《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。

第五章：ARM微处理器的指令系统
1、讲授内容：
1.通用寄存器和程序计数器
2. ARM程序状态寄存器
2、基本要求：
了解R0—R15寄存器的用途
第六章：常用的ARM处理器：LPC2106、LPC2000系列
1、讲授内容：
1、了解LPC2210的引脚描述
2、了解LPC2210的地址安排
3. 了解GPIO寄存器的描述与用途。

2、基本要求：
了解LPC2210的地址安排。

第七章：ARM的指令集概述 ARM的指令分类介绍
1、讲授内容：
1．ARM处理器寻址方式
2．ARM指令集介绍
2、基本要求：掌握ARM的指令集。

第八章：ARM的ADS的集成开发环境
1、讲授内容：
1.ADS1.2 集成开发环境简介。

2.CodeWarrior的界面和使用
3.使用AXD 进行仿真调试
基本要求：要求掌握ADS的集成开发环境
第九章：LPC2106程序设计与电路
1、讲授内容：
1、掌握LPC2100中GPIO寄存器的编程
2、掌握LPC2100中外部中断寄存器的编程
2、基本要求：
要求掌握GPIO单键输入控制LED闪烁程序和电路设计及仿真
外部中断程序控制LED闪烁程序和电路设计及仿真。

第十章：UO/OS系统的特点及结构基于UC/OS的程序开发
1、讲授内容：
1、了解uC/OS的体系结构
2、了解uC/OS内核的定制
3、了解uC/OS-II在ARM平台的移植
4、 uC/OS-II在ARM平台的移植在开发板上的演示
2、基本要求：
要求掌握uC/OS内核的定制及uC/OS-II在ARM平台的移植。

第十一章：Windows CE的开发工具（PB）
1、讲授内容：
1、了解WinCE的体系结构
2、了解WinCE内核的定制
3、了解WinCE 内核的下载
4、 WinCE在开发板上的演示。

2、基本要求：
要求掌握了解WinCE的体系结构、内核的定制、内核的下载. （二）、实验教学内容
实验一、LPC2106程序设计与电路仿真（实验：
输入/输出端口GPIO编程与仿真、中断控制编程与仿真）
1、实验内容：GPIO单键输入控制LED闪烁程序和电路设计及仿真
2、基本要求：
使用P0.9的输出功能来控制一个LED闪烁。

采用灌电流的方式驱动LED，即输出低电平时LED点亮。

首先进行引脚功能选择寄存器（PINSEL0和PINSEL1）配置，然后进行IODIR寄存器设置，设置P0.9为输出模式，通过对IOSET 和IOCLR寄存器进行置1或置0控制LED闪烁。

实验二、计数器程序设计与仿真
1、实验内容：使用中断向量控制器的向量IRQ功能，实现EINT0、EINT1、EINT2
中断处理。

首先把EINT0和EINT1、EINT2设置为向量IRQ中断，分配优先级并使能向量，然后设置相关向量地址寄予及中断使能；当有IRQ中断时，VIC 会将中断向量地址放入向量地址寄存器VICVectAddr，使中断处理能够快速地找到相对应的向量，进行IRQ处理，在IRQ处理过程中，IRQ中断默认是被禁止的，在处理完毕后写向量址寄存器为0,通知VIC中断处理结束。

当处部中断0有效时，进行加计数操作，当外部中断1有效时，进行减计数操作,当外部中断2有效时，进行清零操作。

2、基本要求：1.了解计数器特性、功能、结构
2、了解计数器描述
3、了解计数器控制器
实验三、UC/OS的程序开发（实验）
1、实验内容：完成uC/OS内核的定制,uC/OS-II在ARM平台的移植。

2、基本要求：完成uC/OS-II在ARM平台的移植在开发板上的演示, 掌握将
uC/OS-II 内核移植到ARM 处理器上的基本方法。

实验四、LCD显示实验
1、实验内容：完成在ARM平台的LCD显示指定的内容。

2、基本要求：掌握ARM平台的LCD驱动程序的基本方法。

实验五、Windows CE系统的定制与移植（实验）
1、实验内容：使用PB完成Windows CE系统的定制与移植。

2、基本要求：在2410s开发板上运行Windows CE系统。

实验六、2410S实验箱演示实验
1、实验内容：
1、 Linux常用命令
2、超级终端的建立
3、 2410S实验箱演示实验
2、基本要求：完成2410S实验箱演示实验。

四、课时分配
学时分配表
五、教法说明
本课程以嵌入式系统硬件以及嵌入式实时操作系统为重点，全面介绍嵌入式系统概况，ARM体系结构，ARM的指令系统，LPC2000系列ARM的硬件结构，基于源代码开放的μC/OS-II程序设计，嵌入式系统的设计与开发。

本课程是一门综合性、实践性、应用性很强的专业课，为了克服传统教学体系中教与学互相脱离，学生学习缺乏自主性，无法建立专业知识结构的整体框架等弊病, 课程组创建了“实验班＋实验室＋实践基地”
的教学平台，利用此教学平台实施了“项目驱动、能力培养”的教学方式，以嵌入式系统的知识模块与工程实训项目相结合来驱动学生的工程实践能力培养。

六、考核方式及评分办法
本课程为考试科目，考核方式包括平时考核和期末考核。

平时考核包括作业、实验、实习、独立工作等。

通过学生的动手能力、独立分析解决问题的能力、创新能力以及学
习态度综合考核。

评分方法：平时成绩占30%-40%，期考占60%-70%。

七、教材及参考书：
［1］周立功等编，《ARM 嵌入式系统实验教程（二）》，北京航空航天大学出版社，2005 年出版
［2］周立功等编，《深入浅出ARM7：LPC213x/214x（下册）》，北京航空航天大学出版社，2006 年出版
［3］周立功等编，《ARM 嵌入式系统基础教程》，北京航空航天大学出版社，2005 年出版
［4］周立功等编，《深入浅出ARM7：LPC213x/214x（上册）》，北京航空航天大学出版，2005 年出版
［ 5 ］Trevor Martin 著，《The Insider's Guide To The Philips ARM7-Based Microcontrollers》，Hitex(UK) Ltd.，2005 年出版
附：。