《ARM微处理器原理与接口技术》课程教学大纲

1、ARM微处理器原理与接口技术课程教学大纲课程编号：081345372课程名称：ARM微处理器原理与接口技术英文名称：ARM Microprocessor principle and Interface technology课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：48/3 （讲课学时：24 实验学时：24）适用专业：计算机科学与技术一、课程性质与任务“ARM处理器原理与接口技术”是计算机科学技术专业的专业选修课。主要讲授嵌入式系统基本原理、系统接口设计等内容。本课程的教学任务是使学生掌握ARM的体系结构，ARM指令系统，ARM体系结构下的嵌入式编程、计算机接口技术与应用等方面的工程知识。学习基

2、于Zynq-7000的硬件开发平台，并在此平台上进行硬件编程和硬件接口实验，使学生具备一定的设计嵌入式接口解决方案的能力。在教学中通过一个完整系统的实例，提高学生创建复杂系统的抽象能力，为今后进行嵌入式系统软硬件设计和开发打下良好基础。二、课程与其他课程的联系先修课程：C语言程序设计、计算机组成与结构、嵌入式系统。后续课程：嵌入式应用开发项目实践。先修课程为本课程提供了概念性支撑以及编程基础能力的培养。本课程为后续课程提供了嵌入式方向基本理论和技术，为项目开发实践和技术提升奠定基础。三、课程教学目标1熟悉ARM微处理器结构，清楚ARM微处理器工作模式，了解嵌入式操作系统，熟知现有的嵌入式实时操

3、作系统。（支撑毕业能力要求3）2能够读懂ARM微处理器编程中的汇编语言，熟知ARM微处理器接口类型，进一步加强嵌入式Linux操作系统的应用，熟练掌握嵌入式系统设计流程。（支撑毕业能力要求4）3能够根据SOC工作原理以及板级相关知识，针对实际应用设计ARM接口解决方案。（支撑毕业能力要求4）四、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容教学要求学时教学方式对应课程教学目标1一、ARM微处理器硬件结构1计算机体系结构及分类；2ARM版本及系列；3ARM处理器结构；4ARM存储机制。1熟知ARM体系结构中的各个组成部分。2能够理解SOC芯片的组成部分。2讲授12二、ARM寻址方式与指令系统1ARM编

4、程模型；2ARM指令格式及寻址方式；3ARM指令集；4Thumb指令集；5汇编语言源程序格式。1能够用汇编语言写简单的程序，能够基本读懂嵌入式编程中的汇编语言。2根据ARM工作方式，了解ARM处理机制。4讲授1 ，23实验1汇编指令跑马灯实现。深入理解与掌握汇编语言的语句、语法、与程序结构。2实验24嵌入式操作系统1嵌入式操作系统概述；2嵌入式操作系统相关概念；3常见嵌入式操作系统；4嵌入式实时操作系统；5嵌入式Linux操作系统。1了解嵌入式操作系统。2对实时系统与非实时系统进行区分，了解Linux操作系统的历史以及特点。4讲授15实验2Linux操作系统脚本练习。掌握Linux操作系统常用

5、命令以及脚本的书写方法。2实验26四、ARM基本接口技术1GPIO接口；2通信接口；3A/D（模/数）转换器；4D/A（数/模）转换器。1能够说出基本接口的分类。2熟悉不同SOC中的基本接口都是相通的原理。2讲授27实验3实现控制台Uart通信控制LED灯。能够编程实现通过UART通信的方式控制LED灯。4实验28五、ARM高级接口1LCD显示接口；2触摸屏接口；3中断接口；4键盘接口；5ARM的JTAG接口。1.熟悉高级接口，该组接口是跟SOC或实验板相关联的。2.要灵活应对不同SOC或不同实验板的高级接口。4讲授29实验4点击触摸屏不同位置改变LCD显示颜色。通过实验理解不同接口相结合使用

6、方式，加强接口理解。4实验210六、嵌入式系统设计流程1嵌入式系统设计特点；2嵌入式系统的组成；3嵌入式系统的设计流程；4UML建模。1了解系统设计要稳定、可靠的必要性。2设计清晰。3掌握建模语言UML，了解设计重要意义。4讲授2，311实验5家庭智能终端系统设计。加深理解系统设计。4实验2，312七、ARM实验平台1SoC XC7Z020-1CLG400处理器；2Zynq-7000嵌入式平台；3Zynq-7000嵌入式平台实例。1在获取SOC信息过程中，解决遇到不同的SOC问题。2锻炼板级相关信息获取技巧，面对不同的实验板能够应对自如。4讲授2，313实验6家庭智能终端实现。综合所学内容，完

7、成家庭智能终端实现，对所学内容进一步理解。8实验2，3五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）1作业：（课外8学时）（1）第2章汇编作业（课外2学时）（2）第3章Linux指令作业（课外2学时）（3）第4、5章接口作业（课外2学时）（4）第6章系统设计作业（课外2学时）2上机：（课外16学时）（1）汇编及Linux操作系统指令（课外8学时），要求能够采用汇编语言及Linux操作指令写一些简单的程序。（2）ARM微处理器接口（课外8学时），要求能够根据作业要求设计ARM微处理器基本接口。六、教学方法1在教学方法方面，灵活运用多种先进教学方法，启发式教学、讨论式教学、现场教学、结合实际产品实物

8、进行教学，采用传统CAI教学手段和实物教学相结合的方式。2强调理论教学和实践教学并重，充分利用实验平台，在实践教学中培养学生的实际操作技能和创新能力。3通过有趣生动的实验教学有效地调动学生的学习积极性，促进学生的积极思考，激发学生的潜能，注重引导对学生对所学知识的运用。七、考核及成绩评定方式最终成绩由平时作业成绩、平时实验成绩、期末成绩等组合而成。各部分所占比例如下：平时作业成绩：15%，主要考核对课堂知识点的理解和掌握程度，分三次完成。平时实验成绩：15%，主要考核学生实验完成情况。期末考试成绩：70%，主要考核ARM微处理器与接口技术的基本内容。书面考试形式，题型为选择题、填空题、简答题、设计题、综合题等。八、教材