《嵌入式系统开发》
Embedded system development
课程大纲
一、学时分配
总学时数：
课内学时：36 讲课学时数：24 实验学时数：12 课外学时：
二、教学目的和预期达到的目标
嵌入式系统技术已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域。如手机、PDA、MP3、手持设备、智能电话、机顶盒等，可以说嵌入式系统无处不在。
本课程借助于ARM的微处理器和实时操作系统µC/OS，介绍了嵌入式系统的设计方法。课程采用讲课与实验相结合的方式，着重培养学生的实际动手能力，通过数字I/O、A/D、存贮器接口、触模屏驱动、USB接口等基础实验，使学生能够掌握嵌入式系统设计的基本方法。此外还增加了LCD驱动、网络接口设计等开放式实验，供基础较好的学生深入学习。
三、预备知识
C语言、微机原理。
四、主要内容及基本要求
（一）主要授课内容（约24学时）
课件题目
1．引言
2．嵌入式系统的基本知识 3．嵌入式实时操作系统 4．嵌入式硬件平台 5．嵌入式系统的设计方法
课件形式 PPT PPT PPT PPT PPT
课件内容
嵌入式系统技术前沿、应用领域、发展趋势及相
关领域研究成果
嵌入式系统的特点、分类、基本概念
介绍主流实时操作系统，深入分析嵌入式实时操作系统µC/OS，包括系统结构、实时性及应用 介绍主流硬件平台，详细介绍ARM微处理器的体系结构、功能及应用
以一个典型应用为例，介绍嵌入式系统设计的一
般方法，
6．嵌入式系统的硬件设计 7．嵌入式系统编程 8．嵌入式技术研讨 9．考试
PPT PPT PPT
介绍外围接口设计，以LCD、触摸屏为例，着重
讲解人机交互接口设计
介绍嵌入式软件的体系结构，着重讲解嵌入式GUI的编程方法
选择5-8名有嵌入式开发经验的学生做报告，师生点评，探讨。
二、实验大纲
《嵌入式系统设计（实验课）》的实验内容分为3个层次，分别是：
1．基本知识部分：目的是让学生了解（认识）嵌入式软件和硬件的一般开发环境与流程；让学生熟悉（某一种）实验开发工具；掌握实验开发工具的操作方法及使用，熟悉软件编程环境，为进一步实验做准备。
2．基础技能部分：目的是让同学掌握基本的嵌入式程序开发，可以根据实验指导书内容进行实验的调试，能读懂实验源程序。能根据《实验指导书》的内容对实验源码进行一定程度的修改，从而实现其他类似的功能。
3．综合应用部分：目的是让学生综合运用前面所学到的知识，按照指定的题目或自行选择感兴趣的题目，自行设计开发嵌入式应用程序。
实验题目
1、ARM SDT 2.5开发环境介绍
2、开发基本的嵌入式应用程序
3、交通管制信号灯模拟实验——I/O接口
4、模拟电子画板实验——触摸屏应用
5、ARM的图形界面设计实验——API绘图函数 6、基于ARM的多通道仪表信号采集实验——多任务与A/D转换
7、基于局域网的电子菜单设计
8、游戏图形界面的LCD控制与应用
分类 基本知识
实验内容
介绍嵌入式开发一般流程，并介绍开发过程中使用的软件和硬件的安装与调试，学生通过该实验可以了解和熟悉嵌入式的软硬件平台。 通过一个最简单，最基本的嵌入式应用程序，介绍基本的嵌入式应用程序的开发方法。
通过模拟交通灯，掌握ARM中I/O接口的使用，以实现对外围设备开关量的控制。
通过在触摸屏上开发一个电子画板，掌握触摸屏的设计使用方法。
通过使用API函数，实现一个嵌入式用户图形界面。
本实验用多任务模拟一个多通道的仪表信号采集器，根据优先程度的不同，对仪表信号进行监控。设计一个基于局域网的电子点菜PDA，可以直接查看菜谱，进行实时点菜，所涉及技术点包括网络、触摸屏、LCD显示等。
设计一个嵌入式游戏，如俄罗斯方块、贪吃蛇等
基本知识基础技能基础技能基础技能基础技能
综合应用
综合应用
（二）实践（实验/作业）（约12学时）
《嵌入式系统设计（实验课）》的实验内容分为3个层次，分别是：
1．基本知识部分：目的是让学生了解（认识）嵌入式软件和硬件的一般开发环境与流程；让学生熟悉（某一种）实验开发工具；掌握实验开发工具的操作方法及使用，熟悉软件编程环境，为进一步实验做准备。
2．基础技能部分：目的是让同学掌握基本的嵌入式程序开发，可以根据实验指导书内容进行实验的调试，能读懂实验源程序。能根据《实验指导书》的内容对实验源码进行一定程度的修改，从而实现其他类似的功能。
3．综合应用部分：目的是让学生综合运用前面所学到的知识，按照指定的题目或自行选择感兴趣的题目，自行设计开发嵌入式应用程序。
实验题目
1、ARM SDT 2.5开发环境介绍
2、开发基本的嵌入式应用程序
3、交通管制信号灯模拟实验——I/O接口
4、模拟电子画板实验——触摸屏应用
5、ARM的图形界面设计实验——API绘图函数 6、基于ARM的多通道仪表信号采集实验——多任务与A/D转换
7、基于局域网的电子菜单设计
8、游戏图形界面的LCD控制与应用
分类 基本知识
实验内容
介绍嵌入式开发一般流程，并介绍开发过程中使用的软件和硬件的安装与调试，学生通过该实验可以了解和熟悉嵌入式的软硬件平台。 通过一个最简单，最基本的嵌入式应用程序，介绍基本的嵌入式应用程序的开发方法。
通过模拟交通灯，掌握ARM中I/O接口的使用，以实现对外围设备开关量的控制。
通过在触摸屏上开发一个电子画板，掌握触摸屏的设计使用方法。
通过使用API函数，实现一个嵌入式用户图形界面。
本实验用多任务模拟一个多通道的仪表信号采集器，根据优先程度的不同，对仪表信号进行监控。设计一个基于局域网的电子点菜PDA，可以直接查看菜谱，进行实时点菜，所涉及技术点包括网络、触摸屏、LCD显示等。
设计一个嵌入式游戏，如俄罗斯方块、贪吃蛇等
基本知识基础技能基础技能基础技能基础技能
综合应用
综合应用
注：1、实验1-6由学生根据自己情况选做，要求在课内12个学时内完成； 2、实验7-8为大作业题目，要求在课外完成；
五、主要教材及参考书
1. 《实用嵌入式系统设计与开发—基于ARM微处理器与µCOS-II实时操作系统》(第二版)，
编著 王田苗，清华大学出版社，2003.9
2. 《源代码公开的实时嵌入式操作系统——µCOS-II》，邵贝贝译，北京航空航天大学出版
社，2003年
六、考核方式和评分标准
考核方式：平时作业（占10%）+大作业（占40%）+笔试（50%） 评分标准：百分制