《嵌入式系统》课程教学大纲

1、嵌入式系统一、课程概况所属专业:物联网工程开课单位：数学与计算机科学学院课程类型:专业必修课程课程代码:07415320开课学期:5学分：3学时：48核心课程:是拟使用教材： 杨胜利 刘洪涛.ARM嵌入式体系结构与接口技术.人民邮电出版社.2013.9国内(外)现有教材： 王忠民.嵌入式系统原理与应用.高等教育出版社.2011.12学习参考资料 1.陈文志 王总辉.嵌入式系统原理与设计.清华大学出版社.2011.5，王忠民.嵌入式系统原理与应用.高等教育出版社.2011.12二、课程描述本门课程是物联网工程专业核心课程，主要培养学生掌握嵌入式处理器Cortex-A8微处理器体系结构及指令系统。

2、了解32位嵌入式处理器总体结构、存储器组织、系统控制模块和I/O外围控制模块。了解Linux的基础知识及Linux的内核，了解祼板驱动和Linux驱动开发方法。课程的主要内容包括ARM指令，GNU汇编，GPIO，系统时钟，异常处理，串口通信，PWM，A/D，实时钟，LINUX内核驱动等。三、课程目标 掌握嵌入式开发方法。 掌握嵌入式基本知识。掌握嵌入式驱动开发方法。具有综合运用嵌入式知识，结合Linux，会开发Linux操作系统下的外设驱动。具有适应社会发展的能力以及终身学习能力。初步具备解决实际问题的能力。四、教学要求授课教师将按照学校本科教学工作有关要求做好课程教学各项工作，严格按照课表规

3、定的时间、地点上课，不迟到、不早退，将根据本大纲要求，认真备课完成教案与讲稿编写等各项课前准备工作；授课过程力求内容充实、概念准确、思路清晰、详略得当、逻辑性强、重难点突出，力戒平铺直叙、照本宣科，同时重视对学生的学习方法指导和课堂教学效果信息的反馈，实现教与学的双向互动；同时将结合课程目标要求，做好考核内容设计，并严格按照本大纲要求做好出勤率统计、作业评价等各项工作。学习是大学生自己的责任和义务，学生应根据课程大纲要求制定本门课程学习计划，加强学业管理，严格自我要求，提升自主学习能力，主动适应课程学习要求。参与课堂教学活动不迟到、不早退，无正当理由不请假，上课认真听讲，不做任何与课堂教学无关

4、事宜，不使用手机，积极与授课教师进行教学互动，同时利用课余时间做好预习、复习、课外书籍阅读等工作，主动与同学开展合作学习，认真完成任课教师布置的课程作业。五、考核方式及要求为实现课程教学目标，本门课程考核方式及要求为：出勤率占40%计入平时总成绩，点到不少于10次，其中缺席1次，扣10分；期中测验1次，测验成绩按30%折算后计入平时总成绩；课程作业多次，按30%比例计入平时总成绩；平时总成绩占总评成绩60%，期末考试占总评成绩的40%。注：授课教师应紧扣课程目标，把课程考核贯穿于教学的全过程，选择能够全面衡量学生学习效果的考核方式，对学生的学习效果进行有效评价。六、课程内容第一章：嵌入式系统基

5、础知识（授课时间：第五学期第一周）教学目标：掌握嵌入式系统特点，嵌入式系统硬件组成，嵌入式软件组成，开源操作系统。教学重点：嵌入式系统硬件组成，嵌入式软件组成。教学难点：理解嵌入式系统软硬件组成，理解嵌入式系统定义。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）嵌入式系统概述； （2）嵌入式系统组成；（3）嵌入式操作系统；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第13页练习题1-3并在下周课前提交第二章：ARM技术概述（授课时间：第五学期第二周）教学目标：掌握ARM微处理器结构，ARM基本数据类型，Cortex-A8内核工作模式，流水线，

6、Cortex-A8存储系统。教学重点：ARM基本数据类型，Cortex-A8内核工作模式，Cortex-A8存储系统。教学难点：Cortex-A8内核工作模式，流水线。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）ARM体系结构技术； （2）ARM微处理器简介；（3）ARM微处理器结构；（4）ARM微处理器应用选型； （5）Cortex-A8内部功能及特点；（6）数据类型；（7）Cortex-A8内核工作模式； （8）Cortex-A8存储系统；（9）流水线；（10）寄存器组织； （11）程序状态寄存器；（12）S5PC100处理器介绍；学习方法：

7、小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第43页练习题1，3，4并在下周课前提交第三章：ARM的指令集合（授课时间：第五学期第三周，第四周）教学目标：掌握ARM数据操作指令，Load/Store指令，跳转指令，状态操作指令，协处理器指令，异常产生指令，ARM指令寻址方式。教学重点：Load/Store指令，跳转指令，状态操作指令，ARM指令寻址方式。教学难点：状态操作指令，ARM指令寻址方式。学 时：课堂教学6学时，课外自主学习时间不少于4学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）ARM数据操作指令； （2）Load/Store指令；（3）跳转指令；（4）状态操作指令； （5）协处理器指令；

8、（6）异常产生指令；（7）ARM指令寻址方式； （8）ARM指令寻址方式；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第71页练习题1，2，4，7并在下周课前提交第四章：GNU汇编伪指令（授课时间：第五学期第五周，第六周）教学目标：掌握ARM汇编语言的程序结构，汇编语言与C语言混合编程。教学重点：GNU支持的伪指令，ARM汇编语言的程序结构，AAPCS/ATPCS。教学难点：汇编语言与C语言混合编程，AAPCS/ATPCS。学 时：课堂教学6学时，课外自主学习时间不少于4学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）GNU汇编器平台无关伪指令； （2）GNU支持的伪指令；（3）ARM汇编语

9、言程序结构；（4）汇编语言与C语言混合编程；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第89页练习题1，2，3并在下周课前提交第五章：ARM的指令集合（授课时间：第五学期第七周）教学目标：会搭建嵌入式开发环境进行嵌入式程序编写，调试。教学重点：U-boot命令，串口设置。教学难点：网络的配置，tftp服务器，串口设置。学 时：课堂教学2学时，课外自主学习时间不少于4学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）tftp服务器； （2）串口设置；（3）minicom；（4）uboot常见命令； （5）调试实例；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：编写程序，计算5！第六章：GPIO编程

10、（授课时间：第五学期第八周）教学目标：掌握GPIO特点，GPIO常用寄存器分类，会读懂相关电路图。教学重点：GPIO特殊功能寄存器功能，会读电路图了解LED灯工作原理。教学难点：根据相关电路图，了解相关设备工作原理。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）GPIO功能介绍； （2）S5PC100芯片GPIO控制寄存器介绍；（3）S5PC100的GPIO实例；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第102页练习题1，3并在下周课前提交第七章：ARM系统时钟及编程（授课时间：第五学期第十周）教学目标：掌握ARM系统时钟域的划分，并会通

11、过编程来设置系统时钟。教学重点：时钟域的划分，时钟的产生过程，时钟的配置。教学难点：时钟配置。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）S5PC100时钟域的划分； （2）S5PC100时钟的产生过程分析；（3）S5PC100时钟源的选择；（4）S5PC100时钟的配置； （5）S5PC100时钟配置寄存器描述；（6）S5PC100时钟源配置示例；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第43页练习题1，3，4并在下周课前提交第八章：异常处理及编程（授课时间：第二学期第十一周）教学目标：掌握ARM处理器模式和异常，异常响应过程，异常处

12、理，异常返回。教学重点：异常响应过程，异常处理，异常返回。教学难点：异常处理，异常返回。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）ARM异常中断处理器概述； （2）ARM体系异常种类；（3）ARM异常的优先级；（4）ARM微处理器模式种异常； （5）ARM异常响应和处理程序返回；（6）ARM系统中异常中断处理程序的安装；（7）ARM的SWI异常处理程序设计； （8）FIQ和IRQ异常处理程序设计；（9）基于Cortex-A8内核的S5PC100异常处理程序设计；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第43页练习题1，3，4并在下周课

13、前提交第九章：串行通信接口（授课时间：第五学期第十一周）教学目标：掌握串行通信与并行通信概念，串行异步通信原理，比特率计算与设置，常用寄存的功能与设置。教学重点：串行异步通信原理，常用寄存的功能与设置，比特率计算与设置。教学难点：串行异步通信原理，比特率计算与设置。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）串行通信； （2）S5PC100异步串行通信；（3）串口发送接收程序示例；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第145页练习题3，4并在下周课前提交第十章：PMW定时器（授课时间：第五学期第十二周，第十三周）教学目标：掌握通过定

14、时器工作原理，调节脉冲宽度的方法，占空比的概念，脉冲频率的计算，看狗原理，定时器驱动编程，看门狗驱动编程。教学重点：定时器工作原理，占空比，脉冲频率的计算，看门狗工作原理。教学难点：定时器工作原理，看门狗工作原理，定时器驱动，看门狗驱动。学 时：课堂教学4学时，课外自主学习时间不少于4学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）S5PC100 PWM定时器； （2）S5PC100看门狗定时器；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第43页练习题1，2，3，4并在下周课前提交第十一章：AD转换器（授课时间：第五学期第十三周）教学目标：掌握A/D转换器原理，A/D转换的技术指标，A/D

15、转换的步骤，会设置相关控制寄存器编写驱动程序。教学重点： A/D转换器原理，A/D转换的技术指标，会设置相关控制寄存器编写驱动程序。教学难点：A/D转换器原理，会设置相关控制寄存器编写驱动程序。学 时：课堂教学2学时，课外自主学习时间不少于2学时教学方法：讲授法、演示法主要内容：（1）A/D转换器原理； （2）S5PC100 A/D转换器；（3）A/D转换器示例；学习方法：小组讨论、完成思考练习课后作业：完成教材第168页练习题2，3并在下周课前提交第十二章：LINUX驱动编程（授课时间：第五学期第十四周，第十五周）教学目标：掌握LINUX内核配置，内核编译，LINUX内核驱动类型，驱动编写原理，字符型设备驱动开发方法。教学重点：主设备号，次设备号，字符设备驱动内核常用结构体和函数。教学难点：内核配置，驱动编程原理，字符设备驱动内核常用结构