模版下载：实验教学大纲

《嵌入式系统基础》实验教学大纲（模版初稿）

课程编号：               031210517            

课程名称：            嵌入式系统基础          

英文名称：    Embedded  System  Foundation   

课程性质：         嵌入式应用技术方向  必修  

实验学时：                  16                

适用对象：     计算机科学与技术嵌入式方向     

一、课程实验说明

（一）本课程的性质和教学要求

本课程是计算机科学与技术等相关专业的一门专业必修课。本课程的教学目标及任务是使学生理解和掌握嵌入式系统的基本原理、方法和应用技术，了解嵌入式系统相关知识，学习掌握嵌入式系统ARM处理器体系结构，掌握ARM程序设计基础及ARM指令系统，学习了解嵌入式实时系统，理解µC/OS-II实时操作系统，能够有效使用现有的嵌入式系统开发工具，了解嵌入式系统设计和开发流程，具有继续学习开与发嵌入式系统的基础，使学生了解嵌入式系统软件的研究与发展，提高学生的理论知识和水平，培养学生的实际动手能力。为嵌入式方向学习打下基础。

（二）实验教学目的与基本要求

学生通过本课程实验，应学会配置嵌入式系统软件开发平台，熟悉嵌入式系统硬件平台的构成，掌握一种软件开发环境，熟练掌握嵌入式系统软件开发流程，掌握嵌入式系统的开发、调试等特点；通过实验理解嵌入式系统的概念、嵌入式系统的软硬件构成，理解ARM内核与软件程序的关系，学会ARM汇编语言，理解嵌入式C语言的特点，掌握嵌入式实时系统的原理，深入了解嵌入式实时操作系统µC_OS-II的内核机制和运行原理。通过µCOS-II的相关实验，了解嵌入式应用程序的设计方法，使对整个µCos和嵌入式操作系统的应用有较为清楚的认识与理解。具备初步的系统设计和实现能力。为后续学习环节和从事嵌入式研发工作奠定基础。

实验课前，学生应预习实验指导书中的实验内容，了解本次实验的目的、要求、仪器设备、实验原理、实验步骤等；实验过程中，按照指导老师的要求进行实验，理解实验原理和掌握实验内容，遵守仪器设备的操作规程，爱护实验器材；实验结束后，应将仪器恢复原状并搞好实验现场的环境卫生。课后，应按要求完成实验报告送交指导老师审阅。

（三）课程实验教学方法与手段

本实验课程主要特点是软硬件结合，涉及整个计算机系统相关的知识，与其他课程联系密切又有所区别，所以在实际教学中讲授实验原理时要求教师多联系其他课程分析，学生多学、多思、多动，有助于理论知识的掌握，在实验过程中要强调硬件连线与软件程序设计并重，硬件是骨架，软件是灵魂。做实验不能只是连接硬件与看结果，更重要的是让学生理解嵌入式程序设计的思想与方法与嵌入式程序如何在硬件系统上运行。

（四）考核方式与成绩评定

考核方式：课程实验考核（非独立实验课）或者实验课程考核（独立实验课）。

成绩评定：课程实验成绩以****（20%-40%）的比例计入该门课程的考试成绩中；实验课程考核：依据实验考核办法。

（五）实验教材和主要参考书

实验教材：

自编，《嵌入式系统基础》实验指导书，信息工程学院，2015年。

主要参考书：

1．(美)刘易斯著，陈宗斌译《嵌入式软件基础:C语言与汇编的融合》第一版高等教育出版社2008；

2．任哲张永忠著《嵌入式系统基础》第一版  北京航空航天大学出版社2012；

3.俞建新 王健 宋健健著 《嵌入式系统基础教程》第一版  机械工业出版社2008；

4.卢有亮著 《嵌入式实时操作系统μC/OS原理与实践》第二版  电子工业出版社；

5.刘火良、杨森著 《STM32库开发实战指南》第一版 机械工业出版社2013；

（六）实验项目

二、实验教学内容纲要

实验一 ARM指令上机

一、实验目的

1．熟悉MDK软件开发环境；

2．掌握常用汇编指令的功能及用法；

二、实验内容：

练习常用汇编指令，对简单汇编程序及指令进行调试跟踪。

 

实验二 ARM指令上机

一、实验目的

1．掌握MDK软件开发环境工程配置；

2．掌握汇编程序编写；

3．理解掌握ARM映像文件内容。

二、实验内容：

以简单汇编程序为例进行编程调试，分析初始化程序。

 

实验三 实验平台及开发环境掌握

一、实验目的

1．学习掌握嵌入式硬件系统构成。

2．掌握STM32的基本编程结构。

3．掌握嵌入式软件编写方法与流程。

二、实验内容：

在软件开发环境下建立工程，以STM32为硬件平台，实验工程的正确配置，编写程序完成：PC机的串口与EduKit-M3实验平台的COM0口进行输入输出通信。通过PC机键盘往EduKit-M3实验平台的COM0口送字符，EduKit-M3实验平台上的COM0将收到的字符再传回给PC，在PC超级终端上显示其串口接收到的字符。

 

实验四 STM32 GPIO实验

一、实验目的

1．通过实验掌握ARM芯片使用GPIO端口。

2．掌握GPIO端口控制LED显示。

3．掌握系统时钟的配置。

二、实验内容：

控制EduKit-M3实验平台的发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4，使它们有规律的点亮，具体顺序如下：LED1亮->LED2亮->LED3亮->LED4亮，如此反复。

实验五 STM32中断实验

一、实验目的

1．通过实验掌握ARM处理器的中断方式和中断处理。

2．熟悉STM32的中断控制寄存器的使用。

3．通过实验学习外部中断控制器的使用方法。

二、实验内容：

控制EduKit-M3实验平台的发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4，使它们有规律的点亮，具体顺序如下：

LED1亮->LED2亮->LED3亮->LED4亮，如此反复，当按下EduKit-M3实验平台上的Key按钮时，灯全部熄灭，2秒钟后发光二极管全部点亮，再过一秒钟后返回被中断前的状态，有规律的依次点亮。

实验六 µCOS-II任务基础实验

一、实验目的

1．理解任务管理的基本原理，了解任务的各个基本状态及其变迁过程。

2．掌握µCOS-II中任务管理的基本方法（创建、启动、挂起、解挂任务）。

3．熟练使用µCOS-II任务管理的基本系统调用。

二、实验内容：

建立两个任务Task1和Task2：任务Task1不断地挂起自己，再被任务Task2解挂，两个任务不断地切换执行。并在串口打印相应的信息。用户可以通过串口进行观察。

实验七 µC/OS-II LED实验

一、实验目的

1．通过实验掌握ARM芯片使用I/O口控制LED显示。

2．掌握将I/O口控制LED显示以任务的形式在uC/OS-II中运行。

二、实验内容：

在µC/OS-II中建立三个任务Task1和Task2以及Task3，其中Task1顺序熄灭四个LED，延迟一会再顺序点亮四个LED。Task2以及Task3完成时间延迟任务。

实验八 uC/OS-II中断控制实验

一、实验目的

1．通过实验掌握ARM处理器的中断方式和中断处理。

2．熟悉STM32的中断控制寄存器的使用。

3．通过实验掌握uC/OS-II中中断的处理方法。

4．通过本实验掌握在uC/OS-II中运行多个任务的方法

5．掌握通过信号量的方法实现任务之间的通讯。

二、实验内容：

在uC/OS-II中建立3个任务Taskled、Tasktep、Taskadc和三个中断。

Taskled初始化时，LED依次点亮，当按下Key键时产生中断。中断服务子程序内容：灯全部熄灭，2秒钟后发光二极管全部点亮，再过1秒钟后中断返回。

Tasktep用来实时检测温度传感器u4的温度。STM32通过IIC接口获取温度传感器的温度。

Taskadc用来将ADC的采样值实时的显示。

第二个中断是TIM2定时中断，用来播放WAV声波文件。

第三个中断是tamper按键中断，用来停止或者重新开始播放音频文件。

 

实验九 

一、实验目的

1．

2．

二、实验内容：

实验十 

一、实验目的

1．

2．

二、实验内容：

实验十一 

一、实验目的

1．

2．

二、实验内容：

大纲制定要求：

1、严格按照模版格式与结构填写；

2、实验项目数或者实验安排的课时数要超过教学大纲中规定的课时，保证满足每年更新1至2个实验项目；

3、具有实践环节的课程，钧按照要求制定实验大纲；

4、制定的实验大纲要经教研室主任审定后，由系院领导签字后执行；

5、实验大纲由实验中心保存。

注意事项：模版中，字体红色部分为依据各自课程修改的内容。

大纲制订人：

大纲审定人：

院（系）领导：

制订日期：