《嵌入式ARM基礎(chǔ)》-教學(xué)大綱(第2版)

1、?ARM 嵌入式根底?課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱英文名稱課程編號適用專業(yè)課程性質(zhì)總學(xué)時考核方法先修課程：開課系部(單位編寫者審核者系教學(xué)指導(dǎo)委員會楊宗德趙文革64ARM 嵌入式根底The Foundation of ARM Processor軟件技術(shù)嵌入式應(yīng)用專業(yè)課學(xué)分考試單片機原理計算機系嵌入式教研室2021-6-262021-6-292021-6-29編寫時間審核時間審核時間4一、課程性質(zhì)與任務(wù)ARM 嵌入式根底是一門介紹ARM 處理器原理及接口驅(qū)動程序開發(fā)的課程。在內(nèi)容上涉及嵌入式系統(tǒng)的根本概念、ADS開發(fā)工具、嵌入式系統(tǒng)定義、處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、ARM匯編程序設(shè)計、ADS開發(fā)工具、C與匯編程序混合編

2、程、ADS映像文件結(jié)構(gòu)及加載技術(shù)、ARM異常中斷處理及程序設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)啟動代碼分析、嵌入式系統(tǒng)接口及驅(qū)動程序開發(fā)、C/OS-II操作系統(tǒng)在ARM 處理器上的移植。學(xué)生學(xué)習(xí)完本課程之后，能夠理解ARM 處理器體系結(jié)構(gòu)、初步掌握ARM 編程方法，初步掌握基于ARM 的32嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程，了解S3C2410處理器的根本接口技術(shù)，從而為后續(xù)更高階課程的學(xué)習(xí)打下根底。二、課程教學(xué)目標(biāo)1知識目標(biāo)1了解嵌入式系統(tǒng)定義，處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，嵌入式開發(fā)流程；2了解ARM 指令集，掌握A ARM 匯編程序設(shè)計，ADS開發(fā)工具，C與匯編程序混合編程；3掌握ADS 映像文件結(jié)構(gòu)及加載技術(shù)；4掌握ARM 異常中斷

3、處理及程序設(shè)計5掌握嵌入式系統(tǒng)啟動代碼分析6掌握嵌入式系統(tǒng)接口及驅(qū)動程序開發(fā)7根本掌握uC/OS-II操作系統(tǒng)在ARM 處理器上的移植(8熟練使用式的開發(fā)工具和開發(fā)平臺2能力目標(biāo)1能夠編寫簡章的ARM 匯編程序，能夠閱讀的較復(fù)雜的ARM 匯編程序； 2能夠編寫簡章的無操作系統(tǒng)驅(qū)動程序，能夠讀懂較復(fù)雜的驅(qū)動程序；3能夠熟練的使用實驗室的ARM 實驗平臺，并能從事簡單的嵌入式ARM 程序開發(fā)；(4能夠編寫簡單的嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動程序；(5在老師指導(dǎo)下，能夠完成小型的的嵌入式工程開發(fā)。三、授課內(nèi)容和學(xué)時安排每周4學(xué)時，共64學(xué)時。1教學(xué)內(nèi)容打*號為重點講授局部。表中學(xué)時分配學(xué)時為：講課學(xué)時實驗學(xué)時。教學(xué)

4、單元學(xué)時主要內(nèi)容介紹什么是嵌入式系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)的特點及分類、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用、常用嵌入式微處理器/操作系統(tǒng)及其特點，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程。ARM 概述、ARM體系結(jié)構(gòu)及分類、ARM存放器結(jié)構(gòu)、ARM處理器核結(jié)構(gòu)。ADS 開發(fā)工具、ARM處理器工作模式及存放器介紹、ARM尋址方式ARM 指令集、偽指令根本介紹C 語言內(nèi)嵌匯編語言程序開發(fā)C 程序與匯編程序的相互調(diào)用，APCS標(biāo)準(zhǔn)ADS 開發(fā)環(huán)境程序設(shè)計步驟、ARM 映像文件的組成，ARM 可執(zhí)行程序裝載過程、啟動代碼分析ARM 中斷類型及處理方式、異常向量表及加載程序設(shè)計，IRQ中斷處理，SWI中斷處理過程嵌入式開發(fā)環(huán)境配置及程序編譯上傳方法、H

5、elloWorld 程序編譯上傳實驗、ARM9串行通信原理及驅(qū)動開發(fā)實驗、鍵盤及LED 工作原理、驅(qū)動開發(fā)原理、觸摸屏驅(qū)動原理及開發(fā)。移植根本工作，在S3C2410上移植ucosII 操作系統(tǒng)實驗。2嵌入式處理器根底24ARM 程序設(shè)計1266ARM 可執(zhí)行程序結(jié)構(gòu)及裝載技術(shù)ARM 中斷處理88無OS 驅(qū)動開發(fā)ucosII 操作系統(tǒng)在ARM9上的移植2實驗要求88實驗編號實驗一實驗二實驗工程認(rèn)識嵌入式實驗平臺嵌入式啟動代碼下載，分析嵌入式匯編程序設(shè)計根底嵌入式匯編/C混合編程ARM 串口驅(qū)動程序設(shè)計嵌入式簡易鍵盤設(shè)計工程要求熟悉嵌入式實驗室，嵌入式開發(fā)平臺熟悉嵌入式開發(fā)流程，開發(fā)工具，嵌入式開

6、發(fā)思路掌握嵌入式ADS 開發(fā)工具掌握嵌入式ADS 開發(fā)工具下的多語言環(huán)境混合開發(fā)掌握串口原理，硬件調(diào)試原理嵌入式嵌入式系統(tǒng)簡單的鍵盤設(shè)計原理，驅(qū)動程序開發(fā)思路222222學(xué)時實驗三實驗四實驗五實驗六 四、教學(xué)方法和教學(xué)組織建議課堂講授以操作為中心，用主流實物來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)操作技能，并通過讓學(xué)生在ARM 實驗室動手實驗，讓學(xué)生自己掌握ARM 處理器根本原理、調(diào)試方式及開發(fā)流程。啟發(fā)學(xué)生通過動手實踐以及對實踐結(jié)果進行思考獲取知識，鼓勵學(xué)生通過在線幫助、Internet 信息檢索來解決遇到的問題。在教學(xué)組織上：1采用多媒體、案例教學(xué)。講練結(jié)合，淡化理論、簡化概念、強調(diào)動手能力的鍛煉；課外練習(xí)以實驗為

7、主、案例重新實現(xiàn)的方式進行。2每周布置作業(yè)，作業(yè)量23小時，布置課外實驗內(nèi)容。3針對所留習(xí)題，組織討論，以便學(xué)生掌握ARM 處理器根底理論與程序開發(fā)能力。加大對學(xué)生實踐，定期為學(xué)生答疑，檢查課后學(xué)習(xí)效果。五、考核方法根據(jù)本課程的性質(zhì)與特點，采取開放的過程考核方式，注重對學(xué)生分析問題的解決問題的能力及職業(yè)技能的考核，具體成績評定方法如下：1. 考核類型：考試。2. 考核方式：開卷筆試。3. 期末考試時間：120分鐘。4. 平時成績與期末成績的比例：平時成績包括實驗占30%，期末成績占70%；5. 記分方式：百分制。六、參考資料1ARM Architecture Reference Manual

8、V5，ARM Limited ，20072ARM9TDMI Technical Reference Manual Rev3，ARM Limited ，20073ARM 體系結(jié)構(gòu)與編程，杜春雷，清華大學(xué)出版社，2003七、教學(xué)內(nèi)容提綱及各模塊時間分配學(xué)時數(shù)理論學(xué)時實驗學(xué)時第一局部教學(xué)目標(biāo)嵌入式處理器根底41掌握嵌入式根本概念。2.從總體上了解ARM 處理器體系結(jié)構(gòu)知識。主要內(nèi)容1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.什么是嵌入式系統(tǒng)；嵌入式系統(tǒng)的特點及分類；嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用；常用嵌入式微處理器及其特點；常用嵌入式操作系統(tǒng)及其特點；ARM 處理器根本原理、應(yīng)用及特點；ARM 體系結(jié)構(gòu)及分類。教學(xué)重

9、點1什么是嵌入式系統(tǒng)；2常用嵌入式微處理器及其特點。3.ARM 體系結(jié)構(gòu)及分類。教學(xué)難點1什么是嵌入式系統(tǒng)，它與通用計算機系統(tǒng)的異同點；2嵌入式系統(tǒng)的特點及分類。3ARM存儲器數(shù)據(jù)類型及存儲格式。第二局部ARM 程序設(shè)計根底28教學(xué)目標(biāo)1. 掌握處理器7種處理器模式、2種工作狀態(tài)和不同模式下對應(yīng)的存放器；2. 初步掌握ARM 指令集的功能及格式。3. 4.掌握C 語言、匯編語言混合編程內(nèi)容。理解ARM 異常處理過程，構(gòu)建ARM 異常向量表，讀懂異常向量表加載程序原理。主要內(nèi)容1. ARM 處理器工作模式及存放器介紹；2. ARM 匯編語言尋址方式；3. ARM 指令集、偽指令使用及軟仿真器配置

10、；4. 5. 6.混合語言相互調(diào)用的編程方法。ARM 中斷類型及處理方式；異常向量表及加載程序設(shè)計。教學(xué)重點1. 2.ARM 處理器工作模式及存放器介紹；ARM 尋址方式、指令、編程； 3. 4.混合語言相互調(diào)用的編程方法；異常向量表及加載程序設(shè)計。教學(xué)難點1. ARM 處理器工作模式及存放器介紹；2. 3. 4.混合語言相互調(diào)用的編程方法；LDR 異常向量表的實現(xiàn)；使用C 語言裝載向量表的程序原理。第三局部ARM 可執(zhí)行程序結(jié)構(gòu)及裝載技術(shù)2教學(xué)目標(biāo)1. 2.理解ARM 可執(zhí)行程序結(jié)構(gòu)；掌握裝載技術(shù)。主要內(nèi)容1. 2. 3.映像文件物理結(jié)構(gòu)分析；ARM 可執(zhí)行程序段域加載問題；S3C2410啟

11、動匯編代碼分析。教學(xué)重點1. 2.ARM 可執(zhí)行程序段域加載問題；S3C2410啟動匯編代碼分析。教學(xué)難點1.S3C2410啟動匯編代碼分析。第四局部ARM 中斷處理8教學(xué)目標(biāo)1. 2.理解ARM 中斷類型及處理方式；異常向量表及加載程序設(shè)計，IRQ中斷處理，SWI中斷處理過程。主要內(nèi)容1. 2. 3. 4.ARM 中斷類型及處理方式；異常向量表及加載程序設(shè)計；IRQ 中斷處理；SWI 中斷處理過程。教學(xué)重點1. 2.ARM 中斷類型及處理方式；異常向量表及加載程序設(shè)計。教學(xué)難點1.IRQ 中斷處理； 成都東軟信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院課程標(biāo)準(zhǔn) 2. SWI 中斷處理過程。 第五局部 無 OS 驅(qū)動開發(fā)

12、8 教學(xué)目標(biāo) 1. 掌握 ARM 開發(fā)環(huán)境和超級終端的配置方法； 2. 掌握基于 ARM 的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程； 3. 初步掌握根本接口驅(qū)動程序開發(fā)方法。 主要內(nèi)容 1. 2. 3. 4. 5. 嵌入式開發(fā)環(huán)境配置及程序編譯上傳方法； Hello World 程序編譯上傳實驗； ARM9 串行通信原理及驅(qū)動開發(fā)實驗； 鍵盤及 LED 工作原理、驅(qū)動開發(fā)原理； 觸摸屏驅(qū)動原理及開發(fā)。 教學(xué)重點 1. 2. 3. 嵌入式開發(fā)環(huán)境配置及程序編譯上傳方法； Hello World 程序編譯上傳實驗； ARM9 串行通信原理及驅(qū)動開發(fā)實驗。 教學(xué)難點 1. 2. ARM 開發(fā)板接口電路及工作原理； 驅(qū)

13、動程序的編寫。 第六局部 ucosII 在 ARM9 上的移植8 教學(xué)目標(biāo) 1. 2. 理解 ucosII 根本代碼； 掌握 ARM9S3C2410芯片結(jié)構(gòu)。 主要內(nèi)容 1. 2. 3. ucosII 根本代碼分析； 掌握 ARM9S3C2410芯片結(jié)構(gòu)； ucosII 在 ARM9 上的移植。 教學(xué)重點 1. 2. ucosII 根本代碼分析； ucosII 在 ARM9 上的移植。 教學(xué)難點 3. ucosII 在 ARM9 上的移植。 6 成都東軟信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院課程標(biāo)準(zhǔn) 實驗一 1實驗題目：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程根底實驗 2實驗?zāi)康暮鸵螅?1 2 3 4 5 6 認(rèn)識嵌入式實驗箱的根本結(jié)

14、構(gòu)，根本硬件，根本架構(gòu)。 了解嵌入式開發(fā)的根本模式及根本流程。 了解對嵌入式試驗環(huán)境及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 了解嵌入式開發(fā)的根本步驟。 熟悉帶操作系統(tǒng)時上傳文件到嵌入式實驗箱方法； 熟悉在無操作系統(tǒng)支持情況下上傳文件到嵌入式實驗箱的方法。 3實驗根本內(nèi)容： 1 2 3 4 5 實驗室考前須知。 嵌入式實驗箱簡介。 嵌入式開發(fā)模式及嵌入式體系結(jié)構(gòu)。 嵌入式設(shè)備已經(jīng)存在操作系統(tǒng)文件下載方式。 嵌入式設(shè)備僅有 BSP 軟件文件下載方式。 實驗二 1實驗題目： ARM 異步串行通信實驗 2實驗?zāi)康暮鸵螅?掌握 ARM 的串行口工作原理。 學(xué)習(xí)編程實現(xiàn) ARM 的 UART 通訊。 掌握 CPU 利用串口通訊的方法。 3實驗根本內(nèi)容： 1S3C2410 芯片 UART 結(jié)構(gòu)圖。 2S3C2410 串行接口硬件電路。 3串行通信實驗及 C 源代碼分析。 實驗三 1實驗題目：鍵盤及 LED 實現(xiàn)實驗一 2實驗?zāi)康暮鸵螅?7 成都東軟信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院課程標(biāo)準(zhǔn)