下载文档原格式
《嵌入式系统设计》课程教学大纲课程名称：嵌入式系统设计课程代码：TELE2131 课程学分：2.5课程名称（中/英）：嵌入式系统设计 / Embedded System Design 课程学时：27 实验学时：27课程性质：大类专业课程开课学期：第*学期适用专业：电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等专业先修课程：微机原理与接口技术、数字电路、C语言程序设计后续课程：开课单位：课程负责人：大纲执笔人：大纲审核人：一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：嵌入式系统设计是电子信息类专业一门重要的专业选修课程。
本课程是一门实践性很强的课程，课程以理论教学与实验教学并重的方式，培养学生嵌入式技术方面的软硬件设计能力，并通过该课程的学习扩大学生知识面，为今后的研究和技术工作打下坚实的基础。
教学目标：嵌入式系统设计以ST公司的32位基于ARM Cortex﹣M3内核的STM32单片机为例，介绍嵌入式系统的定义、特点和发展；ARM Cortex﹣M3体系结构；STM32程序设计与片上外围资源等，通过理论学习、实验、综合设计等环节，使学生了解嵌入式系统的发展状况和应用领域，掌握嵌入式系统的硬件设计、软件设计和系统综合设计能力，培养学生利用本课程分析和解决实际问题的能力，为今后从事嵌入式系统方面的应用与研究打下基础。
本课程的具体教学目标如下：1、掌握嵌入式系统的基础知识；学习ARM Cortex﹣M3体系结构；学习STM32 MCU的结构、STM32最小系统、片内外设资源和外部引脚，学习嵌入式系统硬件分析和设计方法；【1-2】2、学习STM32 MCU的软件开发技术，掌握利用嵌入式C语言设计STM32程序的方法；【1-2】3、学习嵌入式系统硬件设计技术，掌握STM32最小系统硬件和外围扩展单元设计，并能够综合运用嵌入式系统软件和硬件设计技术解决实际工程问题，并能够根据需求设计基于STM32 MCU的嵌入式系统的解决方案；【3-1】4、学习ARM Keil集成开发环境的使用方法，熟练使用STM32 MCU开发板，并在此基础上完成规定的必修实验，设计综合性实验。
嵌入式系统设计（Embedded System Design）课程代码：05410176学分：1.5学时：24 （其中：课题教学学时：24 实验学时：0 上机学时：0）先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、微型计算机原理及应用适用专业：生物医学工程教材：《嵌入式系统体系结构、编程与设计》（第三版）。
Raj Kamal著，郭俊凤译：清华大学出版社，2017年5月出版一、课程性质与课程目标（一）课程性质《嵌入式系统设计》融合了计算机软硬件技术、通信技术和半导体微电子技术。
根据实际应用要求，把微处理器直接嵌入到应用系统中，并对软硬件进行优化、裁剪。
在工业智能仪器仪表、光机电设备、自动检测、信息处理、医疗仪器等方面得到了极为广泛的应用。
本课程以嵌入式系统设计知识为主体，是生物医学工程专业的一门具有重要意义的专业基础课，同时也是生物医学工程专业的一门理论性与实践性很强的课程。
通过本课程的学习，使学生熟悉嵌入式系统开发流程和方法，能根据系统实际应用需求，独立设计嵌入式系统的硬件,编写可在嵌入式设备上运行的应用程序。
为学生毕业后从事计算机检测与控制、智能仪表、医疗仪器等相关工作打下比较扎实的理论与实践基础。
（二）课程目标本课程既培养学生分析问题、解决问题的能力，又使得学生能够具备一定的实践能力。
二、课程内容与教学要求第一章嵌入式系统基础（一）课程内容1. 嵌入式系统概念2. 嵌入式系统处理器3 嵌入式操作系统（二）教学要求1. 正确理解嵌入式系统的基本概念2. 掌握嵌入式微处理器分类及结构3. 掌握嵌入式操作系统的概念及内核4. 了解嵌入式系统的发展趋势（三）重点与难点1. 重点（1）嵌入式系统的概念（2）嵌入式处理器（3）嵌入式操作系统2. 难点（1）嵌入式微处理器（2）嵌入式操作系统的内核第二章嵌入式系统开发流程（一）课程内容1. 嵌入式软件开发特点2. 嵌入式软件开发流程3. 嵌入式系统的调试（二）教学要求1. 熟悉嵌入式软件开发特点2. 掌握嵌入式软件开发流程3. 掌握嵌入式系统的调试（三）重点与难点1. 重点：嵌入式软件开发流程2. 难点：嵌入式系统的调试第三章嵌入式系统的硬件基础（一）课程内容1. 嵌入式系统的硬件结构2. 嵌入式系统的处理器3. 嵌入式系统的存储器4. 嵌入式系统的其他电路（二）教学要求1. 熟悉嵌入式系统的硬件结构2. 了解嵌入式系统的处理器3. 掌握嵌入式系统的存储器4. 掌握嵌入式系统的其他电路（三）重点与难点1. 重点：（1）嵌入式系统的硬件（2）嵌入式系统的处理器2. 难点：嵌入式系统的硬件第四章嵌入式系统的软件基础（一）课程内容1. 嵌入式系统的集成开发环境2. 嵌入式系统的软件架构3. 嵌入式系统的常用软件模块（二）教学要求1. 熟悉嵌入式系统的集成开发环境2. 掌握嵌入式系统的软件架构3. 掌握嵌入式系统的常用软件模块（三）重点与难点1. 重点：（1）嵌入式系统的软件架构（2）嵌入式系统的常用软件模块2. 难点：嵌入式系统的常用软件模块第五章嵌入式操作系统基础（一）课程内容1. 嵌入式操作系统概述2. 嵌入式操作系统内核的结构（二）教学要求1. 了解常用的.嵌入式操作系统2. 掌握嵌入式操作系统内核的结构（三）重点与难点1 重点：嵌入式操作系统内核的结构2. 难点：嵌入式操作系统内核的结构三、本课程开设的实验项目四、学时分配及教学方法六、参考书目及学习资料1. 《嵌入式系统开发与应用教程》田泽编著.北京航空航天大学出版社，2010.2. 《嵌入式系统硬件与软件架构》Tammy Noergaard著，马洪兵译.人民邮电出版社，2008.3. 《嵌入式操作系统基础µC/OS-Ⅱ和Linux》任哲，樊生文.北京航空航天大学出版社，2011.七、大纲说明1. 采用多媒体教学手段，建议采用讲授、案例、讨论相结合，多种教学手段综合运用。
《嵌入式系统设计》教案嵌入式系统设计教案1.课程目标和学习目标本课程旨在使学生掌握嵌入式系统设计的基本原理和技术，培养学生的嵌入式系统设计能力。
通过该课程的学习，学生将能够：-理解嵌入式系统的概念和特点；-掌握嵌入式系统的硬件和软件设计方法；-学习使用常见的嵌入式开发板和开发工具；-能够完成一个简单嵌入式系统的设计和实现。
2.教学内容和学习方法嵌入式系统设计主要包括硬件和软件两个方面。
教学内容包括以下几个部分：-嵌入式系统概述：嵌入式系统的定义、分类和应用领域。
-嵌入式硬件设计：处理器选型、系统总线设计、存储器设计、外设接口设计等。
-嵌入式软件设计：嵌入式操作系统、驱动程序设计、应用程序设计等。
-嵌入式系统调试和测试：仿真调试、硬件调试和软件调试技术。
-嵌入式系统实例：以一个具体的嵌入式系统为例，进行设计和实现。
学习方法主要包括理论讲解和实践操作相结合。
通过教师的讲解、案例分析、实验操作等方式，使学生能够理解和掌握相关知识和技能。
3.教学进度和安排本课程建议采用16周的学习周期。
具体教学进度和安排如下：第1周：嵌入式系统概述-嵌入式系统的定义和特点；-嵌入式系统的应用领域。
第2周：嵌入式硬件设计-处理器选型和系统总线设计；-存储器设计和外设接口设计。
第3周：嵌入式软件设计-嵌入式操作系统；-驱动程序设计。
第4周：嵌入式软件设计（续）-应用程序设计。
第5周：嵌入式系统调试和测试-仿真调试技术；-硬件调试技术。
第6周：嵌入式系统实例设计（1）-系统需求分析；-系统结构设计。
第7周：嵌入式系统实例设计（2）-硬件设计；-软件设计。
第8周：嵌入式系统实例设计（3）-系统集成和调试。
第9周：嵌入式系统实例设计（4）-软件测试和优化。
第10周：嵌入式系统实例设计（5）-系统性能评估。
第11周：嵌入式系统实例设计（6）-系统实施和部署。
第12周：实验1-嵌入式系统硬件设计实验第13周：实验2-嵌入式系统软件设计实验第14周：实验3-嵌入式系统调试和测试实验第15周：实验4-嵌入式系统实例设计实验（硬件设计）第16周：实验5-嵌入式系统实例设计实验（软件设计）4.考核方式和评价标准公开课程使用考评标准，以确保教师客观、公正地评估学生的能力和表现。
嵌入式系统课课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握嵌入式系统的基本概念、原理和应用，培养学生运用嵌入式系统解决实际问题的能力。
具体分为以下三个部分：1.知识目标：（1）了解嵌入式系统的基本概念、特点和分类；（2）掌握嵌入式处理器、外围设备及其接口技术；（3）熟悉嵌入式操作系统的基本原理和常用操作系统；（4）了解嵌入式系统的设计方法和开发流程。
2.技能目标：（1）能够使用嵌入式处理器和外围设备搭建简单的嵌入式系统；（2）能够编写嵌入式系统的基本程序，实现常见的功能；（3）具备嵌入式操作系统的基本编程能力；（4）能够运用嵌入式系统解决实际问题，开展创新设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对嵌入式系统的兴趣，激发学习热情；（2）培养学生团队合作精神，提高沟通与协作能力；（3）培养学生创新意识，培育勇于探索的精神；（4）培养学生责任感，强化安全意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.嵌入式系统概述：嵌入式系统的概念、特点、分类和应用领域；2.嵌入式处理器：嵌入式处理器的结构、工作原理和性能评估；3.嵌入式外围设备：存储器、输入输出接口、定时器等；4.嵌入式操作系统：嵌入式操作系统的原理、结构和常用操作系统；5.嵌入式系统设计方法：需求分析、系统架构设计、软件设计等；6.嵌入式系统开发流程：项目立项、系统设计、编程调试、测试等；7.嵌入式系统应用案例：常见嵌入式系统的应用案例分析。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：通过讲解嵌入式系统的基本概念、原理和应用，使学生掌握相关知识；2.讨论法：学生针对嵌入式系统的某个主题进行讨论，提高学生的思考和表达能力；3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解嵌入式系统在实际应用中的工作原理和设计方法；4.实验法：让学生动手搭建嵌入式系统，亲身体验嵌入式程序的编写和调试过程。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用国内权威、实用的嵌入式系统教材；2.参考书：提供相关的嵌入式系统著作，供学生拓展阅读；3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，丰富教学手段；4.实验设备：提供嵌入式系统实验平台，让学生动手实践。
山东建筑大学课程设计说明书题目：基于ARM的网络通信系统的设计课程：嵌入式系统及应用课程设计院（部）：信息与电气工程学院专业：电子信息工程班级：电信062学生姓名：**学号：**********指导教师：***完成日期：2009年7月目录摘要 (II)1 设计目的 (1)2 设计要求 (1)3 设计原理 (2)4 设计内容 (5)4.1系统框图 (5)4.1需求分析 (5)4.3器件选型 (6)4.4 系统原理图 (8)4.5 软件设计 (9)总结与致谢 (11)参考文献 (12)摘要在电子设备日趋网络化的背景下，作为目前广泛使用的以太网以及TCP/IP协议已经成为事实上最常用的网络标准之一，它以高速、可靠、分层以及可扩充性使得它在各个领域的应用越来越灵活，很多情况下运用以太网和TCP/IP能够简化结构和降低成本。
但是，目前关于嵌入式以太网的设计方案不是很多，在这不多的方案中大多是基于单片机或DSP的。
两者都存在要外扩很多外设的问题，并且前者速度太慢，后者成本又太高，这在一些对设备尺寸要求很小的场合是不行的。
本设计中，采用了基于ARM内核的微处理器S3C44BOX为基础的嵌入式系统与10 MB 以太网控制芯片RTL8019AS的接口电路实现了网络通信。
本系统可以通过网络接收命令和传送数据，S3C44BOX负责数据的采集和运算处理，通过互联网上任意一台计算机可以配置系统的工作方式和接收本系统采集的数据。
关键词：TCP/IP；ARM；S3C44B0X；RTL8019AS1 设计目的目前，以太网协议已经非常广泛地应用于各种计算机网络，如办公局域网、工业控制网络、因特网等场合，并且还在不断地发展。
基于以太网的新技术和联网设备不断出现，以太网已经成为事实上最常用的网络标准之一。
但是，基于以太网的嵌入式系统目前并不是很多。
其原因除了嵌入式系统本身运行速度较慢、资源较少且不足以实现以太网的各种协议外，更重要是设计以太网的接口及协议相对比较复杂，使人望而却步。
《嵌入式系统设计》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：041103261课程名称：嵌入式系统设计课程英文名称：The Principle and Application of Embedded System课程所属单位（院（系）、教研室）：电气信息工程系电子信息教研室课程面对专业：电子信息工程课程类型：选修课先修课程：数字、模拟电子技术基础，C语言程序设计等相关课程学分：2.5总学时：48学时(其中理论学时：32学时，试验学时：16学时)二、课程性质与目的嵌入式系统具有体积小、功能强、牢靠性高、面对限制和价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业限制，智能工具，领域普遍采纳的智能化限制工具，而且已渗入到人们工作和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广袤。
本课程以AMR9为例，介绍其内部结构，工作原理，软件、硬件的设计方法及接口技术应用，使学生驾驭嵌入式系统设计和开发的基本技能。
通过本课程的学习，使学生驾驭系统的的架构、工作原理、指令系统、编程技术、接口技术和实际应用。
为学生将来在工作中，能够应用嵌入式技术解决实际问题打下基础。
三、课程教学内容与要求第一章嵌入式系统概述1. 嵌入式系统定义2. 嵌入式系统的发展概述3. 嵌入式系统的硬件和软件特征4. 嵌入式系统的分类5. 嵌入式系统的应用基本要求：了解嵌入式系统概念及软、硬件特征；重点与难点：重点是嵌入式系统。
其次章 ARM微处理器的概述与编程模型1. ARM微处理器的概述2. ARM微处理器结构3. ARM微处理器的工作状态4. ARM体系结构的存储器格式5. 处理器模式5. 寄存器组织6. 异样（Exceptions）基本要求：了解ARM微处理器的体系结构和数据的存储器格式，重点与难点：重点是微处理器的内部结构及寄存器组织。
第三章 ARM9指令系统1. ARM处理器的寻址方式3. ARM指令集4. Thumb指令集基本要求：理解汇编语言源程序基本学问，学会编写汇编语言源程序的基本方法，能够编写一些简洁的程序。
《嵌入式系统》课程设计任务书三2011-2012学年第一学期理工科软件机电专业适用一、目的《嵌入式系统》课程设计为学生提供了一个理论与实践相结合的机会。
既锻炼了学生动手能力，又会加深理解学生在课堂所学习的理论知识。
通过课程设计可以将课本上的理论知识和实际应用有机的结合起来，培养学生又动脑，又动手，独立思考分析问题的能力，提高学生运用所学知识解决实际问题的综合素质。
《嵌入式系统》课程设计的主要目标是：（1）掌握构建嵌入式系统软硬件平台的基本技能；（2）具备基本嵌入式系统下C语言编程能力、嵌入式操作系统基本调试的能力；（3）了解应用嵌入式系统技术开发一套嵌入式系统设备的方法。
二、设计题目基于ARM的滚屏LED广告牌开发三、设计原理1、点阵LED屏硬件原理EMBEST实验平台设计了一个 16×16的点阵屏。
点阵屏由发光LED矩阵块组成。
16×16点阵屏即屏上有 16×16 个LED发光二极管，每个发光二极管可理解为一个像素点，它们被按着行与列的形式整齐地排列，通过控制每个LED（像素点）的亮灭，点阵屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形。
本实验平台的点阵屏电路如下图：图1 点阵屏的行扫描信号图2 点阵屏的列扫描信号图3 点阵屏的行驱动信号图4 点阵屏的接口电路本实验平台使用的16×16点阵屏上，每一行16个LED，它们采用共阳极的接法；每一列16个LED，它们采用共阴极的接法。
如上图4中，QL1～QL16是点阵屏的行驱动信号，每一个信号控制一行；LR1～LR16是点阵屏的列驱动信号，每一个信号控制一列。
故通过利用相应行线输出高电平，相应列线输出低电平，就可以点亮点阵屏上相应的LED。
如果按着一定的控制或扫描方法，就可以实现汉字、图形的显示。
为了能够稳定地控制点阵屏的显示，本实验平台采用了CD4094作为行线和列线扫描信号的控制芯片。
CD4094芯片简单来说就是一串入并出的功能，将CPU的串行数据转化为并行数据输出。
嵌入式系统课程设计大设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解嵌入式系统的基本概念、组成及工作原理；2. 掌握嵌入式系统设计的基本流程和方法；3. 了解嵌入式系统在不同领域的应用及发展趋势。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行嵌入式系统需求分析、硬件选型、软件设计的能力；2. 提高学生编程、调试和优化嵌入式系统的实际操作能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对嵌入式系统的学习兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，使其具备良好的职业素养；3. 增强学生对我国嵌入式技术发展的自豪感，激发其为国家技术创新贡献力量的意愿。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，强调学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，熟悉编程语言，具有较强的学习能力和实践能力。
教学要求：教师需采用项目驱动、案例教学等方法，引导学生掌握嵌入式系统设计的基本理论和方法，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述：介绍嵌入式系统的基本概念、发展历程、分类及特点，结合教材第一章内容，使学生建立嵌入式系统的整体认识。
- 嵌入式系统基本概念与组成- 嵌入式系统发展历程与趋势- 嵌入式系统分类及特点2. 嵌入式硬件系统设计：讲解嵌入式硬件系统的选型、设计与搭建，结合教材第二章内容，使学生掌握硬件系统设计方法。
- 硬件系统选型与配置- 嵌入式处理器与外围设备- 硬件系统设计与搭建3. 嵌入式软件系统设计：介绍嵌入式软件系统的开发流程、编程语言及常见软件架构，结合教材第三章内容，培养学生软件开发能力。
- 软件系统开发流程与方法- 嵌入式编程语言（C、C++、汇编等）- 常见软件架构与应用4. 嵌入式系统应用案例：分析嵌入式系统在不同领域的应用案例，结合教材第四章内容，提高学生的实际应用能力。
嵌入式系统技术课程设计一、课程设计的背景和意义嵌入式系统具有高度集成、高度可靠、低功耗等特点，在现代生产和生活中有着广泛应用。
然而，嵌入式系统的研发与应用对于普通软件开发和计算机专业的学生来说是个相对较新的领域，需要掌握更多的硬件和软件技术知识。
因此，率先开展嵌入式系统技术课程深入探讨，提高学生嵌入式系统的理论水平及实践能力，具有重要意义。
课程设计旨在使学生熟练掌握嵌入式系统设计、嵌入式编程、嵌入式应用等方面的知识和技能，通过实践操作和项目实现，培养学生独立思考、团队协作、解决问题的能力，以应对未来工作的需要。
二、设计内容本次课程设计以嵌入式系统为核心，包括硬件设计和软件编程两个方面，主要设计内容如下：1. 硬件设计硬件设计是本次课程设计中最关键的一环。
硬件设计涉及到微处理器的选型、板级系统的设计、外设控制和通信等多个方面。
在设计硬件电路时，需要考虑到系统本身的需求，包括性能、功耗、成本等多方面因素。
经过初步的调研，我们选择使用STC89C52RC微处理器，并基于该处理器设计嵌入式系统硬件电路。
2. 软件编程软件编程是嵌入式系统设计中不可或缺的一部分。
在硬件电路设计完成后，需要对硬件进行编程，以实现系统的功能。
本次课程设计中，软件编程主要分为两部分：嵌入式系统应用程序的编写和程序的调试。
在应用程序编写阶段，需要使用汇编语言和C 语言进行编程，以实现系统功能。
在程序调试过程中，需要使用仿真器对应用程序进行调试，保证系统的稳定运行。
3. 项目实现项目实现是本次课程设计的重点。
课程设计组要参与一个由老师提供的项目：“嵌入式温度控制系统”。
项目实现过程中，学生需要根据设计要求利用已掌握的知识进行硬件电路设计、软件编程，在制作过程中体现开发团队合作、工程管理和其他软技能方面的培养。
三、设计流程与实施计划课程设计实施的流程如下：1.学生进行嵌入式系统的理论学习，并实践操作；2.硬件电路的设计和实验室制作，根据老师提供的电路图进行硬件电路的设计；3.软件编程的实验室制作，进行实验室编程；4.项目实现过程，进行团队协作、工程管理和其他软技能方面的培养；5.项目演示与汇报，学生分别展示自己的项目，教师点评，进行现场交流与互动。
