嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE7《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程編號01130023課程性質(zhì)選修課課程類別專業(yè)選修課程開課單位測控教研室授課學(xué)期第7學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2/32課內(nèi)學(xué)時(shí)32理論授課24上機(jī)學(xué)時(shí)8課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)32適用專業(yè)測控技術(shù)與儀器是否雙語否先修課程模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計(jì)后續(xù)課程二、課程簡介《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是測控技術(shù)與儀器本科專業(yè)的專業(yè)選修課程，為理論性、實(shí)踐性較強(qiáng)的一門課程。本課程任務(wù)是以ARM9為例，介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作運(yùn)力、軟件、硬件的設(shè)計(jì)方法及接口技術(shù)應(yīng)用，使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)的基本技能。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：知識(shí)目標(biāo)能夠理解嵌入式系統(tǒng)相關(guān)基本概念；掌握系統(tǒng)的架構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)。課程目標(biāo)2：能力目標(biāo)能夠熟練使用嵌入式開發(fā)環(huán)境；能夠具體問題具體分析，利用批判思維，設(shè)計(jì)符合編碼規(guī)范、易于維護(hù)的綜合應(yīng)用程序；能夠運(yùn)用所學(xué)指令和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等基本理論，分析工程問題。課程目標(biāo)3：素質(zhì)目標(biāo)能夠研究工程問題的綜合特征，果斷判斷；能夠聯(lián)系專業(yè)實(shí)際設(shè)計(jì)滿足特定需求的測控模塊、系統(tǒng)或儀器；體現(xiàn)積極進(jìn)取、勇于創(chuàng)新的時(shí)代精神和服務(wù)社會(huì)的意識(shí)。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)11.2掌握解決測控系統(tǒng)工程領(lǐng)域問題所需的工程基礎(chǔ)知識(shí)，具備應(yīng)用基本理論分析工程問題的能力。1-工程知識(shí)課程目標(biāo)21.2掌握解決測控系統(tǒng)工程領(lǐng)域問題所需的工程基礎(chǔ)知識(shí)，具備應(yīng)用基本理論分析工程問題的能力；5.1能夠合理選擇與使用解決復(fù)雜測控系統(tǒng)工程問題所需的多種儀器設(shè)備、信息資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具。1-工程知識(shí)5-使用現(xiàn)代工具課程目標(biāo)33.3能夠設(shè)計(jì)滿足特定需求的測控模塊、系統(tǒng)或儀器，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。3-設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元嵌入式系統(tǒng)概述（學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容了解嵌入式系統(tǒng)概念；理解嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件特征。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件特征。難點(diǎn)：嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件特征。3.教學(xué)方法課堂講授、巡回指導(dǎo)、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠理解嵌入式系統(tǒng)的概念及軟硬件特征。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1。第二單元ARM微處理器的概述與編程模型（學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容了解ARM微處理器的體系結(jié)構(gòu)；理解數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器格式。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器格式。難點(diǎn)：數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器格式。3.教學(xué)方法課堂講授、巡回指導(dǎo)、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠了解嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；理解數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器格式。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1。第三單元ARM9指令系統(tǒng)（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容理解匯編語言源程序基本知識(shí)；掌握編寫匯編語言源程序的基本方法。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：匯編語言源程序基本知識(shí)；編寫匯編語言源程序的基本方法。難點(diǎn)：編寫匯編語言源程序的基本方法。3.教學(xué)方法課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠理解匯編語言源程序的基本知識(shí)和編寫方法；能夠進(jìn)行簡單程序的編寫。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2。第四單元ARM嵌入式設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容理解ARM偽指令；理解匯編語言的語句格式；理解匯編語言與C/C++的混合編程方法。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：ARM偽指令；匯編語言的語句格式。難點(diǎn)：匯編語言與C/C++的混合編程方法。3.教學(xué)方法課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠理解ARM偽指令及匯編語言的語句格式；能夠進(jìn)行簡單程序的編寫。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3。第五單元嵌入式內(nèi)部可編程模塊（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容理解嵌入式內(nèi)部部分模塊的結(jié)構(gòu)；理解控制寄存器的位定義；掌握各控制寄存器設(shè)置方式。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：控制寄存器的位定義；各控制寄存器設(shè)置方式。難點(diǎn)：各控制寄存器設(shè)置方式。3.教學(xué)方法課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠理解嵌入式內(nèi)部控制寄存器的位定義，并能夠設(shè)置控制寄存器；能夠進(jìn)行簡單程序的編寫。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3。第六單元嵌入式接口技術(shù)應(yīng)用（學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容理解嵌入外部接口的結(jié)構(gòu)；理解控制寄存器的位定義；掌握各控制寄存器設(shè)置方式。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：控制寄存器的位定義；各控制寄存器設(shè)置方式。難點(diǎn)：各控制寄存器設(shè)置方式。3.教學(xué)方法課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠理解嵌入式外部接口控制寄存器的位定義，并能夠設(shè)置控制寄存器；能夠進(jìn)行簡單程序的編寫。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3。第七單元嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境（學(xué)時(shí)數(shù)：14學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容掌握ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境；了解Linux的軟件開發(fā)環(huán)境。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境的使用。難點(diǎn)：ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境的使用。3.教學(xué)方法課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠利用ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境編寫程序；能夠利用嵌入式系統(tǒng)搭建測控模塊。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元嵌入式系統(tǒng)概述課堂講授、巡回指導(dǎo)、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)121:1第二單元ARM微處理器的概述與編程模型課堂講授、巡回指導(dǎo)、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)121:1第三單元ARM9指令系統(tǒng)課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)1、241:1第四單元ARM嵌入式設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、341:1第五單元嵌入式內(nèi)部可編程模塊課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、341:1第六單元嵌入式接口技術(shù)應(yīng)用課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、321:1第七單元嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境課堂講授、巡回指導(dǎo)、案例分析、隨堂測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3141:1合計(jì)321:1五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評價(jià)細(xì)則平時(shí)成績20%課后作業(yè)50共計(jì)安排5次作業(yè)，分析計(jì)算題為主，主要考核各重點(diǎn)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)。目標(biāo)分值=0.5×作業(yè)平均值。隨堂測驗(yàn)30課堂根據(jù)需要隨時(shí)安排測驗(yàn)，客觀題為主，主要考核基礎(chǔ)知識(shí)，每次答題時(shí)間控制在15分鐘之內(nèi)。目標(biāo)分值=0.3×測驗(yàn)平均值出勤和綜合表現(xiàn)20按出勤、聽課狀態(tài)、回答問題積極程度、使用手機(jī)做與學(xué)習(xí)無關(guān)事情的次數(shù)等課堂表現(xiàn)酌情加減分，最終以滿分20分折算。實(shí)踐成績20%上機(jī)實(shí)驗(yàn)100安排4次實(shí)驗(yàn)，需提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，根據(jù)數(shù)據(jù)和報(bào)告內(nèi)容的準(zhǔn)確性、詳實(shí)度按比例折算，滿分20分。期末測驗(yàn)60%知識(shí)401.考核范圍：所有教學(xué)內(nèi)容2.測驗(yàn)題型：客觀題（選擇、判斷、填空）；主觀題（讀程序?qū)懡Y(jié)果或完善程序、程序設(shè)計(jì)）3.評價(jià)細(xì)則：客觀題占約40分，主觀題約占60分。能力40綜合應(yīng)用20（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元嵌入式系統(tǒng)概述1-1嵌入式系統(tǒng)定義1-2嵌入式系統(tǒng)的組成1-3嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用1-4傳感器的地位和作用1-5傳感器的發(fā)展趨勢隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1第二單元ARM微處理器的概述與編程模型2-1ARM微處理器概述2-2ARM微處理器結(jié)構(gòu)2-3ARM微處理器的工作狀態(tài)2-4ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器格式2-5處理器模式2-6寄存器組織2-7異常隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1第三單元ARM9指令系統(tǒng)3-1ARM處理器的尋址方式3-2ARM指令集3-3Thumb指令集隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2第四單元ARM嵌入式設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4-1偽指令4-2匯編語言的語句格式4-3匯編程序應(yīng)用4-4匯編語言與C/C++的混合編程隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第五單元嵌入式內(nèi)部可編程模塊5-1存儲(chǔ)控制模塊5-2GPIO5-3中斷系統(tǒng)5-4定時(shí)部件5-5UART5-6ADC及觸摸屏接口隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第六單元嵌入式接口技術(shù)應(yīng)用6-1LCD顯示器接口6-2I2C總線6-3I2S總線6-4AC97控制器隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3第七單元嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境7-1ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境7-2嵌入式Linux的交叉編譯環(huán)境安裝隨堂測驗(yàn)課后作業(yè)實(shí)驗(yàn)期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材孟祥蓮主編：《嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用教程（第2版）》，清華大學(xué)出版社，2017.3（二）相關(guān)推薦書目1.馬忠梅主編：《ARM嵌入式處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用基礎(chǔ)（第2版）》，北京航空航天大學(xué)出版社，2007.3；2.譚會(huì)生主編：《ARM嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用開發(fā)（第二版）》，西安電子科技大學(xué)出版