嵌入式系统设计课程介绍

1、嵌入式系统设计嵌入式系统设计课程简介课程简介 电子信息教研室电子信息教研室 袁科新袁科新 20201515年年9 9月月 微控制器应用课程简介 1.嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统设计课程简介1.什么是嵌入式系统 ？ 定义：定义：嵌入式系统（嵌入式系统（Embedded system），是一种），是一种“完全嵌入受控器件内完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统。通常，嵌入式系统是一个控制程序部，为特定应用而设计的专用计算机系统。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的

2、设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统。如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统。 2014年国家技能大赛 电子产品系统工程实施赛项智能家居。每个控制器都是一个嵌入式系统，通过串行总线进行系统集成。在平板电脑上控制各个家电模块。嵌入式系统设计课程简介1.什么是嵌入式系统 ？ 组成：组成：一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成。一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成。 嵌入式计算机系统：是整个嵌入式系统的核心，由嵌入式计算机系统：是整个嵌入式系统的核心，由硬件硬件和和应用软件应用软件组成。组成。 执行装置：也称为被控对象，它可以接受嵌入

3、式计算机系统发出的控制命令，执行装置：也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。执行所规定的操作或任务。 执行装置可以很简单，执行装置可以很简单，如手机上的一个微小型如手机上的一个微小型的电机，当手机处于震的电机，当手机处于震动接收状态时打开动接收状态时打开也可以很复杂，如也可以很复杂，如SONY 智能机器狗，智能机器狗，上面集成了多个微小型控制电机和多上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器，从而可以执行各种复杂的种传感器，从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息。动作和感受各种状态信息。嵌入式系统设计课程简介1.什么是嵌入式系统 ？ 嵌入式处理器

4、： ARM：进阶精简指令集机器，内嵌操作系统，需：进阶精简指令集机器，内嵌操作系统，需要掌握硬件资源，需要学习要掌握硬件资源，需要学习java或或linux等设计语等设计语言，功能强大，入门较难。言，功能强大，入门较难。单片机：无操作系统，需要掌握硬件资源，需要学单片机：无操作系统，需要掌握硬件资源，需要学习汇编语言或习汇编语言或C语言，功能简单，入门容易。语言，功能简单，入门容易。嵌入式系统设计课程简介o 课程的核心任务是电子系统设计，选择单片课程的核心任务是电子系统设计，选择单片机为载体，实现设计任务。机为载体，实现设计任务。嵌入式系统设计课程简介 2.课程任务课程任务嵌入式系统设计课程简

5、介电路的功能、性能分析电路的功能、性能分析掌握常用模块的功能掌握常用模块的功能了解重要器件的性能了解重要器件的性能设计方案制订设计方案制订能选用模块实现整体功能并进行可行性分析能选用模块实现整体功能并进行可行性分析能选用所应用到的重要器件及软件能选用所应用到的重要器件及软件能编制方案能编制方案原理图设计与分析原理图设计与分析熟悉所应用到电路中的各个元器件特性、功能、性能，完熟悉所应用到电路中的各个元器件特性、功能、性能，完成原理图设计成原理图设计能进行可行性再次分析能进行可行性再次分析会使用相关软件会使用相关软件PCB设计与制作设计与制作会使用会使用Protel或或Powerpcb软件进行元器

6、件布局、布线软件进行元器件布局、布线熟悉线路的测试要求熟悉线路的测试要求软件设计软件设计会使用汇编语言编写各个模块应实现的功能会使用汇编语言编写各个模块应实现的功能能采取软件抗干扰措施能采取软件抗干扰措施熟练所要应用的工具及软件编译环境，如仿真器、编程器熟练所要应用的工具及软件编译环境，如仿真器、编程器等等单元电路功能、性能调试单元电路功能、性能调试能分模块结合硬件和软件进行调试能分模块结合硬件和软件进行调试整机组装与调试整机组装与调试能整合各个单元进行整机调试，能整合各个单元进行整机调试，能分析整体性能，分析每个模块匹配性能分析整体性能，分析每个模块匹配性能进行整机调试能进行整机调试国家职业

7、标准中对国家职业标准中对电子设计人才电子设计人才的相关要求的相关要求（参照装配工、维修技师等）：（参照装配工、维修技师等）：电子产品设计岗位典型工作任务与电子产品设计岗位典型工作任务与能力要求能力要求嵌入式系统设计课程简介一个电完整的电子系统（产品）一个电完整的电子系统（产品） 需要有哪些部分？需要有哪些部分？2.课程任务电子系统设计嵌入式系统设计课程简介2.课程任务电子系统设计D/A转换器件 电动机电子秤电子秤的系统的系统示意图示意图嵌入式系统设计课程简介 3.课程内容课程内容嵌入式系统设计课程简介3.课程内容嵌入式系统设计课程简介 4.教学方法教学方法嵌入式系统设计课程简介4.教学方法怎样

8、学？ 采用教、学、做一体的采用教、学、做一体的任务驱动教学法任务驱动教学法 ，让大家，让大家在学中做、在做中在学中做、在做中学学，充分调动大家学习的积极性和主动性。，充分调动大家学习的积极性和主动性。微控制器应用课程简介 5.学习情境设计学习情境设计微控制器应用课程简介5.学习情境设计怎样学？拓展学习情境（选作）拓展学习情境（选作） ：智能温度仪制作与调试；智能温度仪制作与调试；PWM调速控制器制作与调试；调速控制器制作与调试；银行排号系统制作与调试；银行排号系统制作与调试；基本学习情境（必做）：基本学习情境（必做）：基本学习情境囊括了课程所基本学习情境囊括了课程所有基本知识点，能够完成课有基

9、本知识点，能够完成课程任务，安排上由简单到复程任务，安排上由简单到复杂，由单一到综合，综合考杂，由单一到综合，综合考虑知识的连续性和实用性。虑知识的连续性和实用性。拓展学习情境主要学习几种拓展学习情境主要学习几种典型外围设备的控制方法，典型外围设备的控制方法，用于技能大赛参选选手的训用于技能大赛参选选手的训练。练。微控制器应用课程简介5.学习情境设计怎样学？学习情学习情境境子学习情境子学习情境工作任务工作任务学时数学时数1 彩灯彩灯控制电控制电路的制路的制作与调作与调试试 1.1 认识单片机认识单片机最小系统最小系统 1什么是单片机什么是单片机 22单片机的引脚和外围电路单片机的引脚和外围电路

10、23单片机的存储器组织单片机的存储器组织 24单片机的接口电路单片机的接口电路 21.2单片机最小单片机最小系统安装与调试系统安装与调试 1印制电路板设计印制电路板设计22制板与焊接制板与焊接43最小系统测试最小系统测试 41.3彩灯控制器彩灯控制器制作与调试制作与调试 1流水灯控制器制作与调试流水灯控制器制作与调试 42转弯灯控制器制作与调试转弯灯控制器制作与调试 43交通灯控制器制作与调试交通灯控制器制作与调试 4学习情境学习情境1 总结评价总结评价 2学时分配表：学时分配表：微控制器应用课程简介5.学习情境设计怎样学？2简易电子简易电子表的制作与表的制作与调试调试 2.1 数码管显示数码

11、管显示系统测试系统测试 数码管静态显示测试数码管静态显示测试 2数码管的动态测试数码管的动态测试 2日期显示程序设计与调试日期显示程序设计与调试 42.2方波发生器的方波发生器的制作与调试制作与调试 软件延时方波发生器调试软件延时方波发生器调试 2定时定时/计数器系统和中断系统的计数器系统和中断系统的应用应用 4定时器实现方波发生器定时器实现方波发生器 42.3简易电子表的简易电子表的制作与调试制作与调试 电子秒表制作与调试电子秒表制作与调试 4带开关的电子秒表带开关的电子秒表 4简易电子表简易电子表 4学习情境学习情境2总结评价总结评价23简易计算器的制作与调试简易计算器的制作与调试 矩阵键

12、盘测试矩阵键盘测试 4简易加法计算器设计与调试简易加法计算器设计与调试 4学习情境学习情境3总结评价总结评价2续表续表微控制器应用课程简介6.学习情境设施过程学习情境设施过程微控制器应用课程简介6.学习情境设施过程学习情境设施过程怎样学？怎样学？按照产品设计实现的过程实施学习情境：按照产品设计实现的过程实施学习情境：微控制器应用课程简介6.学习情境设施过程学习情境设施过程怎样学？怎样学？来看一个具体任务的实施过程：来看一个具体任务的实施过程：学习情境学习情境1 彩灯控制电路的制作与调试彩灯控制电路的制作与调试子情境子情境3 彩灯控制程器制作与调试彩灯控制程器制作与调试任务任务3 交通灯控制器制

13、作与调试交通灯控制器制作与调试微控制器应用课程简介o “在自己制作的电路板上调试自己设计的程在自己制作的电路板上调试自己设计的程序，在设计中学习，在过程中考核序，在设计中学习，在过程中考核”，任务，任务驱动教学方法的实施极大的激发了学生的学驱动教学方法的实施极大的激发了学生的学习兴趣，调动了学生的学习积极性。教师上习兴趣，调动了学生的学习积极性。教师上课时的主要任务是布置任务，传达资讯，解课时的主要任务是布置任务，传达资讯，解答问题，检查评价；学生实施任务成为上课答问题，检查评价；学生实施任务成为上课主要过程。即：老师做导演，学生做演员。主要过程。即：老师做导演，学生做演员。教学模式从教学模式

14、从“以教师的教为中心以教师的教为中心”转变为转变为“以学生的学为中心以学生的学为中心”。6.学习情境设施过程学习情境设施过程怎样学？怎样学？微控制器应用课程简介7.教学资源和实施条件教学资源和实施条件微控制器应用课程简介7、教学资源和实施条件、教学资源和实施条件 教学资源：以适用性、指导性为原则，课程团队通教学资源：以适用性、指导性为原则，课程团队通过一年多的努力，编制整理了较完备的课程学习资过一年多的努力，编制整理了较完备的课程学习资源：课程标准、讲义、项目文件、课件、习题等。源：课程标准、讲义、项目文件、课件、习题等。 实施条件：理论实践一体化教室是实施任务驱动课实施条件：理论实践一体化教

15、室是实施任务驱动课程的必备条件。通过不断地完善现已建成了理论实程的必备条件。通过不断地完善现已建成了理论实践一体化、贴近职业环境的课程实训条件。所选用践一体化、贴近职业环境的课程实训条件。所选用的开发工具（软件、硬件）均贴合职业岗位实际。的开发工具（软件、硬件）均贴合职业岗位实际。微控制器应用课程简介7、教学资源和实施条件、教学资源和实施条件理论实践一体化教室理论实践一体化教室 微控制器应用课程简介 8.教学效果教学效果微控制器应用课程简介 通过不断的课程改革和建设，微控制器通过不断的课程改革和建设，微控制器应用课程的适用性和实践性越来越好，培养应用课程的适用性和实践性越来越好，培养的学生能力

16、水平显著提高，取得了良好的教的学生能力水平显著提高，取得了良好的教学效果。学效果。8.教学效果教学效果微控制器应用课程简介(1)该课程被学院推荐参加校级观摩课，效果良好，反响强烈。该课程被学院推荐参加校级观摩课，效果良好，反响强烈。8.教学效果教学效果微控制器应用课程简介（2）参加省级技能大赛取得重大突破。o2009年参加山东省职业院校技能大赛电子产品设计及山东省职业院校技能大赛电子产品设计及制作比赛制作比赛 ，在在50个参赛高校中脱颖而出，以全省第三名的个参赛高校中脱颖而出，以全省第三名的优异成绩获得了大赛优异成绩获得了大赛o2009参加参加全国电子专业人才设计与开发大赛山东地全国电子专业人

17、才设计与开发大赛山东地区预选赛，获得区预选赛，获得 4人，人，取得今年取得今年11月在上海月在上海参加全国总决赛的资格。参加全国总决赛的资格。8.教学效果教学效果一等奖一等奖二等奖二等奖微控制器应用课程简介8.教学效果教学效果微控制器应用课程简介8.教学效果教学效果微控制器应用课程简介8.教学效果教学效果微控制器应用课程简介（3）在）在2009年国家教指委主办我院承办的高职师资培训班上，本课年国家教指委主办我院承办的高职师资培训班上，本课程的设计和实施作为培训内容之一同参加培训的各高职院校教师程的设计和实施作为培训内容之一同参加培训的各高职院校教师进行了交流，反响较好。进行了交流，反响较好。 8.教学效果教学效果微控制器应用课程简介（4）学生产品设计能力实现突破。）学生产品设计能力实现突破。 原来只会做实验，没了实验箱什么也实原来只会做实验，没了实验箱什么也实现不了，现在部分学生可自行设计并制作电现不了，现在部分学生可自行设计并制作电子产品。子产品。 如：教室用电子钟。如：教室用电子钟。8.