《嵌入式应用技术》课程教学大纲
课程名称：嵌入式应用技术 考核方式：考查课
学 时：48
前导课程：《单片机及应用》、《电路分析基础》、《电子技术》 后续课程：《总线技术与应用》
一、课程定位
1. 课程性质 ：《嵌入式应用技术》是高等职业学校电气自动化技术专业的一门专业拓展课。
2. 课程作用：通过本课程理论和实践的学习，使学生了解和熟悉一些常用的嵌入式系统的开发工具和无操作系统的嵌入式系统开发应用方法，熟悉嵌入式系统的典型应用及产品设计开发的步骤等；掌握嵌入式系统体系结构，嵌入式处理器结构（ARM架构为主），中断（异常）管理机制，存储处理，系统控制过程，异步串行通信接口，人机接口，DMA机制及各种I/O接口使用方法。还可以培养学生软件与硬件综合测试与调试的技能。对学生职业技能培养起着明显的促进作用，从而保证专业培养目标的实现。
二、适用专业、课程代码
《嵌入式应用技术》课程适用于电气自动化技术专业，课程代码为040138。
三、课程教学目标
1. 知识目标：通过本课程的学习，使学生了解嵌入式系统的发展，嵌入式系统/嵌入式操作系统的区别，嵌入式系统的分类和分类标准，常用的嵌入式系统的开发工具和无操作系统的嵌入式系统开发应用方法。熟悉嵌入式系统的典型应用及产品设计开发的步骤。
2. 能力目标：能较全面的掌握嵌入式系统体系结构，嵌入式处理器结构（ARM架构为主），嵌入式处理器（ARM9）指令系统，中断（异常）管理机制，存储处理，系统控制过程，异步串行通信接口，人机接口，DMA机制及各种I/O接口使用方法。
3. 素质目标：通过对基于ARM嵌入式芯片的系统的基本组织结构与工作原理的学习， 使学生对计算机系统的硬件部分有一个全面的了解，对嵌入式软件的开发过程有一个清楚的认识，提高学生在嵌入式软件设计设计能力及解决实际问题的动手能力。
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四、课程教学设计
（编写说明: 课程教学设计是针对课程进行的整体设计。它以课程教学目标为依据，在认真分析相应职业岗位能力需求的基础上设置教学内容，针对高职学生特征设计课程的知识和能力结构框架，并提出各教学单元认知和能力培养所需要的教学媒体和资源，并对适合开展自主学习或实践教学的单元做出初步设想。）
本课程教学的设计以电气自动化技术专业学生的就业为导向，邀请行业专家对电气自动化技术专业所涵盖的职业群进行任务和职业能力分析，以此为依据确定本课程的工作任务内容，并按岗位任务的递进和流程关系确定各个任务模块之间的关系，以工作任务场景为单元来展开课程内容和教学要求，教学活动以工作项目任务为载体，强调理论与实践相结合，按活动项目组织教学，在完成项目任务过程中培养学生的职业能力，满足学生就业和职业发展的需要。
《嵌入式应用技术》定位明确，专门针对从事嵌入式控制设计及使用等相关工作所涉及的理论定制了相关的实例。本课程教学的设计以ARM9系列中SC2410微处理器结构为课程核心，以4大单元构建课程内容，以理论和实例教学结合为教学理念。
教学方法上采用多媒体教学法、项目教学法、引-激-拓教学法、情境式.启发式教学法
相结合的方式。
（1）多媒体教学：通过多媒体幻灯片的使用，将本次课程所需达到的教学目标和实现此教学目标所需的理论知识及实际操作步骤向学生演示，使教学更直观、更生动，从而达到提高课堂教学效率的目的。
（2）项目教学：由教师提出项目目标和任务，组织学生一起讨论，制定项目工作计划，确定工作步骤和程序。学生确定各自在小组的分工，然后按照确立的工作步骤完成任务。教师对各小组项目工作成绩进行检查评分，师生共同讨论、评判在项目工作中出现的问题及解决问题的方案。
A：在嵌入式系统导论中，可以用1个项目来引导和学习 。 项目1：ARM汇编程序的调试
内容：在ARM裸机上用ADS开发工具，汇编语言编写并编译一段代码，然后进行调试。 要求：代码编写无误，编译正常通过，调试方法正确。
目的：通过本次实训学生应该对ARM嵌入式系统硬件平台和软件平台的发展有了更深的了解，掌握ARM嵌入式系统裸机软件的开发方法。
B：在S3C2410应用实例中，可以用2个项目来引导和学习 。 项目1：S3C2410的认识
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内容：学习S3C2410系统的结构，掌握S3C2410芯片所集成的主要资源，掌握总线的基本概念及S3C2410的总线。
要求：先在网上查询相关S3C2410系统的相关知识，根据上面已学ARM体系结构与之进行对比，充分认识S3C2410系统结构。
目的：通过该项目的实训，激发学生自己的动手能力和理论学习能力，在调查的同时还可以了解到更多课堂上学不到的东西，让理论与实践更好的结合，提高学生的学习效率和学习兴趣。
项目2：PWM、电子钟和A/D
内容：利用PWM驱动蜂鸣器，实现时钟显示和可调电阻值的显示。
要求：学生根据老师的具体安排分成组，自己编写代码并用JTAG进行调试，以分别实现+，-按键控制PWM脉冲的占空比；终端显示当前系统时间和A/D阻值变化终端显示。
目的：通过实训，让学生更能了解嵌入式系统功能的强大，让学生在学中做，做中学，加深对嵌入式系统的理解和学习。
（3）“引-激-拓”课堂教学模式： “引-激-拓”课堂教学模式的目的是把课内知识向课外延伸，给学生一个想象的空间。
引: 引入学生感兴趣的事例,调动学生的注意力。 激: 激发学生的学习兴趣，激发学生的好奇心和求知欲。 拓: 拓展知识点，增强学生解决实际问题的能力。
（4）情境式、启发式教学：移动通信的理论知识过于枯燥，在引入课题时，利用学生感兴趣的例子，吸引学生的注意力，提高了学生的学习主动性。
在与实际行业工作相符的特定情境下引导学生、启发学生思考。将情境启发式教学引入课堂，让学生贴近岗位工作任务，培养职业能力，为将来的就业打下良好基础。
五、课程教学内容学时分配表
课 时 分 配 序号 1 2 3
内容 嵌入式系统导论 ARM体系结构与指令系统 嵌入式程序设计语言 理论教学 2 6 4 实验、实训 2 合计 4 6 4 3
4 5 6 7 8 9 10 11 S3C2410应用实例-概述 S3C2410应用实例-存储器接口 S3C2410应用实例-中断系统 S3C2410应用实例-DMA机制 S3C2410应用实例-定时/计数器 S3C2410应用实例-I/O接口 S3C2410应用实例-异步串行通信 S3C2410应用实例-人机接口及其它 合 计 4 4 4 2 6 4 4 4 44 2 4 4 4 4 2 6 4 4 6 48 （包含课内实践和实验）
六、教学内容纲要
第一部分 嵌入式系统导论（4课时） （一）教学内容和要求
了解嵌入式系统在日常生活种的应用，发展趋势；理解嵌入式系统硬件平台和软件平台的发展及分类；掌握集成开发环境的使用方法。
（二）教学重点和难点
1. 重点：嵌入式系统概述、嵌入式系统的应用领域、嵌入式系统的实时性与可靠性、嵌入式系统的发展趋势。
2. 难点：嵌入式系统开发环境的使用。 （三）教学建议（采用的教学方法与手段）
多媒体讲授、提问，布置部分作业，在讲解时多举一些嵌入式系统的应用实例，使学生对嵌入式系统有更好的认识与理解。上机操作、解读。
（四）思考与练习
1. 什么是嵌入式系统？列举身边的嵌入式系统的例子并进行分析。
2. 在ADS中添加文件时target（目标）有哪几个选项？其含义分别是什么？ 第二部分 ARM体系结构与指令系统（6课时） （一）教学内容和要求
了解处理器内核和处理器核的概念，ARM9的存储组织结构；理解ARM9存储的相关概念和ARM9微处理器的寻址方式；掌握ARM芯片的指令集。
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（二）教学重点和难点
1. 重点：ARM9的存储组织结构，精简指令RISC指令系统。 2. 难点：能够读懂ARM汇编指令写的汇编程序。 （三）教学建议（采用的教学方法与手段）
多媒体讲授、提问，布置部分作业，上机操作、解读。 （四）思考与练习
1. ARM指令的寻址方式有几种？试分别举例说明。
2. ARM处理器有几种工作模式，处理器通过什么方法来标识各种不同的工作模式？ 3.分析下吗的汇编程序代码，指出各语句所使用的寻址方式，并在ADS中进行调试。（代码略）
第三部分 嵌入式程序设计语言（4课时） （一）教学内容和要求
了解ARM汇编器支持的伪操作和GNU ARM支持的伪操作，ARM汇编程序的编程规则；理解嵌入式C语言程序和汇编程序混合编程的方法；掌握嵌入式C语言程序设计。
（二）教学重点和难点
1. 重点：嵌入式C语言的基本知识。
2. 难点：嵌入式C语言程序和汇编程序混合编程的方法。 （三）教学建议（采用的教学方法与手段）
多媒体讲授、提问，布置部分作业，上机操作、解读。 （四）思考与练习
1. 一个汇编语言程序由哪几部分组成，相关的伪操作是什么？ 2. ARM指令和伪指令的主要功能是什么？ 第四部分 S3C2410应用实例（34课时） （一）教学内容和要求
了解S3C2410的结构特点，嵌入式实验开发系统和ARM选型时需要考虑的因素；理解S3C2410芯片所集成的外围部件及主要功能；掌握S3C2410芯片中的中断、定时/计数器、DMA等主要资源的使用方法。
（二）教学重点和难点
1. 重点：S3C2410芯片所集成的外围部件及主要功能。
2. 难点：S3C2410芯片中的中断、定时/计数器、DMA等主要资源的开发使用。 （三）教学建议（采用的教学方法与手段）
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多媒体讲授、提问，布置部分作业，上机操作、解读。 （四）思考与练习
1. ARM处理器内核、ARM处理器核和S3C2410三者之间是什么关系？ 2. 利用S3C2410控制步进电机，并显示步进电机的状态。
七、考核方式
理论考核占 80%，实践考核占 20%。
理论考核中平时成绩占 100%，期末闭卷考试占 0%。
八、理论考核内容
（各知识点考核所占分值）嵌入式系统导论10分、ARM体系结构与指令系统20分、嵌入式程序设计语言10分、S3C2410应用实例40分。
九、实践教学考核评价标准
实践教学应从学习态度和纪律占50％、业务内容占50％两个方面对学生进行考核评价。 实践教学业务内容部分：嵌入式系统导论5分、S3C2410应用实例15分。
十、参考教材、参考文献
1.《ARM体系结构与编程基础》北京航空航天大学出版社2011.11 2.《ARM9嵌入式系统设计与应用》清华大学出版社2011.6 3.《嵌入式系统开发与应用教程》北京航空航天大学出版社2010.4
编制人： 徐伟 审定人：
制定日期：2012.2 审定日期：
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