《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)

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課程編碼：課程類別：

適用專業(yè)：授課單位：

學(xué)時：編寫執(zhí)筆人及編寫日期：

學(xué)分：審定負(fù)責(zé)人及審定日期：

1．課程定位和課程設(shè)計

1.1課程性質(zhì)與作用

課程的性質(zhì)本課程是測控儀器與儀表專業(yè)的專業(yè)課程，限選課程，在第5學(xué)期開設(shè)。

課程的作用本課程主要培養(yǎng)同學(xué)理解嵌入式處理器的工作原理，理解前入睡操作系統(tǒng)的基本原理，把握嵌入式設(shè)備軟件開發(fā)的基本技能，為同學(xué)未來就業(yè)打下基礎(chǔ)。

課程的連接在課程體系中，前導(dǎo)課程有《高等數(shù)學(xué)》、《C語言程序設(shè)計》、《單片機及接口技術(shù)》等課程，需要同學(xué)具備高等數(shù)學(xué)、C語言、數(shù)電、單片機等方面的學(xué)問和技能。

1.2課程設(shè)計理念

課程設(shè)計、建設(shè)和實施過程中，貫徹終身學(xué)習(xí)的教導(dǎo)觀、多元智能的同學(xué)觀、“設(shè)計導(dǎo)向”的職教觀、能力本位的質(zhì)量觀、過程導(dǎo)向的課程觀、行動導(dǎo)向的教學(xué)觀、校企合作的課程開發(fā)觀等職業(yè)教導(dǎo)理念。

1.3課程設(shè)計思路

該課程是作為培養(yǎng)專業(yè)能力，?提高分析能力和擴展同學(xué)學(xué)問面而設(shè)的專業(yè)選修課程的重要一環(huán)。本課程的任務(wù)是使同學(xué)了解嵌入式系統(tǒng)的基本概念；把握以ARM為代表的嵌入式處理器的體系結(jié)構(gòu)；了解嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點與操作辦法；把握在嵌入式設(shè)備平臺上舉行軟件開發(fā)調(diào)試的流程與辦法。囫圇教學(xué)過程充分利用與課程配套的ARM試驗板教學(xué)資源，教學(xué)與操作相結(jié)合，讓同學(xué)在把握學(xué)問的基礎(chǔ)上能夠理解地完成各種操作流程。同時，筆試與實際操作相結(jié)合的考試辦法對同學(xué)學(xué)習(xí)本門課起到一定的指導(dǎo)作用。

2．課程目標(biāo)

2.1總體目標(biāo)

通過本課程的學(xué)習(xí)，使同學(xué)了解當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的進(jìn)展趨勢，了解和把握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基本流程和技能，特殊是嵌入式系統(tǒng)的操作能力和應(yīng)用軟件的開發(fā)技能，培養(yǎng)同學(xué)的專

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業(yè)素養(yǎng)，樂觀合作的的團(tuán)隊精神和愛崗敬業(yè)的職業(yè)素質(zhì)。

通過本課程學(xué)習(xí)，使同學(xué)在三個方面達(dá)到預(yù)期目標(biāo)：

2.2詳細(xì)目標(biāo)

學(xué)問目標(biāo)了解嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成，把握ARM體系結(jié)構(gòu)，認(rèn)識ARM/THUMB指令集，把握嵌入式系統(tǒng)外圍模塊的的電路設(shè)計，把握基于ADS1.2開發(fā)環(huán)境的ARM應(yīng)用程序開發(fā)流程，把握嵌入式Linux系統(tǒng)構(gòu)成、操作辦法和嵌入式Linux系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)流程。

能力目標(biāo)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)能力，嵌入式Linux系統(tǒng)操作能力，嵌入式應(yīng)用程序調(diào)試能力，團(tuán)隊分工配合能力，書面表達(dá)和口頭表達(dá)能力。

素養(yǎng)目標(biāo)仔細(xì)認(rèn)真的基本職業(yè)素質(zhì)，配合互助的團(tuán)隊合作素質(zhì)，愛崗敬業(yè)的職業(yè)素質(zhì)。

3．課程內(nèi)容與教學(xué)要求

單元一嵌入式系統(tǒng)概述4學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與要求：本單元的學(xué)習(xí)目的是使同學(xué)初步熟悉嵌入式系統(tǒng)，理解嵌入式系統(tǒng)的基本概念、應(yīng)用場合。學(xué)習(xí)完本單元后，同學(xué)應(yīng)能夠理解嵌入式系統(tǒng)基本概念；理解嵌入式系統(tǒng)的定義、特點；理解嵌入式系統(tǒng)處理器的分類；理解常見的嵌入式操作系統(tǒng)；了解嵌入式實時操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點。

重點嵌入式系統(tǒng)的基本概念

難點嵌入式系統(tǒng)的定義和特點。

教學(xué)模式、辦法與手段：采納案例教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)的辦法，以課堂講授為主，協(xié)作多媒體教學(xué)手段。

單元二ARM9體系結(jié)構(gòu)12學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與要求：本單元的學(xué)習(xí)目的是使同學(xué)把握ARM公司的ARM9體系結(jié)構(gòu)的基本學(xué)問和ARM處理器的內(nèi)核功能及寄存器結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)完本單元后，同學(xué)應(yīng)能夠把握ARM9的體系結(jié)構(gòu)；把握三級流水線結(jié)構(gòu)；理解ARM處理器的內(nèi)核功能；把握ARM內(nèi)部寄存器；基本認(rèn)識ARM體系的異樣；了解ARM體系的存儲系統(tǒng)。理解ARM處理器的尋址方式；把握ARM指令集與Thumb指令集的區(qū)分；基本認(rèn)識ARM指令集的常用指令；了解Thumb指令集。

重點ARM9體系結(jié)構(gòu)的組成

難點ARM9內(nèi)部寄存器的組成和功能

教學(xué)模式、辦法與手段：采納對照式和啟發(fā)式的教學(xué)辦法，以課堂講授為主，協(xié)作多媒體教學(xué)手段。

單元三ARM9嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計4學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與要求：本單元的學(xué)習(xí)目的是使同學(xué)基本把握嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的電路設(shè)計，能夠

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完成基本電路、存儲電路的設(shè)計工作。學(xué)習(xí)完本單元后，同學(xué)應(yīng)能夠理解電源電路、復(fù)位電路和晶振電路的基本原理，能夠自行修改、設(shè)計以上電路。理解存儲器電路的基本原，能夠畫出SDRAM和Flash存儲器電路的電路原理圖。

重點Flash存儲器電路

難點SDRAM的概念以及在嵌入式系統(tǒng)上的用途

教學(xué)模式、辦法與手段：采納案例教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)的辦法，以課堂講授為主，協(xié)作多媒體教學(xué)手段。

單元四ADS1.2開發(fā)環(huán)境12學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與要求：本單元的學(xué)習(xí)目的是使同學(xué)基本了解和把握ADS1.2軟件開發(fā)環(huán)境安裝、配置和使用的辦法。學(xué)習(xí)完本單元后，同學(xué)應(yīng)能夠把握ADS1.2開發(fā)環(huán)境的安裝、設(shè)置和使用，能夠自立完成創(chuàng)建新項目，配置工程項目選項，編譯銜接生成目標(biāo)程序，能夠把握應(yīng)用程序的調(diào)試與運行辦法，理解無系統(tǒng)環(huán)境下應(yīng)用程序的開發(fā)辦法。

重點ADS1.2的安裝、配置辦法

難點ADS1.2開發(fā)環(huán)境下系統(tǒng)變量、環(huán)境參數(shù)的設(shè)置

教學(xué)模式、辦法與手段：采納案例教學(xué)法與實任務(wù)驅(qū)動法相結(jié)合的辦法，通過現(xiàn)場教學(xué)，加深教學(xué)效果，鞏固學(xué)問點。

單元五嵌入式Linux操作系統(tǒng)18學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與要求：本單元的學(xué)習(xí)目的是使同學(xué)認(rèn)識嵌入式Linux操作系統(tǒng)的概念、操作辦法、應(yīng)用程序開發(fā)的辦法。學(xué)習(xí)完本單元后，同學(xué)應(yīng)能夠理解嵌入式Linux系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，理解虛擬機的功能與特點，把握虛擬機和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的安裝操作步驟，把握Linux命令行模式基本操作，把握Linux環(huán)境下外設(shè)的掛載和卸載辦法，把握交錯編譯環(huán)境的安裝使用，了解系統(tǒng)環(huán)境下應(yīng)用程序的編寫，把握應(yīng)用程序的調(diào)試步驟和Linux系統(tǒng)的裁剪移植操作辦法。

重點嵌入式Linux系統(tǒng)的移植

難點嵌入式Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核裁剪

教學(xué)模式、辦法與手段：采納對照法和啟發(fā)式的教學(xué)辦法，并且通過任務(wù)驅(qū)動法和現(xiàn)場教學(xué)的辦法，提高授課效果。

表1：課時分配表（含試驗項目）

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4．課程考核

班級同學(xué)分組管理，每組2-3人，每組推薦一人為組長，考核以學(xué)習(xí)小組為單位舉行。

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期末考試以閉卷形式舉行，期末試卷出題權(quán)重參考如下。

5．課程實施條件

5.1師資條件要求

對專任老師要求具有碩士討論生及以上學(xué)歷，所學(xué)專業(yè)為自動化方向相關(guān)，或者電子技術(shù)專業(yè)。

5.2校園外實踐教學(xué)條件要求

5.2.1校園實訓(xùn)基地條件

本門課程主要在校園實訓(xùn)基地電子技術(shù)試驗室實踐訓(xùn)練。主要儀器設(shè)備見下表，按實訓(xùn)要

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求舉行了整體規(guī)劃，制訂全套規(guī)則制度，形成開放式的實踐教學(xué)環(huán)境。

主要儀器設(shè)備附表

5.2.2校外實訓(xùn)基地條件

5.3課程資源的利用

5.3.1教材的選用

5.3.2課程網(wǎng)站和信息化教學(xué)資源

該課程采納多媒體教學(xué)。采納多媒體教學(xué)時，老師要注重同學(xué)的課堂反應(yīng)，掌握好教學(xué)節(jié)奏，防止內(nèi)容切換過快，使大多數(shù)同學(xué)筆記和思維不能與教學(xué)內(nèi)容同步舉行。

通過校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，同學(xué)可以通過上網(wǎng)查閱該課程的相關(guān)資料，觀察或下載多媒體課件，以提高自身的感性熟悉。

5.3.3其他教學(xué)資源的利用

主要參考教材：

賴于樹，《ARM微處理器與應(yīng)用開發(fā)》，電子工業(yè)出版社，2022

周立功，《ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》，北京航空航天高