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嵌入式系统课程设计

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《嵌入式系统》课程设计一、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。

如上图1与图2，行（列）扫描信号分别采用了两片CD4094级连的方式来构成，第一片的数据溢出信号LQS 连接到第二片的串行数据输入口。

在图1中，当CPU通过DATA引脚串行输入16位的行扫描信号时，第一片CD4094（标号U1101）存储先输入的8位数据，后输入的8位数据通过引脚LQS溢出，然后输入并存储到第二片CD4094（标号U1102）。

CLK信号是时钟信号，当时钟信号为高电平时，CD4094 允许串行输入的数据发生变化。

LL1～LL8 是并行输出信号。

LOE为全局输出使能信号，当LOE输入高电平时，CD4094 上锁存的并行数据全部输出。

列线扫描信号也是同样的方式，如图2。

在图3与图4 中，行线扫描信号LL1～LL16分别外接电阻（限流）后接至NPN型三极管，最后引出行线驱动信号QL1～QL16。

三极管提高了行线输出信号的驱动能力。

在图4中，如果RQx（x为1～16的整数）输出低电平，那么相应的三极管导通，行驱动信号 QLx（x为1～16的整数）将输出高电平。

2. 软件设计本实验要求编写点阵屏驱动程序以及点阵屏应用程序。

驱动程序要求实现字符、图形显示；应用程序可以调用驱动接口，在点阵屏中显示字符与图形。

要在点阵屏上显示字符、图形，只需要按照字符/图形的编码，点亮矩阵屏上相应的 LED 即可。

在本实验平台上，矩阵屏为 16×16 点阵，每屏显示两个字符，只需要把 16×8 点阵的字库码送到可容纳两个字符字库码（2×16字节）的显示缓冲区，然后根据显示缓冲区的内容控制点阵屏上LED灯的亮灭。

字库码表明了显示某个字符时点阵屏上的LED 的亮灭布局，每一个LED 灯的状态用一位二进制表示，1表示该LED 亮，0表示该LED灭，对于 16×8点阵的字库码，每个字符的字库码所占用的存储容量为16*8/8 = 16 Byte。

在点阵屏显示驱动程序中，开辟一个显示缓冲区用来接受字库码，（字库码是由应用程序传递过来的），然后采用动态扫描的方法来实现字符、图形的显示。

每次扫描一行，这样依次循环扫描16行，经过一定的延时处理，就可以实现字符、图片的静态显示。

为了实现字符和图片的动态流动显示，还需要一个大小为可容纳3个字符字库码（3×16字节）的缓冲区，该缓冲区中每次保存 3 个字符的字库码。

在显示过程中，为了达到流动效果，每次将该缓冲区中的前两个字符字库码的各字节左移 i 位与其后第 16 字节右移 8-i 位相或的结果复制到显示缓冲区中显示，直到第一个字符完全移出、第三个字符完全移入时，更新缓冲区。

如此循环即可实现字符的流动显示。

在显示时，根据字库码，对点阵屏逐行动态扫描。

扫描时，行线的数据与列线的数据都通过CD4094锁存起来，然后经过片选使能再同时输出。

在本设计中，使用到的通用端口有GPIOB4/5，GPIOC0/7，GPIOD10，GPIOG8，因此对它们的工作模式应配置为输出模式。

四、设计要求（1）分析矩阵LED屏模块硬件原理图，了解矩阵LED屏块基本的构成及其硬件电路的基本工作原理。

（2）使用ULINK2仿真器连接Embest EduKit-IV实验平台上使用Keil软件编写矩阵LED屏模块的驱动程序并调试，使得矩阵LED屏模块可以正常工作运行。

（注：代码要求条理清晰，并在主要程序代码部分添加注释说明）（3）编写相应的嵌入式程序，要求实现在EMBEST开发箱矩阵LED屏左滚屏、右滚屏显示广告内容信息的子程序。

（4）按下开发箱上KEY1，开发箱ADC0通道的转换数值滚屏显示在LED广告屏上，按下开发箱上KEY2，LED广告屏滚屏显示自己名字的拼音。

五、实现程序代码#include "2410lib.h"#include "sys_init.h"#include "fonts.h"#include "led16x16.h"extern void txdrdn(unsigned char n);extern void txdispram(unsigned char n);extern void led_char_disp(void);extern void adc_test(void);int main(void){UINT8T rpt, i;sys_init(); // Initial systemuart_printf("\n Please Look At The 16X16 LEDS\n");led_init(); // Initial led diplaywhile(1){for(i=0;i<176;i++){txdrdn(i);rpt=20;while(rpt--){led_char_disp();}}}}#include "2410lib.h"#include "ziku.h"#include "fonts.h"#include "led16x16.h"#define En_Dataout rGPBDAT |= 0x20#define DisEn_Dataout rGPBDAT &= 0xFFDF#define CLK_H rGPDDAT |= 0x400#define CLK_L rGPDDAT &= 0xFBFF#define Rdata_H rGPCDAT |= 0x1#define Rdata_L rGPCDAT &= 0xFFFE#define Ldata_H rGPCDAT |= 0x1#define Ldata_L rGPCDAT &= 0xFFFE#define Lstr_H rGPBDAT |= 0x10#define Lstr_L rGPBDAT &= 0xFFEF#define Rstr_H rGPGDAT |= 0x100#define Rstr_L rGPGDAT &= 0xFEFFINT8T cTemp;INT8T cEnChange0,cEnChange1;UINT8T wangshuai[]={0x00,0x08,0x7F,0xFC,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x08,0x3F,0xFC, 0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x04,0xFF,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x4B,0xFE,0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x4A,0x22, 0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x12,0x2E,0x12,0x24,0x20,0x20,0x40,0x20,0x80,0x20, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x70,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x18,0x00,0x24,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x24,0x00,0x18,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3C,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x04,0x00, 0x04,0x00,0x08,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x42,0x00,0x7E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x70,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3C,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x04,0x00, 0x04,0x00,0x08,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x42,0x00,0x7E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3C,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x04,0x00,0x18,0x00, 0x04,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x42,0x00,0x44,0x00,0x38,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3C,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x04,0x00, 0x04,0x00,0x08,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x42,0x00,0x7E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x18,0x00,0x24,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x24,0x00,0x18,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, };UINT8T dispram[32];void txdrdn(unsigned char n){//0-175UINT8T i;for(i=0;i<16;i++){dispram[2*i+0]=wangshuai[2*n+2*i+0];dispram[2*i+1]=wangshuai[2*n+2*i+1];}}void txdispram(unsigned char n){UINT16T tmp;UINT8T i;if(n<16){for(i=0;i<16;i++){tmp=wangshuai[2*i+0]*256+wangshuai[2*i+1];tmp>>=(15-n);dispram[2*i+0]=tmp/256;dispram[2*i+1]=tmp%256;}}if(n>=16){for(i=0;i<16;i++){tmp=wangshuai[2*i+0]*256+wangshuai[2*i+1];tmp<<=(n-15);dispram[2*i+0]=tmp/256;dispram[2*i+1]=tmp%256;}}}void write_L4094(UINT16T data){UINT8T i;Lstr_H;for(i=0;i<16;i++){CLK_L;if(data & 0x01==1)Ldata_H;elseLdata_L;data = data >> 1;CLK_H;}Lstr_L;}void write_R4094(UINT8T data){UINT8T i;Rstr_H;for(i = 0; i < 8; i++){CLK_L;if(data & 0x01==1)Rdata_H;elseRdata_L;data = data >> 1;CLK_H;}Rstr_L;}void led_char_disp(void){UINT8T i=0;UINT8T k=0;UINT16T x;while(i < 16){Rstr_L;Lstr_L;DisEn_Dataout;write_R4094(~dispram[i * 2 + 1]);write_R4094(~dispram[i * 2 + 0]);x=~(0x8000 >> i);write_L4094(x);En_Dataout;for(k = 0;k < 250; k++);i++;}}#ifndef __LED16X16_H__#define __LED16X16_H__typedef unsigned char u8; typedef signed char s8;typedef unsigned int u32; typedef signed int s32;extern u8 l_display_array[2*16]; extern u8 assic_buffer[3*16];void char_out(u8 font, u8 *str); void led_init(void);#endif。

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嵌入式课程设计

嵌入式课程设计

嵌入式课程设计
嵌入式课程设计是指在大学或研究生教育阶段，学生通过嵌入式系统设计的课程，进行实践性的学习和探索，提高学生的嵌入式系统设计能力以及软硬件开发和应用技能。

嵌入式课程设计包括理论学习、实验设计和开发工程三个阶段。

在理论学习阶段，学生需要学习相关的计算机科学和电子学知识，了解嵌入式系统的组成、结构和工作原理。

在实验设计阶段，学生需要设计和实现嵌入式系统的硬件和软件，并进行调试和测试。

开发工程阶段，学生需要应用所学知识，设计和开发复杂的嵌入式系统，实现实际应用场景的功能需求。

嵌入式课程设计不仅可以有效提高学生的实践能力，还可以培养学生的团队协作精神和创新思维能力。

针对不同的学科和专业，嵌入式课程设计可以涵盖多个领域，比如电子、计算机、通信、自动化等多个领域，为学生未来的职业发展提供有力的支持和保障。

嵌入式开发系统课程设计

嵌入式开发系统课程设计

嵌入式开发系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解嵌入式系统的基本概念、组成和分类；2. 掌握嵌入式开发环境搭建及编程基础；3. 学习嵌入式系统设计与实现的基本方法；4. 了解嵌入式系统在实际应用中的发展及其在各领域的应用。

技能目标：1. 能够独立搭建嵌入式开发环境，进行基本的程序编写和调试；2. 学会使用常见的嵌入式系统设计工具和软件；3. 掌握嵌入式系统硬件与软件的协同设计方法；4. 能够运用所学知识解决实际问题，完成一个小型嵌入式项目的设计与实现。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式系统开发的兴趣，激发其探究精神和创新意识；2. 培养学生的团队协作和沟通能力，使其能够在项目实践中相互学习、共同进步；3. 增强学生的社会责任感，使其认识到嵌入式技术在国家战略和民生领域的重大意义；4. 引导学生树立正确的价值观，关注技术发展对社会和环境的影响，培养其良好的职业道德。

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、特点及应用领域，对应教材第一章内容。

- 嵌入式系统定义与分类- 嵌入式系统的历史与发展趋势- 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式系统硬件平台：讲解嵌入式硬件系统的组成、结构与原理，对应教材第二章内容。

- 嵌入式处理器- 存储器与I/O接口- 嵌入式系统硬件设计方法3. 嵌入式系统软件平台：介绍嵌入式操作系统、编程语言及软件开发工具，对应教材第三章内容。

- 嵌入式操作系统原理与应用- 嵌入式编程语言（C、汇编等）- 软件开发工具与调试方法4. 嵌入式系统设计与实现：阐述嵌入式系统设计与实现的方法与步骤，对应教材第四章内容。

- 系统需求分析- 硬件与软件协同设计- 系统测试与优化5. 嵌入式项目实践：结合实际案例，让学生动手实践嵌入式项目设计与开发，对应教材第五章内容。

- 项目选题与需求分析- 硬件系统设计与搭建- 软件编程与调试- 系统测试与总结教学内容安排与进度根据学生实际情况进行调整，确保学生能够循序渐进地掌握嵌入式系统的基本知识和技能。

嵌入式系统stm32课程设计

嵌入式系统stm32课程设计

嵌入式系统stm32课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解嵌入式系统基本概念，掌握STM32的硬件结构和编程环境。

2. 学会使用C语言进行STM32程序设计，理解中断、定时器等基本原理和应用。

3. 掌握嵌入式系统外围设备的使用，如LED、按键、串口等，并能进行简单的系统集成。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并实现具有实际功能的嵌入式系统项目。

2. 培养学生的动手实践能力，提高问题解决能力和程序调试技巧。

3. 增强团队协作能力，通过项目实践，学会分工合作和沟通交流。

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，形成自主学习的习惯。

2. 树立正确的工程观念，注重实际应用，关注技术发展，提高创新意识。

3. 培养学生的责任心，使其认识到所学知识对社会和国家的贡献，树立远大理想。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识和实际操作，培养学生的嵌入式系统设计能力。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础和编程能力，对嵌入式系统有一定了解，但缺乏实际项目经验。

教学要求：结合课程特点和学生学习情况，注重理论与实践相结合，通过项目驱动，引导学生主动探究，提高解决问题的能力。

将课程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- 嵌入式系统的定义、特点与应用领域- STM32微控制器简介2. STM32硬件结构与编程环境- STM32的内部结构、外设接口- Keil MDK集成开发环境的使用3. STM32编程基础- C语言基础回顾- STM32程序框架与编译过程- 中断、定时器等基本原理及应用4. 外围设备使用- LED、按键、串口等外设的原理与编程- ADC、PWM等模拟外设的使用5. 嵌入式系统项目实践- 设计并实现具有实际功能的嵌入式系统项目- 项目分析与需求分析- 硬件电路设计与软件编程6. 课程总结与拓展- 课程知识梳理与巩固- 探讨嵌入式系统发展趋势与前沿技术教学内容安排与进度：第1-2周：嵌入式系统概述、STM32硬件结构与编程环境第3-4周：STM32编程基础第5-6周：外围设备使用第7-8周：嵌入式系统项目实践第9-10周：课程总结与拓展教学内容与教材关联性：本教学内容紧密结合教材，按照教材章节顺序进行教学，确保学生能够系统地掌握嵌入式系统STM32的知识点和技能。

嵌入式系统课课程设计

嵌入式系统课课程设计

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。