《嵌入式系统分析与设计》课程教学大纲

嵌入式系统教学大纲嵌入式系统教学大纲嵌入式系统是当今科技领域中的一个重要分支，它涵盖了硬件、软件、通信和控制等多个领域。

随着物联网和人工智能的快速发展，嵌入式系统的应用范围越来越广泛。

为了培养具备嵌入式系统设计和开发能力的专业人才，制定一份完善的嵌入式系统教学大纲至关重要。

第一部分：嵌入式系统基础知识在这一部分，学生将学习嵌入式系统的基本概念、发展历程以及相关技术。

包括嵌入式系统的定义、特点、分类和应用领域等内容。

同时，还将介绍嵌入式系统的硬件平台、软件开发环境和通信技术等基础知识。

第二部分：嵌入式系统硬件设计这一部分将重点介绍嵌入式系统的硬件设计原理和方法。

学生将学习数字电路设计、模拟电路设计以及嵌入式系统的电源管理和时钟设计等内容。

通过实践项目，学生将掌握基本的电路设计和PCB布局技术。

第三部分：嵌入式系统软件开发在这一部分，学生将学习嵌入式系统的软件开发技术。

包括嵌入式操作系统、驱动程序设计、实时系统和嵌入式软件测试等内容。

通过实践项目，学生将了解嵌入式系统软件开发的整个流程，并掌握常用的开发工具和技术。

第四部分：嵌入式系统通信与网络这一部分将介绍嵌入式系统的通信和网络技术。

学生将学习串行通信、并行通信、无线通信以及网络协议等内容。

通过实验项目，学生将了解嵌入式系统与外部设备的通信方式，并能够进行网络编程和数据传输。

第五部分：嵌入式系统应用与案例分析在这一部分，学生将学习嵌入式系统在各个领域的应用案例。

包括智能家居、智能交通、医疗设备和工业自动化等领域。

通过案例分析，学生将了解嵌入式系统的实际应用和解决方案，并能够进行系统设计和优化。

第六部分：嵌入式系统实践项目这一部分将组织学生进行嵌入式系统的实践项目。

学生将根据自己的兴趣和专业方向选择合适的项目，并在指导老师的指导下完成项目设计、开发和测试。

通过实践项目，学生将综合运用所学的硬件设计和软件开发技术，提升解决实际问题的能力。

第七部分：嵌入式系统设计与创新在这一部分，学生将学习嵌入式系统的设计原则和创新思维。

课程编号：“嵌入式系统设计”课程教学大纲Embeded System Design Course Outline50学时 3学分一、课程的性质、目的及任务嵌入式系统设计是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程。

随着后PC时代的到来，以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入，嵌入式系统设计在计算机科学与技术专业课程体系中的地位愈发重要。

通过本课程的学习，掌握嵌入式系统的组成和基本原理、ARM体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等。

二、适用专业——计算机科学与技术三、先修课程——计算机组成原理、微型计算机技术、汇编语言、C语言程序设计四、课程的基本要求通过本课程的学习，学生应能达到下列要求：1.掌握嵌入式系统的概念、体系结构、系统组成及设计方法；2.掌握ARM7的微处理器结构和指令系统以及嵌入式系统的分析与设计方法，了解嵌入式操作系统和嵌入式网络技术；3.掌握以S3C44B0系列嵌入式微处理器的硬件资源、指令系统，并以它为核心，能够进行实际系统的设计与分析；4.通过实例学习，重点掌握嵌入式系统的应用开发。

五、课程的教学内容(一)课堂讲授的教学内容0．绪论嵌入式系统开发基础（基本概念、组成结构、硬件组成、操作系统、应用软件开发、嵌入式系统开发流程）1．ARM体系结构及汇编指令集ARM技术概述；ARM处理模式和状态、ARM存储器组织、ARM异常中断；ARM寻址方式；ARM指令集、Thumb 指令集、ARM汇编程序规范、ARM汇编程序特点2．基于ARM的嵌入式系统程序设计基础ARM汇编语言程序设计、嵌入式C语言程序设计及技巧、C语言与汇编语言混合编程、基于ARM的软件开发环境3．基于ARM核微处理器S3C44B0X的扩展接口技术S3C44B0X微处理器及其硬件开发平台、基于S3C44B0X的嵌入式系统体系结构；存储器扩展接口、UART异步串行接口、USB设备接口、通用I/O口应用、A/D和D/A接口应用。

嵌入式系统课程设计一、课程说明课程编号：090374Z11课程名称：嵌入式系统/ Embedded Systems课程类别：专业教育课程学时/学分：48/3先修课程：计算机与程序设计语言基础、微机原理与接口技术、模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与技术、计算机操作系统。

适用专业：电子信息工程教材、教学参考书：1.张大波等。

嵌入式系统原理设计与应用（第三版），清华大学出版社，2012年。

2.田泽。

嵌入式系统开发与应用教程，北京航空航天大学出版社，2011年。

3.张晨曦等。

嵌入式系统教程，清华大学出版社，2013年。

4.徐成等。

嵌入式系统导论。

中国铁道出版社，2010年。

二、课程设置的目的意义20世纪70年代，嵌入式系统走出实验室，80年代末，进入中国。

之后，开始了电子化和计算机技术结合的进程。

嵌入式技术作为IT产业新崛起的一个分支，正在全球范围内迅猛发展。

国内嵌入式智能平台市场近几年也呈快速增长趋势。

嵌入式技术已在当前得到广泛应用，而嵌入式系统设计是一门综合性的课程，涉及电子、计算机、自动控制等诸多专业知识，综合性强，可包括微机原理、单片机设计、操作系统等课程内容。

嵌入式系统是软件、硬件设计的完美结合。

通过嵌入式系统课程学习，可提升嵌入式系统设计的专业知识和实际设计能力。

本课程从学习嵌入式系统的基本概念出发，深入学习嵌入式系统软硬件技术基础、嵌入式系统软硬件组成、工作原理和设计方法，了解嵌入式系统最新设计理念，学习单片机、ARM、FPGA、DSP的概念和工作原理。

让学生在课程结束之后能够完整掌握嵌入式系统的基本概念，并初步具备独立开发嵌入式系统的能力。

嵌入式系统是适应电子设备专业化、小型化、低功耗化、便携化要求的产物，是当今所有信息化社会的主要支柱。

当前，嵌入式技术已经日趋成熟、广泛应用，人才市场对具备嵌入式系统设计技能的人才有极大的需求，已经成为大学生必须具备的基本技能之一。

该课程理论实践结合紧密，相关课程关联程度高，能锻炼学生的实践能力和解决实际问题的能力。

《嵌入式系统》课程教学大纲学分：3学时：64适用专业：电子信息、通信技术前导课程：电路分析基础、模拟电路、数字电路、高频电路、单片机原理、C语言后续课程：一、课程的性质和任务本课程围绕目前流行的32位ARM处理器和嵌入操作系统，讲述嵌入式系统的概念、软硬件组成、开发过程以及嵌入式应用程序和驱动程序的开发设计方法。

《嵌入式系统》是培养学生具有嵌入式系统的应用知识、嵌入式系统的初步分析能力和具有使用RTOS （实时操作系统）构成嵌入式系统的应用能力等方面的学科，是电子信息与计算机类或相关工科专业的一门专业课。

二、课程的教学基本要求本课程是一门综合性、实践性、应用性很强的专业课。

课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构，嵌入式处理器结构（ARM架构为主），异常处理、系统控制过程、存储处理、ARM内部资源、各种I/O接口；嵌入式系统开发应用方法；实时多任务操作系统。

本课程将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。

三、教学内容和要求（一）理论教学内容和要求第一章：嵌入式系统的概况1、讲授内容：主要讲解嵌入式系统的定义、嵌入式系统的分类、嵌入式系统的组成及嵌入式系统的应用领域和发展趋势。

2、基本要求：使学生明确学习本课程的目的。

第二章：嵌入式系统的硬件基本知识1、讲授内容：1、ARM体系的硬件架构2、冯.诺依曼体系结构和哈佛体系结构3、RISC体系结构4、流水线技术2、基本要求：了解嵌入式系统的硬件基础。

第三章：嵌入式操作系统1、讲授内容：1、嵌入式操作系统的分类2、嵌入式操作系统的特点3、实时操作系统4、目前市场上流行的嵌入式操作系统2、基本要求：掌握嵌入式操作系统的分类和特点，明确实时操作系统的内核特点第四章：ARM架构的嵌入式微处理器1、讲授内容：目前基于ARM架构的嵌入式微处理器：I44B0，2410，LPC2000的架构及特点。

2、基本要求：要求掌握不同处理的的特点及使用场合。

课程中文名称：嵌入式系统课程英文名称：Embedded Systems Introduction and Design学分：2 总学时：32开课学院：计算机科学与技术授课教师：覃志东面向对象：计算机科学与技术学院研究生预备知识：计算机组成原理、汇编语言、C语言课程学习目的与要求：本课程介绍了嵌入式系统的发展历史，通过典型产品实例使学生体会嵌入式技术的研究方向和未来的发展趋势。

了解ARM处理器的内核调试结构，包括ARM7TDMI-S、ARM9TDMI两种结构，并熟悉ARM7和ARM9的三级流水线运行机制和五级流水线运行机制。

掌握ARM指令寻址方式、ARM指令系统和Thumb指令系统，以及ARM汇编语言伪指令，ARM汇编语言程序设计中所用的伪操作，ARM汇编语言程序设计规范。

熟悉汇编语言程序设计方法，包括嵌入式C语言的编程规范，嵌入式开发中常用的位运算与控制位域以及在嵌入式C程序设计中要注意的问题，ARM汇编语言与嵌入式C语言进行相互调用标准（ATPCS）。

主要内容与学时分配：1．嵌入式系统定义、特点与发展历程（2学时）2．ARM编程结构（2学时）3．ARM指令集寻址方式（2学时）4．ARM指令集系统（6学时）5．Thumb指令集系统（2学时）6．ARM汇编伪指令与伪操作（4学时）7．ARM汇编语言程序设计（2学时）8．ARM汇编语言与嵌入式c混合编程（2学时）9．S3C2410硬件结构与关键技术分析（4学时）10．引导加载程序Bootloader原理及分析（2学时）实验内容与学时分配：实验环境：ADS1.2，1．ADS1.2集成开发坏境认知实验（2学时）2．LDR伪指令练习（课外1学时）3．比较大小的子程序（课外1学时）4．加法指令adds和adc练习（课外1学时）5．前索引寻址（课外1学时）6．后索引寻址（课外1学时）7．引导加载程序（Bootloader)代码分析与移植（2学时）考核方式和成绩评定：考核方式为考试。

嵌入式教学大纲嵌入式教学大纲嵌入式系统是现代科技领域中的一个重要分支，它涉及到硬件和软件的结合，广泛应用于各个领域。

为了培养学生对嵌入式系统的深入理解和实践能力，制定一份完善的嵌入式教学大纲显得尤为重要。

一、引言嵌入式系统的概念和发展历程。

嵌入式系统在现代科技中的重要性和应用领域。

二、基础知识1. 计算机体系结构和原理：介绍计算机体系结构和原理，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等基本组成部分。

2. C语言基础：学习C语言的基本语法、数据类型、运算符、流程控制等知识，为后续嵌入式编程打下基础。

3. 电子电路基础：了解电子电路的基本原理、元件和电路分析方法，为嵌入式系统硬件设计打下基础。

三、嵌入式系统设计1. 嵌入式系统架构：介绍嵌入式系统的基本架构和组成，包括处理器选择、操作系统、外设等。

2. 嵌入式系统硬件设计：学习嵌入式系统硬件设计的基本原理和方法，包括电路设计、电源管理、外设接口等。

3. 嵌入式系统软件设计：学习嵌入式系统软件设计的基本原理和方法，包括嵌入式操作系统、驱动程序、应用程序等。

四、嵌入式系统应用开发1. 嵌入式系统开发环境：介绍嵌入式系统开发所需的硬件和软件环境，包括开发板、编译器、调试工具等。

2. 嵌入式系统应用开发：学习嵌入式系统应用开发的基本原理和方法，包括传感器接口、通信协议、数据处理等。

3. 嵌入式系统测试与调试：学习嵌入式系统的测试和调试方法，包括仿真调试、硬件调试、软件调试等。

五、嵌入式系统案例分析通过实际案例分析，深入了解嵌入式系统在不同领域的应用，如智能家居、智能交通、医疗设备等，掌握嵌入式系统设计和开发的实践经验。

六、嵌入式系统项目实践学生通过团队合作，选择一个嵌入式系统项目进行实践，包括需求分析、系统设计、硬件开发、软件开发、测试调试等环节，培养学生的实践能力和团队协作能力。

七、嵌入式系统创新设计学生通过自主选题，进行嵌入式系统的创新设计，包括问题定义、方案设计、实现验证等步骤，培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。

嵌入式系统基础课程教学大纲（EmbeddedMicroprocessorSystem）学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适用专业：计算机科学与技术一、课程的性质、目的和任务本课程是计算机科学与技术专业本科生的一门专业选修课程。

通过本课程的学习，使学生掌握嵌入式系统的基础知识，熟悉典型的嵌入式微处理器及嵌入式操作系统，掌握嵌入式系统的一般设计方法与开发过程，具备初步的嵌入式系统的软硬件设计开发能力，为嵌入式系统的实际应用打下基础。

二、课程教学的基本要求（一）掌握嵌入式系统的基本概念、基本组成及发展、嵌入式处理器及嵌入式操作系统分类（二）掌握ARM嵌入式微处理器体系结构、ARM指令系统及ARM汇编语言（H）掌握嵌入式1inUX 操作系统内核结构及文件系统（四）掌握嵌入式系统的一般设计流程、典型开发环境及开发工具（五）掌握基于ARM嵌入式微处理器的典型接口设计（六）初步掌握基于嵌入式1inUX操作系统的软件设计三、课程的教学内容、重点和难点第一章嵌入式系统基础知识一、嵌入式系统简介二、嵌入式处理器第二章嵌入式系统一般设计方法一、嵌入式系统的层次结构二、嵌入式系统的设计流程第三章ARM处理器体系结构及指令系统一、ARM微处理器的体系结构二、指令系统三、基于ARM体系的汇编语言程序设计第四章基于ARM处理器的硬件平台设计一、基于微处理器的嵌入式系统的硬件设计二、存储系统的分析与设计三、通用I/O接口的设计第五章嵌入式1inux操作系统一、1i1IUX及其应用二、嵌入式1inux内核三、嵌入式1inUX文件系统第六章嵌入式1inux系统的Boot1oader设计一、Boot1oader的基本概念二、Boot1oader的具体实现重点：Boot1oader的基本概念难点：BOOt1Oader的具体实现第七章嵌入式1inux程序设计基础一、嵌入式1inUX开发基础二、1inUX的常用工具三、嵌入式1inUX操作系统的开发工具四、交叉开发环境重点：嵌入式1inUX操作系统的开发工具、难点：交叉开发环境第八章嵌入式1inux系统的驱动开发一、1inUX下的设备驱动程序简介二、设备驱动程序的开发过程三、典型设备驱动程序设计分析第九章嵌入式网络程序设计一、嵌入式以太网基础知识二、以太网接口设计三、1in1IX网络编程实现重点：以太网接口设计、1inUX网络编程实现难点：1inUX网络编程实现第十章嵌入式1inux图形用户界面编程一、1inux图形开发基础二、嵌入式1inIIX图形用户界面简介四、课程各教学环节要求（一）作业根据课程学习需要，安排适当课外作业。

《嵌入式系统设计》课程教学大纲一、课程简介该课程主要以ARM公司的STM32F429微控制器为对象讲解嵌入式系统的设计方法和设计实例。

重点讲述嵌入式系统的基础知识、ARM cortex-M体系架构、STM32F429为微控制器内部构造及其常用的片上外设结构、应用实例、程序开发方法。

通过本课程的学习，使学生基本掌握嵌入式系统的构成，嵌入式系统软件、硬件系统的设计，进而为后续嵌入式系统的学习打好基础。

二、IntroductionThis course mainly takes stm32f429 microcontroller of arm company as the object to explain the design method and design example of embedded system. It focuses on the basic knowledge of embedded system, arm Cortex-M architecture, stm32f429 as the internal structure of microcontroller and its commonly used on-chip peripheral structure, application examples and program development methods. Through the study of this course, students can basically master the composition of embedded system, the design of embedded system software and hardware system, and then lay a good foundation for subsequent embedded system learning.三、课程的目的和任务1.目的和任务STM32F429是ST公司基于ARM公司Cortex-M系列内核设计的一款32位微控制器。

标题：嵌入式学习教学大纲导言嵌入式系统是现代计算机科学与工程领域中的一个重要领域，它涵盖了硬件和软件开发、嵌入式系统架构和设计、实时系统以及嵌入式系统编程等方面。

为了引导学生全面了解嵌入式系统以及相关技术，本文档将提供一份嵌入式学习教学大纲，旨在为教师和学生提供指导。

第一部分：课程介绍1.1 学习目标- 介绍嵌入式系统的定义和基本概念- 引导学生认识嵌入式系统的重要性和应用领域- 激发学生对嵌入式系统领域的兴趣和热情1.2 基本知识储备- 需要具备一定的计算机科学和工程基础知识- 对计算机体系结构、操作系统和编程语言有基本了解1.3 教学方法- 理论课讲授：通过讲解原理和概念，帮助学生建立嵌入式系统的基本框架- 实践训练：通过作业和实验，培养学生动手能力和解决问题的能力第二部分：课程内容2.1 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的定义和特点- 嵌入式系统的分类和应用领域- 嵌入式系统与传统计算机系统的区别2.2 嵌入式系统硬件体系结构- 嵌入式系统的硬件组成要素- 嵌入式系统的处理器选择与配置- 嵌入式系统的存储器选择与管理2.3 嵌入式系统软件体系结构- 嵌入式系统操作系统的选择与特点- 嵌入式系统软件开发工具与环境- 嵌入式系统软件开发流程与方法2.4 嵌入式系统编程- 嵌入式系统的编程语言选择与适配- 嵌入式系统的程序设计与调试- 嵌入式系统的高效算法和优化技术2.5 嵌入式系统实时系统设计- 实时系统的概念和特点- 实时系统的调度算法与策略- 实时系统的性能优化与分析第三部分：教学进度安排3.1 教学时长- 本课程共计36学时，每周2学时，共计18周3.2 教学进度安排- 第1周：课程介绍和嵌入式系统概述- 第2-5周：嵌入式系统硬件体系结构- 第6-9周：嵌入式系统软件体系结构- 第10-14周：嵌入式系统编程- 第15-18周：嵌入式系统实时系统设计3.3 实践训练- 每周安排2学时的实践训练，包括编程作业和实验设计结语本文档旨在提供一份嵌入式学习教学大纲，将嵌入式系统的基本概念与实践相结合，帮助学生全面了解嵌入式系统的设计与开发。