《嵌入式ARM原理及应用》课程教学设计(潘晓利)v2.0.

《嵌入式ARM原理及应用》课程教学设计1 课程信息课程名称：嵌入式ARM原理及应用课程归口：嵌入式技术与应用专业主讲教师：潘晓利学分学时： 4/72先修课程： C语言与单片机技术后续课程：物联网应用开发、专业技能综合实训、毕业设计授课对象：嵌入式技术与应用专业第四学期学生2 课程地位与任务2.1 课程在课程体系中的地位通过了解广东省嵌入式产业结构、走访信息行业协会、深入嵌入式企业调研、毕业生回访、专业建设指导委员会研讨等途径，邀请兄弟院校课程专家及企业专家一起对嵌入式产品产业链的设计、开发、销售及服务四个环节进行集体讨论，确定本专业对应嵌入式企业的产品设计、产品开发、市场营销、技术支持四个工作岗位群。

再由专业教师和企业专家一起从四个岗位群职位中列出本专业培养对象面向的岗位，最后根据本专业的发展理念，筛选出本专业对应嵌入式系统设计工程师等8个典型的工作岗位，如图1所示。

图1嵌入式技术与应用专业典型工作岗位通过组织教师到信息技术行业开展人才需求调研、毕业生回访、召开专业建设指导委员会会议等途径，了解信息技术行业对嵌入式专业岗位需求和专业岗位群的工作过程、工作任务，专业教师和企业专家一起对8个典型工作岗位的工作任务进行分析、整理、归纳和总结，确定了各个岗位的典型工作任务，再通过分析各岗位典型工作任务的工作过程，得到各工作岗位对应的知识、能力、素质要求。

依据职业素质与能力要求分析，将本专业的知识体系中的一些相关的、共性的、基础性、理论性的知识提炼出来，转化一系列的公共平台课程；将C语言程序设计、电子技术、单片机技术等相关知识提炼出来，转化专业基础课程；将嵌入式产品、手机应用及物联网技术应用开发整个流程涉及到的重要知识和技能提炼出来，转化专业核心学习领域课程；将有利于拓展职业能力和就业方向的知识和技能提炼出来，转化专业拓展课程。

最终，得到专业的课程体系结构图下图2所示。

从专业课程体系的分析及专业课程体系图示中可以知道，嵌入式ARM原理及应用是为专业核心课程，主要培养学生32位微处理器与外围设备的应用设计、开发调试能力。

满足嵌入式系统设计工程师、驱动开发助理工程师、嵌入式产品测试工程师等岗位人员实际需求。

本门课程是针对学生毕业后从事嵌入式系统设计、开发、调试及技术支持等岗位开设的。

课程主要学习嵌入式ARM的基本架构、集成开发环境keil、GPIO、UART、LCD、中断、RTC、ADC转换、触摸屏、IIC等模块的应用开发，以及嵌入式ARM应用系统的设计及实现。

通过本课程的学习，学生应掌握ARM的开发方法、会根据需求设计、开发及测试相关软、硬件模块。

为后续毕业设计和从事嵌入式ARM技术设计、开发、调试、技术支持等打下坚实基础。

3 课程目标设计3.1 课程目标设计的依据通过对本专业职业岗位和职业领域行动分析，以职业岗位的职业能力为依据，确了定本课程的教学目标。

总体教学目标包括能力目标、知识目标和素质目标，能力目标主要培养学生的嵌入式ARM系统设计、开发及调试能力，知识目标主要让学生了解、理解或掌握嵌入式ARM系统设计、调试及开发应具备的基本知识，素质目标培养学生的良好的操作规范意识、良好的代码编写素养、专业英语的应用能力、代码测试的职业素养、模仿能力、创新能力、自我学习能力及良好的文字表达能力。

三个目标之间是相互支撑，相互融合的关系。

3.2 能力目标A1.能熟练使用MicroS3c2440开发板A2.能熟练搭建嵌入式软硬件开发调试环境A3.能根据系统需要完成软件代码分析、设计及测试（用C语言）A4.能分析、设计并调试LED驱动程序、按键驱动程序A5.能分析系统的串行通信机制，并能应用于程序调试A6.能分析LCD驱动配置，并设计、调试其LCD应用程序A7.能配置系统时间，并开发、调试时钟程序A8.能根据需要设计外部中断、内部中断A9.能分析触摸屏驱动的配置原理，并设计、调试简单的应用程序A10.能根据系统需要设计、测试IIC应用程序A11.能分析调试一个简单的嵌入式ARM系统3.3知识目标K1.了解ARM9的基本架构K2.掌握开发板的使用和软硬件环境的搭建方法K3.掌握集成开发环境KEIL的配置流程、嵌入式C编程K4.掌握GPIO口的配置方法K5.理解串行通信的基本原理K6.理解LCD显示原理，掌握LCD显示各种信息的方法K7.掌握RTC的基本配置和使用方法K8.理解中断系统的基本原理和相关的基本概念K9.了解触摸屏的工作原理，掌握触摸屏的使用方法K10.了解IIC的基本原理，掌握IIC的使用方法K11.理解简单嵌入式系统的设计流程3.4素质目标Q1.具有良好的职业道德、规范操作意识Q2.具备良好的模仿能力、自我学习能力Q3.具备良好的创新能力Q4.具有良好的语言文字表达能力Q5.具有简单的英语阅读能力4 课程内容说明本课程以嵌入式系统设计工程师、嵌入式驱动开发助理工程师、嵌入式测试工程师等岗位人员在嵌入式系统开发上所涉及的典型工作任务及其工作过程为依据，以嵌入式ARM项目为主线，课内外相结合，做到授人以“渔”。

课程设计中，在深圳信盈达电子有限公司、广州粤嵌通信科技股份有限公司及西可通信有限公司等企业工程师的直接参与下确定教学目标，并将简化后的企业实际项目作为教学载体，然后与这些企业的工程师们一起设计学习情境，最后以专职教师为主组织教学。

通过教学的实施反馈，再次完善教学目标。

设计示意图如上图3所示。

图3 课程设计思路图4.1 课程知识结构体系本课以嵌入式系统设计工程师、驱动开发助理工程师、嵌入式产品测试工程师等岗位人员在嵌入式系统开发上所涉及的主要工作任务及内容为主线。

按照由易到难的原则，将课程内容分解为开发环境的搭建、ARM体系架构、GPIO原理、LCD工作原理等八大学习模块。

课程知识结构如图4所示。

图4 知识结构图4.2 实践体系本课程是基于嵌入式ARM应用产品的典型工作过程来设计和开发学习情境的。

通过与行业企业的深入交流，确立了以面向嵌入式ARM应用系统设计、研发与调试岗位、针对实际工作过程中完成各项工作任务应具备的职业能力。

课程选用嵌入式门禁系统设计与实现项目作为主要教学载体，外扩诺干拓展项目。

该教学载体以ARM9作为控制核心，包括GPIO口应用设计、UART应用设计、LCD应用设计、实时时钟应用设计、触摸屏应用设计、IIC应用设计。

课程实践体系如图5所示。

4.3 实践体系与知识体系对应关系实践体系与知识体系对应关系如图6所示。

图6 实践体系与知识体系对应关系图4.4 课次、训练任务、学时、实施进程分解本课程以嵌入式系统设计工程师的职业岗位为依据，以职业能力为本位，遵循能力递进的认知规律，以“项目导向、任务驱动”的教学模式，运用ARM技术完成项目中各项任务。

在本课程中共设计了6个小项目，按各个小项目的功能组织教学内容，将各个小项目进行集成，并把教学内容连接起来，进而形成一个综合项目，掌握课程内容，课程项目。

课次、训练任务、学时、实施进程分解表如表1所示。

表1 课程知识与实践能力体系对照表5.考核与评价方式设计为全面考核学生的知识与技能掌握情况，考核采用形成性考核与终结性考核相结合的方式进行。

比例为：总考核成绩=形成性考核(30%)+实务考试（35%）+网络考核(35%)5.1 形成性考核（30%）形成性考核包括平时成绩考核（考勤（15%）+平时作业（15%））和子项目成绩考核（70%）。

每次考核成绩按以下比例打分，具体分值如表2和3所示。

表2 平时成绩考核表表3子项目成绩考核表5.2 实务考试（35%）本课程实务考试采用学生根据自己所学知识设计一个嵌入式小系统的考试方法。

实务考试考核标准如表4所示。

表4 实务考试考核标准5.3 网络考核（35%）该课程在笔试考核的方法上，使用统一题库，所有考试的题目均从题库中自动抽取。

考试时间为60分钟。

每一份试卷由3道大题组成，共30道小题。

笔试考核命题细目表5所示。

表5笔试考核命题细目表6.教学资源6.1 教材为了让学生掌握职业岗位工作所需的技术知识，顺利实现学校与企业的接轨，本课程选用《嵌入式ARM开发与实战》。

同时，根据我们学生的实际情况正在编写校本讲义，充分体现任务引领，项目导向的设计思想，同时体现知识与技能的相互渗透。

6.2 参考资料（1）课程常规教学资料《嵌入式ARM原理及应用》课程常规教学资料齐全，网络教学平台汇集课程标准、课程考核标准、任务单卡、教学课件、视频教程、在线答疑、试题库等内容。

（2）参考资料友善之臂官网论坛S3C2440用户开发手册优秀的嵌入式网络论坛及个人博客等6.3教学资源的开发与利用（1）注重网络课程建设，开发学生自主学习平台；（2）注重资源库的资料的开发与搜集整理（3）有效利用丰富的图书馆藏资源：电子专业书籍，电子杂志，期刊数据库等。

7.课程特色课程组成员与行业企业专家一起对典型岗位的工作任务及其工作过程进行分析与归纳，得出相应的职业能力及素质要求，确定课程教学目标。

并按照嵌入式系统应用开发的工作过程，精心选取了嵌入式门禁系统的设计与实现作为贯穿项目，讲各个知识点对应的实践项目和实践拓展项目贯穿起来。

整个课程过程按照由简到繁、逐步递进的学习方式进行串联。

同时将嵌入式系统设计开发中所涉及的开发技术、程序测试技术、行业编码与文档撰写规范作为主要教学内容，并将企业主流开发工具、开发语言、规范和标准、职业资格认证所涉知识融入教学内容之中。

在教学实施过程中，全程采用“导学训”的教学模式，让学生在引导中学习、训练中成长。

在模拟或真实的软件开发环境中，以生活应用项目为具体目标，使枯燥乏味的编程学习过程变得生动、形象、趣味横生。

并独立设置持续一周甚至更长时间的“项目实训”，让学生系统地运用所学知识，解决某一具体问题，熟悉移动应用设计流程，提高学生的开发能力、创新能力，发扬团队合作精神，培养遵守软件设计规范的良好职业习惯。

另外，每个项目完成后，均设置“成果展示与汇报”、“交流与研讨”等环节，促使学生能分享知识与经验、增加语言表述与沟通能力，使学生的职业能力不断上升。

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