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1、《嵌入式系統(tǒng)》教學(xué)大綱
課程名稱 嵌入式系統(tǒng)
課程性質(zhì) 選修 學(xué)時(shí)數(shù) 54+18 學(xué)分?jǐn)?shù) 3.5
開課學(xué)期 第6學(xué)期 適用專業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程
先修課程 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯電路、微機(jī)原理等
一、課程簡(jiǎn)介
嵌入式技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)之一,涉及的內(nèi)容繁多,包括硬件知識(shí),操作系統(tǒng),程序設(shè)計(jì)知識(shí)(C語(yǔ)言,C++語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言),數(shù)字邏輯電路和模擬電子技術(shù)等知識(shí),是一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程主要講授嵌入式系統(tǒng)的基本概念,嵌入式系統(tǒng)中使用的MCU的體系結(jié)構(gòu),指令系統(tǒng),程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開發(fā),系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)
2、試方法等。
二、本課程的目的和任務(wù)
通過(guò)嵌入式系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí);熟練掌握基于一種常用的MCU的結(jié)構(gòu)、編程模型、指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、片內(nèi)外設(shè)及應(yīng)用、中斷系統(tǒng),掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及軟硬件調(diào)試方法。能夠設(shè)計(jì)、調(diào)試簡(jiǎn)單的應(yīng)用系統(tǒng),使學(xué)生初步具備實(shí)際工作的能力。
三、本課程的基本要求及內(nèi)容
第一章 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)(2學(xué)時(shí))
(一)基本要求
了解嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展、嵌入式系統(tǒng)的組成、嵌入式系統(tǒng)的分類。
(二)課程內(nèi)容
1、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展
2、嵌入式系統(tǒng)的分類及常見的嵌入式系統(tǒng)
第二章 MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)與時(shí)序(4學(xué)時(shí))
(
3、一)基本要求
了解單片機(jī)的時(shí)序和工作方式,掌握內(nèi)部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn),特殊功能寄存器使用,內(nèi)部CPU結(jié)構(gòu),內(nèi)部I/O 特點(diǎn),掌握CPU的結(jié)構(gòu)及工作原理。
(二)課程內(nèi)容
1、MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2、MCS-51引腳功能
3、MCS-51單片機(jī)工作方式
4、MCS-51單片機(jī)時(shí)序
教學(xué)重點(diǎn):MCS-51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及編程模型。
第三章 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)(4學(xué)時(shí))
(一)基本要求
掌握MCS—51型單片機(jī)的尋址方式,熟練掌握數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、控制轉(zhuǎn)移、位操作指令及應(yīng)用。
(二)課程內(nèi)容
1 、概述
2 、尋址方式
3 、指令系統(tǒng)
教學(xué)重點(diǎn)
4、:指令功能。
第四章 軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(14學(xué)時(shí))
(一)基本要求
熟練掌握MCS-51單片機(jī)匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法。
(二)課程內(nèi)容
1、匯編語(yǔ)言的組成,匯編語(yǔ)言源程序設(shè)計(jì)與匯編
2、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
3、簡(jiǎn)單程序與分支程序設(shè)計(jì)
4、循環(huán)與查表程序設(shè)計(jì)
5、子程序與運(yùn)算程序設(shè)計(jì)
6、程序設(shè)計(jì)的一般方法
教學(xué)重點(diǎn):C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。
第五章 MCS-51中斷系統(tǒng)(2學(xué)時(shí))
(一)基本要求
掌握中斷的基本概念與MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)。
(二)課程內(nèi)容
1、概述
2、MCS-51的中斷系統(tǒng)
3、MCS-51對(duì)外部中斷源的擴(kuò)展
教學(xué)重點(diǎn):各中斷源
5、的控制寄存器設(shè)置。
第六章 片內(nèi)I/O接口(6學(xué)時(shí))
(一)基本要求
掌握MCS-51單片機(jī)并行口及定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。
(二)課程內(nèi)容
1、概述
2、MCS-51內(nèi)部并行I/O端口及其應(yīng)用
3、并行I/O接口芯片
4、MCS-51與LED、鍵盤的接口
5、MCS-51內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器
教學(xué)重點(diǎn):并行口的特點(diǎn)和定時(shí)器的應(yīng)用。
第七章 A/D和D/A的接口(2學(xué)時(shí))
(一)基本要求
掌握MCS-51與A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的接口及編程方法。
(二)課程內(nèi)容
1、D/A轉(zhuǎn)換器及MCS-51與D/A轉(zhuǎn)換器的接口
2、A/D轉(zhuǎn)換器及MCS-51與A/D轉(zhuǎn)換器的
6、接口
教學(xué)重點(diǎn):A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的接口及編程方法。
第八章 串行通信接口(2學(xué)時(shí))
(一)基本要求
掌握MCS-51串行口及應(yīng)用。
(二)課程內(nèi)容
1、串行通信基礎(chǔ)
2、MCS-51的串行通信接口
3、MCS-51串行口的編程
4、單片機(jī)的多機(jī)通信
教學(xué)重點(diǎn):串行口通信和編程
第九章 ARM體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介(8)
(一)基本要求
初步掌握ARM體系結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。
(二)課程內(nèi)容
1、ARM功能及體系結(jié)構(gòu)
2、ARM指令系統(tǒng)
3、ARM接口技術(shù)及硬件設(shè)計(jì)
4、ARM應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)簡(jiǎn)介
第十章 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法(6學(xué)時(shí))
(一)基本要求
初步掌
7、握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。
(二)課程內(nèi)容
1、單片機(jī)最小系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2、單片機(jī)前向和后向通道的設(shè)計(jì)
3、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)
4、系統(tǒng)調(diào)試方法
5、設(shè)計(jì)實(shí)例
教學(xué)重點(diǎn):應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試方法。
四、學(xué)時(shí)分配的建議
章(或編)次
總學(xué)時(shí)數(shù)
講授學(xué)時(shí)數(shù)
習(xí)題課、討論課等學(xué)時(shí)數(shù)
一
2
2
0
二
4
3
1
三
4
4
0
四
14
10
4
五
2
2
0
六
6
4
2
七
2
2
0
八
2
2
0
九
8
7
1
十
6
4
2
機(jī)動(dòng)
4
合計(jì)
54
40
8、
10
五、推薦教材和參考書目
[1] 毛謙敏等,單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2005.
[2] 胡漢才,單片機(jī)原理及其接口技術(shù)(第2版),北京:清華大學(xué)出版社,2001.
[3] 何立民,單片機(jī)高級(jí)教程—應(yīng)用與設(shè)計(jì),北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1995.
[4] 周立功等,ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程,北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005.
六、實(shí)驗(yàn)大綱
(一)基本要求
嵌入式系統(tǒng)在信息類產(chǎn)品中有非常廣泛的應(yīng)用,因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生應(yīng)該達(dá)到以下要求:
1. 掌握嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及應(yīng)用。能夠用匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。
2. 熟悉嵌入式系
9、統(tǒng)的幾種工作模式及其轉(zhuǎn)換。
3. 掌握嵌入式系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境的使用。
4. 掌握嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部接口電路的功能及使用。
(二)主要教學(xué)儀器設(shè)備
計(jì)算機(jī),嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱。
(三) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及學(xué)時(shí)數(shù)
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱
內(nèi)容提要
實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)
每組人數(shù)
實(shí)驗(yàn)屬性
實(shí)驗(yàn)者
實(shí)驗(yàn)要求
1
Keil C51的使用(匯編語(yǔ)言)
掌握IDE開發(fā)環(huán)境的功能及使用
3
2
驗(yàn)證
本科
必做
2
十六進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換
實(shí)踐匯編語(yǔ)言順序結(jié)構(gòu)的編程方法
3
2
設(shè)計(jì)
本科
必做
3
8段LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示
掌握8段LED顯示器的使用及顯示程序的設(shè)計(jì)方法
10、
3
2
設(shè)計(jì)
本科
必做
4
矩陣鍵盤的使用
掌握矩陣鍵盤的使用及鍵盤掃描程序的設(shè)計(jì)方法
3
2
設(shè)計(jì)
本科
必做
5
A/D轉(zhuǎn)換
掌握用ADC0809實(shí)現(xiàn)A/D的方法
3
2
設(shè)計(jì)
本科
必做
6
D/A轉(zhuǎn)換
掌握用DAC0832實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的方法
3
2
設(shè)計(jì)
本科
選做
7
UART接口實(shí)驗(yàn)
掌握串行口的結(jié)構(gòu)及與編程
3
2
設(shè)計(jì)
本科
選做
8
LCD顯示器實(shí)驗(yàn)
掌握LCD顯示接口設(shè)計(jì)與編程
3
2
設(shè)計(jì)
本科
選做
9
ARM開發(fā)環(huán)境使用
初步掌握ARM開發(fā)環(huán)境
3
2
驗(yàn)證
本
11、科
選做
學(xué)生應(yīng)該做6個(gè)實(shí)驗(yàn),其中5個(gè)必做實(shí)驗(yàn),并從4個(gè)選做實(shí)驗(yàn)中任選1個(gè)。
七、說(shuō)明
1、考核方式為120分鐘內(nèi)閉卷筆試。學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定方法:平時(shí)成績(jī)(作業(yè)、考勤占10%;實(shí)驗(yàn)占20%)占30%;期末考試占70%。
2、本課程教材選用原則:獲獎(jiǎng)教材或經(jīng)典教材。
3、使用本大綱時(shí),應(yīng)保證完成大綱規(guī)定的主要內(nèi)容,但課程的章節(jié)安排, 課時(shí)分配以及教學(xué)方式等可根據(jù)實(shí)際作適當(dāng)調(diào)整,鼓勵(lì)教師結(jié)合本領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展,在體系上努力創(chuàng)新,在內(nèi)容上隨時(shí)更新。
4、本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授(主要采用多媒體技術(shù)授課),學(xué)生自學(xué),習(xí)題,答疑,期末考試。
參加討論人員:課程組全體成員
執(zhí) 筆 人:呂治安
審 定 人:胡榮玉
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