嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用 教學(xué)大綱

1、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用教學(xué)大綱Principle and Application of Embedded System課程編碼：12A08230 學(xué)分：2.5 課程類別：專業(yè)任選課計劃學(xué)時：48 其中講課：32 實驗或?qū)嵺`：16 上機：0適用專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)、通信工程、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)推薦教材：肖廣兵著，ARM 嵌入式開發(fā)實例，電子工業(yè)出版社，2013年參考書目：1. 郭書軍等，ARMCortex-M3系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，電子工業(yè)出版社，2013年2. 彭剛等，基于ARMCortex-M3的STM32系列嵌入式微控制器應(yīng)用實踐原理與C程序設(shè)計，電子工業(yè)出版社，2010年課程的教學(xué)目的與

2、任務(wù)本課程是一門專業(yè)任選課，主要通過課堂教學(xué)、課后自學(xué)、課外作業(yè)以及課內(nèi)實驗等教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生掌握關(guān)于嵌入式系統(tǒng)原理及其應(yīng)用的基本知識；掌握嵌入式系統(tǒng)的基本概念、基本技術(shù)、基本性能和基本分析方法。本課程緊密圍繞嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)展開教學(xué)，主要任務(wù)是使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)的基本理論、嵌入式開發(fā)的基本步驟，嵌入式開發(fā)的平臺搭建，以及嵌入式開發(fā)的基本流程等內(nèi)容，充分提升學(xué)生的專業(yè)實踐能力。課程的基本要求1、通過系統(tǒng)地介紹嵌入式系統(tǒng)的基本原理、概念、技術(shù)和方法對重要理論的講解分析以及必要的實踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生了解、掌握嵌入式系統(tǒng)的基本概念、基礎(chǔ)知識和基本技能。2、通過課堂講解、討論和學(xué)生課下閱讀、思考，使學(xué)生在

3、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)上，對嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方面的一些問題能有一定的獨立思考能力。3、要求學(xué)生在學(xué)完本課程后，能運用所學(xué)知識，獨立地分析所給的系統(tǒng)要求，設(shè)計出相應(yīng)的嵌入式系統(tǒng)，提高學(xué)生的實踐能力。各章節(jié)授課內(nèi)容、教學(xué)方法及學(xué)時分配建議（含課內(nèi)實驗）第一章 嵌入式系統(tǒng)概述 建議學(xué)時：2教學(xué)目的與要求 了解嵌入式系統(tǒng)基本概念，分類及嵌入式硬件和嵌入式軟件所包括的內(nèi)容。掌握嵌入式系統(tǒng)項目開發(fā)的一般流程，及其設(shè)計方法的基本方法。教學(xué)重點與難點 嵌入式系統(tǒng)的兩個概念。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 嵌入式系統(tǒng)一、現(xiàn)實中的嵌入式系統(tǒng)二、嵌入式系

4、統(tǒng)的定義及特點三、嵌入式系統(tǒng)的未來第二節(jié) 嵌入式處理器一、嵌入式處理器簡介二、嵌入式系統(tǒng)的分類第三節(jié) 嵌入式操作系統(tǒng)一、嵌入式操作系統(tǒng)簡介二、嵌入式操作系統(tǒng)基本概念三、使用嵌入式實時操作系統(tǒng)的必要性四、嵌入式實時操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點五、常見的嵌入式實時操作系統(tǒng)第二章 ARM體系結(jié)構(gòu) 建議學(xué)時：7教學(xué)目的與要求 了解ARM的結(jié)構(gòu)。理解ARM的模塊、內(nèi)核和功能、處理器模式及內(nèi)部寄存器機構(gòu)。掌握嵌入式異常的概念。教學(xué)重點與難點 ARM進入異常以及退出異常。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) ARM簡介一、RISC結(jié)構(gòu)特性二、常用ARM處理器系列第二節(jié) ARM數(shù)據(jù)

5、類型一、存儲器的字與半字二、3級流水線第三節(jié) ARM的模塊、內(nèi)核和功能框圖第四節(jié) ARM處理器狀態(tài)第五節(jié) ARM處理器模式第六節(jié) ARM內(nèi)部寄存器一、ARM狀態(tài)下的寄存器二、Thumb狀態(tài)下的寄存器第七節(jié) 當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器一、條件代碼標(biāo)志二、控制標(biāo)志位三、保留位第八節(jié) ARM體系的異常、中斷及其向量表一、異常入口/出口匯總二、向量表三、異常優(yōu)先級四、異常中斷的進入與退出五、復(fù)位異常六、中斷請求異常IRQ七、快速中斷請求異常FIQ八、未定義的指令異常九、中止異常第三章 ARM 指令系統(tǒng) 建議學(xué)時：7 教學(xué)目的與要求 了解條件代碼的使用。 理解ARM的九種尋址方式，指令格式。掌握幾種常用的指令如

6、，LDR，STR等。教學(xué)重點與難點 ARM對存儲器的操作方法以及尋址方式。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) ARM處理器尋址方式第二節(jié) 指令集介紹一、ARM指令集二、Thumb指令集上機實驗1：ARM匯編語言實驗。第四章 STM32系列ARM硬件結(jié)構(gòu) 建議學(xué)時：32 教學(xué)目的與要求 了解STM32芯片存儲器的映射，時鐘模塊。理解STM32系列芯片各個外設(shè)的基本性能，用法。掌握STM32系列芯片中斷控制模塊的使用。教學(xué)重點與難點 ARM存儲器的重新映射，LPC中斷控制。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) STM

7、32F103XX系統(tǒng)簡介一、特性二、器件信息三、結(jié)構(gòu)第二節(jié) STM32F103XX引腳信息第三節(jié) STM32F103XX的內(nèi)部結(jié)構(gòu)第四節(jié) GPIO一、概述二、GPIO寄存器描述三、GPIO使用注意事項四、GPIO應(yīng)用示例第五節(jié) 中斷控制器一、概述二 寄存器描述三、中斷處理第六節(jié) 外部中斷輸入一、概述二、外部中斷寄存器描述三、外部中斷引腳設(shè)置四、中斷設(shè)置五、外部中斷應(yīng)用示例第七節(jié) 定時器一、概述二、寄存器描述三、定時器中斷四、定時器操作第八節(jié) 異步通信一、概述二、UART的典型應(yīng)用三、UART結(jié)構(gòu)四、UART寄存器描述五、UART應(yīng)用示例六、UART中斷第九節(jié) A/D轉(zhuǎn)換器一、概述二、寄存器描述三、A/D的使用方法四、ADC中斷第十節(jié) 看門狗一、概述二、看門狗寄存器描述三、WDT使