嵌入式系统及应用教学大纲
嵌入式系统及应用》（32+16）教学大纲
嵌⼊式系统及应⽤》（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。
嵌入式系统和应用教学大纲
《嵌入式系统及应用》教学大纲课程编号：06083017 适用专业：计算机科学与技术学时数：40+16 学分：开课学期：第7学期先修课程：计算机操作系统、数据结构、计算机组成原理、高级语言程序设计执笔者：罗蕾、桂盛霖编写日期：2013一、课程性质和目标授课对象：本科课程类别：专业核心课教学目标：本课程是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程，属必修学科专业课。
它的前续课程是计算机组成原理、数据结构、计算机操作系统、高级语言程序设计等，为学生进一步学习和实践嵌入式系统相关知识打下基础。
课程目标：本课程将理论与实践结合起来，以嵌入式硬件的核心嵌入式微处理器及嵌入式软件的核心嵌入式实时操作系统为重点，以应用为目的，从硬件、软件、系统开发过程、环境、工具及方法等方面，对嵌入式系统进行系统性的讲解，能够让学生系统性地掌握嵌入式系统的原理，具备基本的嵌入式系统软件开发能力。
配合实验课程的实践活动，加深学生对理论知识的理解和掌握，并具备实际开发的能力和经验。
二、课程内容安排和要求（一）教学内容、要求及教学方法本课程共56学时，其中：课堂讲授40学时，上机16学时。
第1章嵌入式系统导论（4学时，多媒体课件结合板书面授）1.主要内容：嵌入式系统基本概念及特点，嵌入式系统分类，嵌入式系统发展历程，嵌入式系统的应用领域及嵌入式系统的发展趋势2.应达到的要求：了解：嵌入式系统的发展历程、应用领域，以及发展趋势。
理解：嵌入式系统的分类、嵌入式系统组成掌握：嵌入式系统的相关基本概念及特点、嵌入式系统的软件分类；第2章嵌入式硬件系统（14学时，多媒体课件结合板书面授）1.主要内容：嵌入式硬件的组成、特点、与通用处理器的异同；嵌入式微处理器的分类，主流的嵌入式微处理器（ARM/MIPS/PPC/SH等），嵌入式微处理器的发展；总线：片内总线，片外并行总线，片外串行总线；存储系统：组成、主存、外存、典型电子盘；ARM处理器介绍：体系结构、编程模式、指令集、异常处理、ARM V4T架构的指令体系（数据处理指令、加载存储指令、分支指令、状态寄存器访问指令、协处理器指令、异常处理指令）、Thumb指令集、ARM汇编语言程序设计（ARM程序的框架结构、C语言程序对汇编程序的调用、ARM与C语言混合程序设计）2.应达到的要求：本章是全课重点之一，要求通过本章学习，建立起嵌入式硬件系统的概念。
嵌入式系统及应用教学大纲
《嵌入式系统及应用》实验教学大纲一、课程基本信息二、实验课程的性质、任务和目的《嵌入式系统及应用》是一门实践性很强的课程，通过实验有助于学生深入理解课程内容，有利于提高学生的实践能力，提高分析和解决问题的能力，创造独立思维的氛围，培养创新能力，激发学习兴趣。
通过实验，要求学生掌握嵌入式系统的基础概念、基本原理、开发流程和步骤、工程师设计的方法和解决技术问题的方法。
为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。
三、实验方式1、由指导教师讲解实验的基本要求、目的、操作规程及注意事项。
2、学生按一人一实验箱训练独立完成操作或分组按项目要求共同完成。
3、要求学生课前预习，严格遵守实验课守则，认真实验，按时完成实验内容。
四、实验项目设置、学时分配及基本要求【实验项目一】嵌入式软件的基本使用【实验项目二】串口通讯实验【实验项目三】汇编指令实验【实验项目四】ARM处理器工作模式实验【实验项目五】任务间的通信和同步实验【实验项目六】LED显示实验【实验项目七】键盘及数码管驱动实验【实验项目八】A/D接口实验【实验项目九】D/A接口实验【实验项目十】LCD驱动实验【实验项目十一】触摸屏实验【实验项目十二】µC/OS-Ⅱ在ARM上的移植实验【实验项目十三】绘图的API函数实验【实验项目十四】系统的消息环实验【实验项目十五】列表框控件的使用实验【实验项目十六】文本框控件实验【实验项目十七】多任务和系统时钟实验五、实验考核方式与评分办法1、实验考核成绩占课程总分10~20%；2、实验成绩评定按实验操作占70%、实验报告占30%计算。
执笔人：专业负责人：学院教学副院长审核签名：制定日期：年月日。
嵌入式系统开发及应用课程教学大纲
嵌入式系统课程教学大纲(一)、课程的性质、任务和目的本课程适用于计算机类专业，是一门重要的专业课程。
它的任务是掌握嵌入式系统的基本概念；掌握嵌入式处理器任务是掌握嵌入式系统的基本概念；掌握嵌入式处理器 ARM ARM 体系结构，包括ARM 总体结构、存储器组织、系统控制模块和I/O 外围控制模块；掌握ARM 指令集和Thumb 指令集；掌握ARM 汇编语言和C 语言编程方法；了解基于ARM 的开发调试方法，以及在嵌入式µClinux 下的开发应用方法。
它的目的是了解和掌握嵌入式处理器的原理及其应用方法。
(二)、课程的基本内容和要求一、嵌入式系统基础（一、嵌入式系统基础（ 4 4学时）介绍嵌入式系统开发的基础知识，从嵌入式计算机的历史由来、嵌入式系统的定义、嵌入式系统的基本特点、嵌入式系统的分类及应用、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式系统的开发流程、嵌入式技术的发展趋势等方面进行了介绍，涉及到嵌入式系统开发的基本内容，使学生系统地建立起的嵌入式系统整体概念。
二、ARM 技术概述（技术概述（44学时）本章将对ARM 技术进行全面论述，使学生对ARM 技术有个全面的了解和掌握，建立起以ARM 技术为基础的嵌入式系统应用和以ARM 核为基础的嵌入式SoC 芯片设计的技术基础。
三、三、ARM ARM 指令系统（指令系统（1212学时）ARM 指令系统特点，指令系统特点，ARM ARM 指令系统，指令系统，Thumb Thumb 指令系统，指令系统，ARM ARM 宏汇编，ARM 汇编语言程序设计，嵌入式C 语言程序设计，基于Embest IDE for ARM IDE for ARM 环境的软件开发。
环境的软件开发。
四、基于S3C44B0X 的嵌入式系统应用开发（的嵌入式系统应用开发（1616学时）S3C44B0X 处理器介绍及应用开发，包括结构，存储控制器，I/O 口等。
（三）、学时分配表总学时总学时 36 36序号序号内容内容 讲授讲授 一嵌入式系统基础嵌入式系统基础 4 二ARM 技术概述技术概述 4 三ARM 指令系统指令系统 12 四 基于S3C44B0X 的嵌入式系统应用的嵌入式系统应用 16 小 计36 （四）、实验项目表序号序号项目内容项目内容 要 求 学时数学时数 1 ARM 汇编指令实验汇编指令实验 初步学会使用Embest IDE for ARM Embest IDE for ARM 开发开发环境及ARM 软件模拟器软件模拟器;;通过实验掌握简单ARM 汇编指令的使用方法汇编指令的使用方法 2 2 Thumb 汇编指令实验汇编指令实验 通过实验掌握ARM 处理器16位Thumb 汇编指令的使用方法编指令的使用方法 2 3 C 语言程序实验语言程序实验 学会使用Embest IDE 编写简单的C 语言程序并进行调试；学会编写和使用命令脚本文件脚本文件2 4 IO 接口实验接口实验 ARM 芯片的I/O 口通常都是和其它引脚复用的，要熟悉ARM 芯片I/O 口的编程配置方法，熟悉S3C44B0X 芯片的I/O 口配置寄存器，编程实现实验板上的发光二极管LED1和LED2轮流点亮和熄灭轮流点亮和熄灭2 5 存储器实验存储器实验 掌握S3C44B0X 处理器对存储空间的配置和读写访问的方法。
嵌入式系统原理与应用教学大纲与实现大纲
嵌入式系统原理与应用教学大纲与实现大纲嵌入式系统原理与应用教学大纲与实现大纲一、教学大纲（一）课程简介嵌入式系统是集计算机、微电子、通信和自动化控制等技术于一体的综合系统，广泛应用于航空航天、汽车电子、消费电子、工业控制等领域。
本课程旨在让学生了解嵌入式系统的基本原理、硬件架构、软件编程和实际应用，培养学生掌握嵌入式系统的设计和开发技能。
（二）教学目标1、掌握嵌入式系统的基本概念和原理，了解嵌入式系统的历史和发展趋势。
2、熟悉嵌入式系统的硬件组成，包括处理器、存储器、输入输出接口等，掌握嵌入式系统的硬件设计方法。
3、掌握嵌入式系统的软件编程，包括汇编语言、C语言等编程语言，了解嵌入式系统的启动过程和运行机制。
4、了解嵌入式系统的实际应用，包括工业控制、汽车电子、消费电子等领域，掌握嵌入式系统的应用设计和开发技能。
（三）教学内容1、嵌入式系统概述，包括基本概念、发展历史和发展趋势等。
2、嵌入式系统硬件组成，包括处理器、存储器、输入输出接口等。
3、嵌入式系统软件编程，包括汇编语言、C语言等编程语言，了解嵌入式系统的启动过程和运行机制。
4、嵌入式系统的实际应用，包括工业控制、汽车电子、消费电子等领域。
（四）教学方法1、理论教学：通过课堂讲解、案例分析等方式，让学生了解嵌入式系统的基本原理和应用。
2、实验教学：通过实验操作、编程实践等方式，让学生掌握嵌入式系统的硬件设计和软件编程技能。
3、项目实践：通过分组实践、项目开发等方式，让学生了解嵌入式系统的实际应用和开发过程。
（五）评估方式1、平时作业：布置相关作业，包括论文阅读、编程实践、实验报告等，以评估学生的学习情况和掌握程度。
2、期中考试：通过试卷或实操等方式，测试学生对课程内容的掌握情况。
3、期末考试：通过试卷或实操等方式，测试学生对课程整体的学习效果和掌握程度。
二、实现大纲（一）硬件设计1、选择合适的处理器，根据应用需求进行选型。
2、设计存储器，包括RAM和ROM，考虑容量和速度的需求。
嵌入式系统原理与应用教学大纲与实现大纲
《嵌入式系统原理与应用》教学大纲 一、课程基本信息课程代码 4054143 课程类别基础课○专业课○专业基础课○专业选修课● 公共选修课○中文名称嵌入式系统原理与应用面向对象 计算机科学与技术专业开课单位计算机教研室总学时 51(理论: 41 实验实习: 10) 学分3先修课程 计算机组成原理、微机原理与汇编语言后续课程操作系统二、课程性质、地位和任务嵌入式系统原理与应用是计算机科学技术专业的一门专业课，讲述嵌入式系统的基本理论、原理。
本课程是一门既与硬件关系紧密，又与嵌入式操作系统、嵌入式软件关系十分紧密课程。
它围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统，讲述嵌入式系统的概念，软、硬件组成，开发过程以及嵌入式应用程序开发设计方法。
本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。
三、课程基本要求通过对基于ARM嵌入式芯片的系统的基本组织结构与工作原理的学习，使学生对计算机系统的硬件部分有一个全面的了解，对嵌入式软件的开发过程有一个清楚的认识，通过对嵌入式操作系统的工作原理的学习，使学生对嵌入式操作系统有一个清晰的认识，提高学生在嵌入式软件设计设计能力及解决实际问题的动手能力，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
四、课程内容第一章 嵌入式系统导论教学内容：1.1嵌入式系统概述1.2嵌入式系统的实时性与可靠性1.3嵌入式系统的应用领域和发展趋势教学要求：掌握嵌入式系统的特点、与通用计算机系统的区别、影响嵌入式系统实时性和可靠性的主要因素、了解嵌入式系统的发展趋势教学重点：嵌入式系统的特点、与通用计算机系统的区别、影响嵌入式系统实时性和可靠性的主要因素教学难点：影响嵌入式系统实时性和可靠性的主要因素教学方法：课堂讲授为主，布置部分作业，在讲解时多举一些嵌入式系统的应用实例，使学生对嵌入式系统有更好的认识与理解。
第二章 嵌入式硬件系统教学内容：2.1嵌入式微处理器概述2.2嵌入式微处理器内核原理和指令系统教学要求：掌握嵌入式系统的硬件的基本组成、了解嵌入式微处理器的基本组成和运行模式、基本了解ARM芯片的指令系统教学重点：嵌入式系统的基本组成、CISC与RISC指令系统的对比、嵌入式微处理器的特点、嵌入式微处理器的体系结构、嵌入式微处理器的分类、AMBA总线、PCI总线、ARM指令系统教学难点：嵌入式微处理器的体系结构、ARM指令系统教学方法：课堂讲授为主，结合课堂练习为辅，布置部分作业。
嵌入式系统及应用教学大纲
5.1任务概述
5.2任务管理
5.3任务调度机制
5.4优先级反转
讨论5
单元测验6
第六章同步互斥和通信
6.1概述及信号量
6.2邮箱和消息队列
6.3事件机制
6.4异步信号和管道
单元测验7
第七章中断时间和内存管理
7.1中断管理
7.2时间管理
7.3内存管理
单元测验8
嵌入式实时操作系统实验
ucos-ii操作系统实验
3)Jean brosse.嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版).北京航空航天大学出版社.及uC/OS-II ebook
4)Wayne Wolf.嵌入式计算系统设计原理.孙玉芳,梁彬罗保国等译.机械工业出版社, 2002
嵌入式系统及应用教学大纲
课程概述
本课程是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程，属必修学科专业课。它以嵌入式微处理器及嵌入式实时操作系统为重点讲授嵌入式系统相关的知识，培养学生基本的嵌入式系统程序设计与开发的能力，为学生进一步学习和实践嵌入式系统相关知识打下基础。课程配套有深度有内容的实验实践活动，由浅入深，实用性强，具有较强的产业开发背景，加深学生对理论知识的理解和掌握，提高嵌入式系统相关工程软件的开发能力。
嵌入式微处理器方面，我们详细解读了ARM处理器的编程模型并配合基于Keil4的相关实验。嵌入式实时操作系统方面，我们以uC/OS-II为例，分析了其在任务管理、同步和通信以及中断、时间、内存方面的设计思路和代码，能够让学生系统性地快速掌握嵌入式系统的核心原理，具备基本的嵌入式系统软件开发能力。
第一章嵌入式系统导论
讨论2
单元测验2
第二章嵌入式硬件系统（第二部分）
嵌入式系统与应用课程教学大纲
《嵌入式系统与应用》课程教学大纲课程名称：嵌入式系统与应用课程代码：ELEA2028英文名称：The Principle & Applications of Embedded System课程性质：专业选修课程学分/学时：2学分/36学时(18+18)开课学期：第7学期适用专业：电气工程及其自动化先修课程：计算机信息技术、C语言程序设计、计算机原理及应用、单片机原理与应用后续课程：无开课单位：机电工程学院课程负责人：王富东大纲执笔人：王家善大纲审核人：余雷一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：《嵌入式系统与应用》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课程。
本课程针对电气工程及其自动化专业的特点，结合单片机原理、电子技术和电力电子技术，以实际应用为导向，培养学生运用数字控制技术解决电气领域实际工程问题的能力。
教学目标：嵌入式系统是运用单片机技术，实现对各种模拟信号和数字信号的处理，并且结合具体的电路实现对于外部设备的控制。
本课程的主要内容包括：介绍嵌入式系统的基本概念，分类与定义、嵌入式系统的应用领域。
在此基础上，讲述应用单片机进行若干应用系统的硬件与软件设计的方法和技巧。
进一步了解和掌握嵌入式系统的设计方法与具体实现。
通过相关功能模块的理论讲授和实验训练，使学生掌握具体功能程序的编写和调试的能力，并通过参数设置与频率测量系统等综合设计实验，使学生了解综合软硬件功能进行系统设计，解决实际工程问题的路径及方法。
通过相关应用专题的功能讲解、技术剖析和代码演示，拓展学生的知识，了解和熟悉嵌入式系统技术在专业领域的应用情况，引导学生应用嵌入式系统技术解决与电气专业相关的具体工程问题，培养学生的工程应用能力。
本课程的具体教学目标如下：1.理解和掌握嵌入式系统实验箱的各个组成部分、功能以及详细的电路设计，为嵌入式系统软件开发做好准备；2.熟练掌握KEIL uvision2(或者KEIL uvision3等更高的版本)集成开发环境的使用方法，理解各种集成开发环境的参数含义和设置方法。
“嵌入式系统及应用课程设计”实践课程教学大纲
毕业要求 4 7 8 9 11
1.通过实践锻炼，对单片机系统实现的功能有深入的了解， 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
学会根据测试数据和现象，分析和评价系统逻辑功能。
2.通过实践锻炼，能正确从环境保护和可持续发展的角度进
行单片机系统设计，尽可能避免对人类和环境产生不利影 0.2 0.2 0.2 0.1 0.2
内容要求
授课建议：本部分计划 4 天，建议在实验室授课。
任务四：课程设计答辩与撰写报告（目标 1，目标 2，目标 3，目标 4，目标 5）
知识要点：课程设计报告及科技报告的组成结构，科技报告 PPT 的设计技巧。
学习目标：理解课程设计报告和科研报告的一般结构，能设计 PPT 参加答辩，
并正确撰写课程设计报告。
考核项目 平时考核（30%） 成果验收（30%） 作品答辩（20%） 课程设计报告（20%）
考核内容及方式 课程设计期间日常表现，重点考查学习态度与积极性、
与老师和同学的沟通交流等 对设计成果进行操作展示，重点考查作品完成质量和
成果水平。 采取作品展示、教师提问方式，重点考查学生的知识
掌握情况和项目理解能力。 报告完成情况，考查报告内容的完整性。
范等，有较好的语言表达能力。
1.必须依据本学习目标和学习成果要求标准编写或选用教材；
2.教材应充分体现任务驱动、实践导向的教学思路；
3.教材以完成典型工作任务来驱动，通过视频、典型应用或实际案例和课后拓展 教材选用
作业等多程手段，使学生在各种教学活动任务中学习思考问题和解决问题的一般思 标准
路和方法；
件设计过程中的常见注意事项。
授课建议：本部分计划 2 天，建议在实验室授课。
任务三：嵌入式系统软件编程与调试（目标 1，目标 3）
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《嵌入式系统及应用》实验教学大纲
一、课程基本信息
二、实验课程的性质、任务和目的
《嵌入式系统及应用》是一门实践性很强的课程，通过实验有助于学生深入理解课程内容，有利于提高学生的实践能力，提高分析和解决问题的能力，创造独立思维的氛围，培养创新能力，激发学习兴趣。
通过实验，要求学生掌握嵌入式系统的基础概念、基本原理、开发流程和步骤、工程师设计的方法和解决技术问题的方法。
为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。
三、实验方式
1、由指导教师讲解实验的基本要求、目的、操作规程及注意事项。
2、学生按一人一实验箱训练独立完成操作或分组按项目要求共同完成。
3、要求学生课前预习，严格遵守实验课守则，认真实验，按时完成实验内容。
四、实验项目设置、学时分配及基本要求
【实验项目一】嵌入式软件的基本使用
【实验项目二】串口通讯实验
【实验项目三】汇编指令实验
【实验项目四】ARM处理器工作模式实验
【实验项目五】任务间的通信和同步实验
【实验项目六】LED显示实验
【实验项目七】键盘及数码管驱动实验
【实验项目八】A/D接口实验
【实验项目九】D/A接口实验
【实验项目十】LCD驱动实验
【实验项目十一】触摸屏实验
【实验项目十二】µC/OS-Ⅱ在ARM上的移植实验
【实验项目十三】绘图的API函数实验
【实验项目十四】系统的消息环实验
【实验项目十五】列表框控件的使用实验
【实验项目十六】文本框控件实验
【实验项目十七】多任务和系统时钟实验
五、实验考核方式与评分办法
1、实验考核成绩占课程总分10~20%；
2、实验成绩评定按实验操作占70%、实验报告占30%计算。
执笔人：专业负责人：学院教学副院长审核签名：
制定日期：年月日。