自考 12575 嵌入式系统设计

高纲1542

江苏省高等教育自学考试大纲

12575嵌入式系统设计

南京信息工程大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室

Ⅰ课程性质与课程目标

一、课程性质和特点

本课程是一门专业基础选修课，设置该课程的目的是为学习嵌入式系统设计原理及方法，根据应用要求，把相应的计算机直接嵌入到应用系统中，将嵌入式软件的知识体系和工程实践有机结合，使学生掌握嵌入式系统设计的基础理论、开发技术和工具，并具备嵌入式在通信、信息家电、工业控制、移动计算设备、网络设备等领域的设计、开发能力。

二、课程目标

嵌入式系统融合了计算机软/硬件技术、通信技术和半导体微电子技术。通过本课程学习：

1.使学生能够深刻理解嵌入式系统原理及其设计理论和方法；

2.培养嵌入式系统设计能力及素养；

3.让学生了解嵌入式系统设计的最新理论和方法。

三、与相关课程的联系与区别

嵌入式系统技术是目前国内外计算机科学领域最为活跃的研究领域之一，其特点是课程实践性强、内容丰富、涉及面广，紧密结合最新计算机前沿、知识更新快，时代性强。本课程需先修课程：数字逻辑，计算机组成原理、计算机系统结构、汇编语言、微机接口技术。

四、课程的重点和难点

1.LPC1700系列微控制器的性能、结构，系统控制模块；

2.LPC1700构建的硬件系统，包括电源电路，复位电路，输入输出电路，通信接口，存储电路等。

3.uc/os-II操作系统的特点，以及其针对LPC1700微控制器的移植。

Ⅱ考核目标

本大纲在考核目标中，按照识记、领会和简单应用三个层次规定其应达到的能力层次要求。三个能力层次是递升的关系，后者必须建立在前者的基础上。各能力层次的含义是：识记（Ⅰ）：要求考生能够识别和记忆本课程中有关概念，并能够根据考核的不同要求，做正确的表述、选择和判断。

领会（Ⅱ）：要求考生能够领悟和理解本课程中相关概念、特性，在实际应用中能够做出正确的选择。

简单应用（Ⅲ）：要求考生能够根据已知的知识，进行硬件电路的设计以及相关程序的设计。

Ⅲ课程内容与考核要求

第一章LPC1700系列微控制器基础知识

一、学习目的与要求

掌握LPC1700系列微控制器的基础知识以及相关的调试方式。

二、课程内容

微控制器的性能、微控制器的结构、存储系统，系统控制模块、嵌套向量中断控制器，以及编程与调试

三、考核知识点与考核要求

1. 概述

识记：Cortex-M3的公司；LPC1700的位数、最高频率、流水线级数，体系结构；LPC1700系列的微控制器主要特性；LPC1700系列微控制器的地址空间大小；AHB与APB外设区域大小、可分配外设数；向量表的位置。

2. 系统控制模块

识记：系统控制器的数量和类型；LPC1700系列微控制器的复位源数目和类型；外部复位后处理器执行的起始地址；看门狗的含义和作用；LPC1700振荡器的个数和类型；主振荡器的工作模式；功耗控制的方式；睡眠模式的特点；深度睡眠模式的特点；掉电模式的特点；深度掉电模式的特点。

应用：微控制器振荡器的从属模式与振荡模式的电路模型。

3. 嵌套向量中断控制器

识记：NVIC特性。

4. 编程与调试

识记：ISP的含义；ISP的通信方式；IAP的含义。

四、本章重点、难点

1.LPC1700系列的微控制器主要特性；

2.微控制器振荡器的从属模式和振荡模式电路；

3.看门狗的含义和作用；

4.睡眠模式、深度睡眠模式、掉电模式和深度掉电模式的特点；

5.ISP和IAP的含义。

第二章打造自己的硬件系统

一、学习目的与要求

具备设计一个基于LPC1700系列微控制器的硬件系统的能力，从而进一步学习微控制器的开发设计。

二、课程内容

最小系统的实现、输入输出电路的设计、通信接口、存储电路和其它电路、PCB的设计

三、考核知识点与考核要求

1. 最小系统的实现

识记：USB的最大输出电流；SPX1117的作用及输入最高电压；开关电源的特点；LM2576的作用；续流二极管的作用；复位电路的基本功能；LPC1700支持的调试方式。

领会：电源电路设计的注意事项；复位电路设计的注意事项。

应用：复位芯片SP706的复位电路。

2. 输入输出电路的设计

识记：常见的LED驱动方式；蜂鸣器的分类以及驱动方式。

领会：两种蜂鸣器的区分方法。

应用：蜂鸣器的驱动电路。

3. 通信接口

识记：常见的通信接口类型；常见的串行接口标准；RS232电平标准；ARM微控制器的电平标准；USB的含义；USB接口支持的两种功能。

领会：微控制器与RS232通信的注意事项。

应用：RS232通信电路；RS485通信电路

4. 存储电路和其它电路

识记：E2PROM的含义；Flash存储器的特点；SD1.1的最大容量；DS18B20的含义；DS18B20的供电方式。

领会：SD卡支持的三种传输模式。

应用：E2PROM存储电路。

5. PCB设计

识记：PCB的含义；PCB的准备工作。

领会：PCB布线的先后顺序。

应用：能够利用EDA工具进行PCB设计。

四、本章重点、难点

1.复位电路、蜂鸣器驱动电路、通信电路和存储电路的设计；

2.微控制器与RS232通信的注意事项；

第三章嵌入式程序设计基础

一、学习目的与要求

具备基于LPC1700系列微处理器的C语言编程能力。

二、课程内容

C语言关键字、运算符和预编译。

三、考核知识点与考核要求

1. C语言关键字和运算符

识记：C语言数据类型；关键字的作用；常见运算符。

2. 预编译

领会：宏定义；文件包含和条件编译。

四、本章重点、难点

1.static关键字的作用；

2.volatile关键字的作用；

3.sizeof关键字的作用；

4.两种文件包含格式的区别。