统和软件工具
•学生需要有一定的嵌入式系统硬件基础
3. 教学内容与方法
3.1 教学内容
•嵌入式系统的概述
•嵌入式系统的体系结构
•基于ARM/ AVR等芯片的嵌入式系统开发流程
•嵌入式系统的编程语言
1。
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内核配置与编译
2、确定目标系统的软硬件配置情况，比如CPU 3、使用如下命令之一配置内核：
的类型、网卡的型号，所需支持的网络协议等。
make config：基于文本模式的交互式配置。 make menuconfig：基于文本模式的菜单型配 置。（推荐使用）
内核配置与编译
make oldconfig：
嵌入式系统概述
什么是嵌入式系统
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机 技术为基础，且软硬件可裁减，适应应用
系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗
有严格要求的专用计算机系统
嵌入式系统的应用领域
嵌入式系统的架构
嵌入式微处理器 外围硬件设备 嵌入式操作系统 特定的应用程序
嵌入式系统的软件层次
| |--bridge
/*AX25无线INTERNET协议*/
/*桥接设备*/
| |--ipv4
| |--ipv6
/*IP协议族V4版32位寻址模式*/
/*IP协议族V6版*/
目录结构
samples
一些内核编程的范例
scripts
配置内核的脚本
security
SElinux的模块
目录结构
varch目录
arch是architecture的缩写。内核所支持的 每种CPU体系，在该目录下都有对应的子 目录。每个CPU的子目录，又进一步分解 为boot,mm,kernel等子目录，分别包含控 制系统引导，内存管理，系统调用等。
目录结构
block目录
块设备驱动程序
crypto目录
加密、压缩、CRC校验算法
配置、编译、安装 基于PC平台的Linux内核
Linux内核简介
Linux内核源代码
Linux内核配置与编译 Linux内核模块开发
Linux内核启动流程
功能
什么是内核模块？ Linux内核的整体结构非常庞大，其包含的组件
也非常多，如何使用需要的组件呢：
方法一：
把所有的组件都编译进内核文件，即： zImage
目录结构
lib目录
库文件代码
mm目录
mm目录中的文件用于实现内存管理中与体 系结构无关的部分（与体系结构相关的部 分在哪里实现？）
目录结构
net目录
网络协议的实现代码
| |--802
/*802无线通讯协议核心支持代码*/
/*与苹果系统连网的协议*/
| |--appletalk
| |--ax25
Linux体系结构
现代CPU通常实现了不同的工作模式，以 ARM为例，实现了7种工作模式： 用户模式（usr）、管理模式（svc）、 系统模式(sys)、快速中断(fiq)、 外部中断(irq)、数据访问中止(abt)、 未定义指令异常(und)
Linux内核架构
系统调用接口
SCI 层为用户空间提供了一套标准的系 统调用函数来访问Linux内核，搭起了用
目录结构
include目录 在include/linux 子目录下，与平台相关的 头文件则放在相应的子目录中。
内核所需要的头文件。与平台无关的头文件
目录结构
init目录
内核初始化代码
ipc目录
进程间通信的实现代码
kernel目录
Linux大多数关键的核心功能都是在这个目 录实现。（调度程序，进程控制，模块）
程序结构
1、模块加载函数（必需） 安装模块时被系统自动调用的函数，通过 module_init宏来指定，在HelloWorld模块 中，模块加载函数为 ？ 2、模块卸载函数（必需） 卸载模块时被系统自动调用的函数，通过 module_exit宏来指定，在HelloWorld模
块中，模块卸载函数为 ？
近年来，Linux在嵌入式领域异军突起。
嵌入式系统的开发模式
开发流程1
开发流程2
开发流程3
开发流程4
开发流程5
开发流程6
Mini2440开发板
mini2440
mini2440
mini2440
硬件资源
硬件资源
硬件资源
启动与片选
启动与片选
交叉工具链
交叉工具链
安装
工具
嵌入式操作系统
嵌入式系统具有操作系统的最基本的功能: 进程调度 内存管理 设备管理 文件管理 操作系统接口(API调用)
嵌入式操作系统
Vxworks:
美国WindRiver公司于1983年开发，具有可靠、
实时、可裁减特性。
WinCE:
支持具有丰富应用程序和服务的32位嵌入式系统。
嵌入式Linux：
Linux内核简介
Linux内核源代码
Linux内核配置与编译 Linux内核模块开发
Linux内核启动流程
目录结构
Linux内核源代码采用树形结构进行组 织，非常合理地把功能相关的文件都放在
同一个子目录下，使得程序更具可读性。
内核源代码下载地址：
目录结构
目录结构(展示)
remove most generated files but keep the config
make mrproper
remove all generated files + config files
make distclean
mrproper + remove editor backup and patch files
特点
内核模块具有如下特点：
模块本身并不被编译进内核文件(zImage 或者bzImage) 可以根据需求，在内核运行期间动态的安 装或卸载。
范例(hello world)
#include <linux/init.h> #include <linux/module.h> static int hello_init(void) { printk(KERN_WARNING "Hello, world !\n"); return 0; } static void hello_exit(void) { printk(KERN_INFO "Goodbye, world\n"); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit);
内核配置与编译
4、编译内核：
make zImage
make bzImage
区别：在X86平台，zImage只能用于小于
512K的内核
*如需获取详细编译信息，可使用：
make zImage V=1
make bzImage V=1
** 编译好的内核位于arch/<cpu>/boot/目录下 **
使用已有的配置文件（.config），但是会 询问新增的配置选项。
make xconfig：
图形化的配置（需安装图形化系统）。
内核配置与编译
make menuconfig 是最为常用的内核配置 方式，使用方法如下： 1、使用方向键在各选项间移动； 2、使用“Enter”键进入下一层选单；每个 选项上的高亮字母是键盘快捷方式，使用 它可以快速地到达想要设置的选单项。
或bzImage，但这样会导致两个问题：一是生成
的内核文件过大；二是如果要添加或删除某个组
件，需要重新编译整个内核。
功能
方法二： Linux提供了一种叫做“内核模块”的机制， 让内核文件(zImage或bzImage)本身并不 包含某组件，而是在该组件需要被使用的 时候，动态地添加到正在运行的内核中。
嵌入式软硬件系统的架构
流行的嵌入式微处理器
ARM (ARM公司) PowerPC (MOTOROL公司) MIPS(MIPS公司)
ARM
既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是 对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技
术的名字。1991年ARM公司成立于英国剑桥，
主要出售芯片设计技术的授权。目前ARM微处 理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通 信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场， ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
虚拟地址到物理地址的映射 分配内存 回收内存
网络协议栈
内核协议栈为Linux提供了丰富的网络协 议实现。
网络稳定
网络功能强
虚拟文件系统（VFS）
VFS隐藏各种文件系统的具体细节，为文件 操作提供统一的接口。
应用程序
虚拟文件系统
Ext2
FAT
NFS
设备文件
设备驱动
Linux 内核中有大量代码都在设备驱动程序 中，它们控制特定的硬件设备。
模块的编译-makefile
1、makefile一个源文件（module1） ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m :=hello.o
else
KDIR:= /lib/modules/2.6.18-53.el5xen/build
all:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
LINUX内核基础
Linux内核简介
Linux内核源代码
Linux内核配置与编译 Linux内核模块开发
Linux内核启动流程
Linux体系结构
Linux体系结构
从上图得知，Linux由 用户空间和内核空 间两部分组成。
内核空间与用户空间是程序执行的两种