《嵌入式应用系统设计》课程大纲

1、PAGE PAGE 5嵌入式应用系统设计课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：电子信息工程专业课程代码：22E01727学时分配：理论32+实践16=48课时赋予学分：3先修课程：数字电子技术，单片机原理与接口技术，程序设计语言类基础课程。二、课程性质与任务嵌入式应用系统设计课程属于电子信息工程专业选修课。本课程的任务是使学生掌握基于32位ARM微处理器的嵌入式系统设计与应用开发基本技术，初步掌握嵌入式系统的软、硬件开发方法以及嵌入式应用系统设计能力。培养学生分析和解决实际问题的能力，为今后的工作奠定必要的理论和实践基础。三、教学目的与要求学生通过本课程的学习，理解嵌入式系统的软、硬件联合设

2、计方法，熟悉嵌入式系统的开发过程，了解其在工程中的典型应用。具体来说，学生应该熟悉32位ARM微处理器的体系结构和工作原理，能完成基础核心板的硬件电路设计，熟悉开发环境，掌握常用开发工具的使用方法，以便为工程应用和进一步学习研究奠定必要的基础。四、教学内容与安排本课程教学过程包括理论讲授和实验两部分。1、课时安排本课程共48个学时（课堂讲授32课时，实践16课时），按照课程内容，分成8个教学单元，各单元的课时安排如下表。序号单元名称讲授讨论实验小计1嵌入式系统基础知识20022ARM体系结构3143ARM汇编语言3126432位RISC微处理器 225存储器系统51286输入/输出设备接口31

3、8127总线接口624128网络接口22课时合计26616482、理论教学（32学时）本课程以课堂讲授为主，以下是各单元的主要内容。第一单元 嵌入式系统基础知识（讲授2课时）【教学内容】本课程的特点与学习方法；嵌入式系统的定义和组成；嵌入式微处理器体系结构；嵌入式微处理器结构和类型。【教学重点与难点】教学重点：嵌入式系统的定义和组成。教学难点：嵌入式微处理器体系结构。【基本要求】了解课程基本信息；掌握教材章节结构；熟悉嵌入式系统基础知识。【培养的能力】能对嵌入式系统定义做出自己的说明，了解嵌入式系统发展的阶段，理解不同处理器体系结构的差异。第二单元 ARM体系结构（讲授3 + 讨论1 = 4课

4、时）【教学内容】ARM体系结构简介；ARM微处理器结构； ARM微处理器的寄存器结构；ARM微处理器的异常处理；ARM的存储器结构；ARM微处理器指令系统；ARM微处理器的接口。【教学重点与难点】教学重点：ARM体系结构特性；ARM微处理器的寄存器结构；通用寄存器的分组。教学难点：ARM微处理器的异常处理类型。【基本要求】了解嵌入式系统的体系结构；了解 ARM处理器及ARM9相关知识；熟悉ARM处理器的结构示意图；熟悉ARM微处理器的寄存器结构；理解ARM微处理器的异常处理机制；掌握ARM的存储器结构。【培养的能力】能描述ARM处理器的特点，说明微处理器的功能单元组成形式，能说明通用寄存器分组

5、情况，并能实现简单的异常处理流程。第三单元 ARM汇编语言（讲授3 + 讨论1 = 4课时）【教学内容】ARM 开发工具；ARM汇编伪指令；ARM的汇编语言结构；ARM汇编语言程序调试；ARM汇编语言与C语言混合编程。【教学重点与难点】教学重点：ARM汇编指令集；ARM的汇编语言程序结构。教学难点：ARM汇编语言与C语言混合编程。【基本要求】掌握进程开发环境IDE工具使用方法；熟悉ARM汇编指令集；熟悉ARM汇编语言程序结构；熟悉ARM汇编语言程序结构。掌握ARM汇编语言与C语言混合编程技巧。【培养的能力】能利用汇编指令集，实现简单的数值运算和逻辑运算。第四单元 32位RISC微处理器（讲授2

6、课时）【教学内容】S3C2410A简介；S3C2410A存储器控制器；时钟和电源管理；S3C2410A的I/O端口；S3C2410A的中断控制；S3C2410A的DMA控制。【教学重点与难点】教学重点：存储器工作原理；时钟电路；电源管理电路；I/O端口配置方法。教学难点：存储器映射方法；I/O端口寄存器配置方法；中断控制器设置方法；DMA控制器设置方法；存储器控制器及寄存器设置方法。【基本要求】了解S3C2410A处理器；掌握存储器控制器设置方法；掌握时钟和电源管理设置基本过程与方法；熟悉I/O端口配置方法；了解中断处理过程；掌握中断控制器设置方法；了解DMA工作原理；掌握DMA控制器设置方法

7、。【培养的能力】能理解存储器映射IO机制，能完成GPIO的输入输出配置，能实现中断调用和返回过程。第五单元 存储器系统（讲授5 + 讨论1 = 6课时）【教学内容】存储器系统概述；嵌入式系统存储设备分类；NOR Flash接口电路；NAND Flash接口电路；SDRAM接口电路；CF卡接口电路；SD卡接口电路。【教学重点与难点】教学重点：各种不同类型存储器的特点；CF卡接口电路设计方法；SD卡接口电路器设计方法。教学难点：SDRAM存储器设计方法；NOR FLASH存储器设计方法；NAND FLASH存储器设计方法。【基本要求】掌握存储器系统构建方法；熟悉各种存储器类型；掌握SDRAM存储器

8、设计方法；掌握NOR FLASH/NAND FLASH设计方法；掌握CF卡接口电路设计方法；掌握SD卡设计方法。【培养的能力】能描述寄存器、RAM、ROM、FLASH ROM、CF、SD各类存储器的主要区别，能结合应用需求，实现存储器系统设计。第六单元 输入/输出设备接口（讲授3 + 讨论1 = 4课时）【教学内容】GPIO（通用输入/输出接口）；A/D转换器接口；D/A转换器接口；键盘与LED数码管接口；LCD显示接口；触摸屏接口。【教学重点与难点】教学重点：GPIO原理与结构；键盘接口实现过程；LED数码管驱动实现过程。教学难点：A/D转换器接口设置方法；D/A转换器接口设置方法；LCD控

9、制器设置方法；触摸屏设置方法。【基本要求】理解GPIO原理与结构；掌握A/D转换器接口设置方法；掌握D/A转换器接口设置方法；掌握用I/O口实现键盘接口的方法；掌握用I/O口实现LED数码管接口的方法；掌握LCD控制器的设置方法；了解触摸屏控制接口的设置方法。【培养的能力】能结合应用需求，实现微处理器IO端口的规划，并能驱动常见的外围单元设备，如键盘，LED，AD，LCD等。第七单元 总线接口（讲授6 + 讨论2 = 8课时）【教学内容】串行接口；IIC接口；USB接口；SPI接口；PCI接口；IIS接口。【教学重点与难点】教学重点：串行接口基本原理与结构； USB接口基本结构；PCI接口电路

10、。教学难点：UART连接的串行接口电路；串行接口设置方法；IIC时序；IIS总线接口。【基本要求】掌握串行、IIC、SPI接口基本原理与结构；熟悉UART连接的串行接口电路；掌握串行接口设置方法；掌握SPI接口基本原理与结构；了解IIS总线结构；了解IIS总线接口；熟悉USB接口电路设置方法；掌握PCI接口电路设置方法。【培养的能力】能描述各种通信接口的特点，如串行/并行，同步/异步，传输速率，连线数等，能能结合应用需求，选择适当的通信接口，并能完成数据的发送、接受和解析。第八单元 网络接口（讲授2课时）【教学内容】以太网接口；CAN总线接口。【教学重点与难点】教学重点：以太网协议；CAN总线

11、结构。教学难点：嵌入式以太网接口的实现方法。CAN总线协议的电路设计。【基本要求】了解网络模型；熟悉以太网协议；掌握嵌入式以太网接口的实现方法；了解CAN总线结构，了解CAN总线接口设置方法。【培养的能力】能利用以太网协议或CAN总线，完成不同设备间的数据发送与接收。3、实验教学(16学时)汇编与C混合编程（2课时）8*8 LED点阵（2课时）ADC（2课时）PWM（2课时）RTC（2课时）IIC（2课时）IIS（4课时）五、教学设备和设施多媒体教室。六、课程考核与评估课程考核与评估采取平时成绩和期末考试成绩相结合的方式，其中平时考勤，作业、实验和期末考核分别占课程成绩的10%、20%、20%和50%。七、附录教学参考文献目录：嵌入式系统设计