课程编号:04020052 课程名称:嵌入式系统原理与应用
总学时:108 总学分:5 实验学时:54 实验学分:2
适应专业:计算机科学与技术、软件工程、网络工程等工科计算机类本科专业
实验指导书:自编.《嵌入式系统原理与应用实验指导书》.
一、本实验课的任务、性质与目的
本实验课程主要以ARM9和S3C2410A为研究对象,实验着眼于原理与应用的结合,使学生学会如何把书上学到的知识用于解决实际问题,帮助学生建立嵌入系统工作机制的整体概念,培养和提高学生对嵌入式软件设计能力和解决实际问题的能力,使学生初步掌握常用嵌入式系统设备使用和设计方法,掌握嵌入式系统的软硬件设计原理,具备初步的系统设计和实现能力,为后续专业课程的学习打下坚实的基础 。
嵌入式系统实验是对学生的一种全面综合训练,是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。
二、实验方式与基本要求
实验方式:本课程的实践教学环节包括上机实验和课程设计两部分。
基本要求:按《嵌入式系统原理与应用》实验指导书和教师的统一安排要求完成。
嵌入式系统课程实验是对学生的一种全面综合训练,是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节,通过实验达到深化理解和灵活掌握教学内容的目的,以及提高学生分析问题、解决问题的应用能力。同时,使学生的工作规范和科学作风得到培养。
通过该课程的学习,要求学生能独立分析问题,设计代码,实现程序的各项功能,得到正确的可执行程序,学会调试程序,对设计过程进行系统的总结。
实验课程的基本要求是:掌握嵌入式软件的交叉开发平台的搭建;掌握嵌入式软件的交叉编译的工作原理;熟悉一种嵌入式操作系统;熟悉一种嵌入式开发软件;了解一种嵌入式芯片特点。
(1)实验工具:基于ARM9的嵌入式开发平台;S3C2410A实验箱;仿真器;电脑等。
(2)课程设计:设计内容符合课程的内容与要求,设计题目学生可以按要求自己出题,也可在教师布置的题目中选取。
(3)考核依据:实验部份以《实验报告》为考核依据,每个实验每个学生按规定的格式和题目要求上交一份书写《实验报告》,该报告由学部统一保存;课程设计部份以《课程设计报告》为考核依据,每个设计题目由2~3学生组成课题组,参加课程设计的每个学生按规定的格式和题目要求上交一份由计算机打印的《课程设计报告》,该报告由学部统一保存。
三、实验项目与内容提要
本课程的实验教学环节包括上机实验和课程设计两部分。每两位学生一台微机以及一台嵌入式课程实验箱,练习相关程序的编写,指导教师1~2人。由于每个实验涉及的内容较多,实验前要求学生一定要先了解实验目的、内容、要求以及注意事项;实验过程中要求学生仔细观察做好记录。学生应独立完成按实验内容布置的习题,为保证尽量在统一安排的上机时间内编译运行通过实验程序,学生应事先设计好程序工作过程。学生在实验中按照<实验指导书>的要求及步骤完成实验,严格遵守学校实验中心的各项规章制度,听众指导老师和实验室管理人员的统一指挥,按时、按量完成实验内容和实验报告。
⑴上机实验项目:
序号 |
项目名称 |
内 容提要 |
实验 时数 |
实验 类型 |
实验 要求 |
1 |
CS32410基本实验 |
掌握汇编语言程序一般调试方法 |
2 |
验证性 |
必做 |
2 |
存储器实验 |
数据的组合 |
2 |
验证性 |
必做 |
3 |
LED控制实验 |
I/O口的操作 |
2 |
验证性 |
必做 |
4 |
按键中断实验 |
中断程序编程 |
2 |
验证性 |
必做 |
5 |
矩阵扫描键盘实验 |
中断服务编程 |
2 |
验证性 |
必做 |
6 |
数码管显示实验 |
数据类型互转和数据交换 |
2 |
验证性 |
必做 |
7 |
触摸屏控制实验 |
人机对话 |
2 |
验证性 |
必做 |
8 |
IIC读写EEPROM实验 |
总线操作 |
2 |
验证性 |
必做 |
9 |
矩阵LED实验 |
电子屏的显示 |
2 |
验证性 |
必做 |
·实验类型是指:验证性/设计性/综合性实验;实验要求是指:必做性/选做性实验;
⑵课程设计指导:
嵌入式系统是实践性很强的课程,为提高学生解决问题和分析问题的能力,提高知识的综合运用能力,提高今后的自学能力;要求学生在课程设计的过程中,学习参考资料的查找,设计资料的书写,为今后的专业技术工作打好一个良好的基础。
学生完成本课程设计后,每个学生提交课程设计报告打印稿一份(课程设计报告由统一的格式和要求书写,按A4的大小进行打印),在规定的时间内交各班的学习委员,最后由学习委员交给指导教师。提倡交流,但杜绝抄袭。
增补知识:①单片机的结构与存储空间的确定。②计算机接口要素分析。③NOR Flash与NAND Flash的特性与性能比较。
⑶课程设计题目:2~3人为一组,合作完成下列任一项题。指导老师不分配题目,由学生根据自己的能力选题或学生自己命题,每个题目不能重复选取。共36课时。
题 号 |
内 容 提 要 |
实验 类型 |
实验 要求 |
1 |
嵌入式计算机系统的系统软件层的设计 |
设计性 |
选做 |
2 |
在嵌入式系统中“大端存储法”与“小端存储法”的设计 |
设计性 |
选做 |
3 |
程序设计,要求有LSL、 LSR、ASR、ROR、RRX指令的运用 |
设计性 |
选做 |
4 |
嵌入式系统中的堆栈设计(自己确定结构) |
设计性 |
选做 |
5 |
I/O通用口的设计 |
设计性 |
选做 |
6 |
中断的设计 |
设计性 |
选做 |
7 |
SDRAM的接口设计 |
设计性 |
选做 |
8 |
NOR Flash的接口设计 |
设计性 |
选做 |
9 |
NAND Flash的接口设计 |
设计性 |
选做 |
10 |
一个IIC总线的设计 |
设计性 |
选做 |
11 |
以“嵌入式微处理器”为中心,设计一个最小的嵌入式系统并说明它们中的关系与对外的功能 |
综合性 |
选做 |
12 |
以教材为资料,分别论述“ARM9微处理器的特点,ARM9微处理器支持的运行模式和运行模式各自的特点 |
综合性 |
选做 |
13 |
学习查阅有关资料,画出ARM9E系列微处理器内核结构方框图、技术参数和功能分析 |
综合性 |
选做 |
14 |
学习查阅有关资料,画出ARM10E系列微处理器内核结构方框图、技术参数和功能分析 |
综合性 |
选做 |
15 |
分析ARM9寄存器组织结构与使用设置,详细说明寄存器分组与功 |
综合性 |
选做 |
16 |
登录访问“www.samsung.com” ,查阅S3C2440的有关资料,用自己学习的成果总结、分析S3C2440内部结构的组成与基本功能(自己确定论文题目) |
提高题 |
选做 |
17 |
登录www.intel.com,查找28F128J3A、28F640J3A资料,分析其内部结构、引脚端功能与应用电路(自己确定论文题目) |
提高题 |
选做 |
18 |
登录www.samsung.com,查找K9F1208U0M-YCB0,K9F1208U0M- YIB0资料,分析其内部结构、引脚端功能与应用电路(自己确定论文题目) |
提高题 |
选做 |
19 |
基于嵌入式计算机系统中的存储器系统层次结构与cache的要点分析(自己确定论文题目) |
提高题 |
选做 |
20 |
S3C2410A中断控制器在系统设计中的地位分析(自己确定论文题目) |
提高题 |
选做 |
四、考核与评分
本课程采用平时考核、实验报告和课程设计相结合的方式评定学生成绩,该成绩占总评成绩的30%。每个学生需独立完成自己的实验报告和课程设计报告,每次学生按优、良、中、及格、不及格等级进行考核。成绩评定标准:
优:能独立完成实验并正确解答实验中提出的问题,实验报告详实;课程设计正确,达到设计要求。
良:能独立完成实验并正确解答实验中提出的部分问题,实验报告详实;课程设计过程欠全面。
中:能独立完成实验,实验报告详实;课程设计中有少量的错误,设计过程正确。
及格:在其它同学和老师帮助下完成实验,实验报告基本详实;课程设计基本符合设计要求。
不及格:未完成实验或无实验报告;不符合课程设计要求或没有课程设计报告。

