嵌入式系统_实验教学大纲_B.doc

嵌入式系统开发与设计课程实验教学大纲课程性质：非独立设课课程属性：专业实验课适用专业：电子信息工程学 时：总学时 56 实验学时 10 开出时间： 三 年级 下 学期综合性、设计性实验项目数： 选2 个 6 学时编写人：陈 玮 审定人： 一、课程简介本课程实验旨在提高学生实际动手能力，是学习嵌入式系统开发与设计课程的一个重要环节，能巩固和加强课堂教学效果，帮助学生理解嵌入式系统的应用知识，培养学生嵌入式系统的初步分析能力和使用RTOS（实时操作系统）构成嵌入式系统的应用能力，为后续学习环节和从事嵌入式研发工作奠定一定的实践基础。本课程实验依据嵌入式开发与设计教学进度设定，所开实验均针对需重点掌握的专业技能。先安排一个简单的入门实验帮助学生了解课程、建立学习兴趣，然后按课程教学大纲要求开设课程核心实验帮助学生掌握课程重点、难点，最后以综合性实验做为课程的总结。二、实验教学目的及要求课程实验的主要目的是使学生通过实践深刻理解和掌握课堂教学内容的重点、难点和基本概念，解决学生学习过程中遇到的疑难问题。通过操作ARM实验平台，使学生对嵌入式系统软硬件设计有一个全面的概念，熟悉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和基本的开发技能，具备初步的系统设计和实现能力。本课程实验以培养学生嵌入式系统的初步分析能力和使用RTOS（实时操作系统）构成嵌入式系统的应用能力为主要目标。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和使用硬件开发装置，掌握嵌入式系统工作原理和工程开发流程；学会嵌入式系统外围硬件如键盘、液晶屏等设备的编程；学会使用RTOS（实时操作系统）构成嵌入式系统。三、实验项目设置表序号实验名称实验学时仪器套数每套人数实验要求实验类型面向专业1Windows CE5.0构建实验2202必开验证性电子信息2对话框控件编程实验2202选开设计性电子信息3Keil Vision3实验2801选开验证性电子信息4汇编指令实验2801选开验证性电子信息5GPIO程序设计与电路仿真3202选开设计性电子信息6RealView Developer Suite实验3801选开设计性电子信息7ZLG7290键盘扫描及数码管显示控制实验3202选开设计性电子信息8中断控制实验3801选开设计性电子信息9SD/MMC卡读/写实验3202选开设计性电子信息10步进电机控制器设计3801选开综合性电子信息11C/OS-移植实验3202选开综合性电子信息12C/OS-液晶控制实验3202选开综合性电子信息13TCP/IP通信实验3202选开综合性电子信息四、考核方法与评分标准考核方法:监控实验过程、抽查实验内容、审查实验结果、评阅实验报告，综合各项考核指标给定实验成绩；核心实验技能在课程考试试题中加以体现，实验成绩占课程成绩的20%；实验缺勤两次以上或实验报告缺交两份以上即为实验成绩不合格；抄袭、复印实验报告或严重影响实验次序者，课程成绩记为不合格。评分标准:1、在规定实验时间内保质保量独立完成实验者，实验报告格式标准内容详实准确者，实验成绩评定优秀；2、在规定实验时间内，独立完成主要实验内容者，实验报告格式标准内容详实者，实验成绩评定良好；3、在实验指导教师提示下，完成主要实验内容者，实验报告格式标准内容完整者，实验成绩评定中等；4、在实验指导教师指导下，完成基本实验内容者，实验报告格式符合基本要求者，实验成绩评定及格；5、实验态度不端正、干扰实验教学者，抄袭、复印实验报告者不及格。五、教材或指导书周立功. ARM嵌入式系统基础教程.北航出版社，05.1六、单项实验的内容和要求1、构建Windows CE5.0实验内容：1. 定制一个基于MagicARM2410运行的Windows CE5.0操作系统，编译并下载其映象到MagicARM2410上运行；2. 输出试验内容（1）定制的操作系统的SDK。实验要求：熟悉Platform Builder5.0开发环境；学会利用现成的BSP定制Windows CE5.0主要仪器设备：PC、MagicARM2410教学实验开发平台、Platform Builder5.02、对话框控件编程实验实验内容：利用eMbedded Visual C+ 4.0编写一个可运行于MagicARM2410实验箱Windows CE5.0操作系统上的应用程序。应用程序通过3个微调按钮改变一个填充区的颜色。实验要求：熟悉eMbedded Visual C+ 4.0的常用对话框控件；学会利用eMbedded Visual C+ 4.0编写对话框应用程序。主要仪器设备：PC、MagicARM2410教学实验开发平台、eMbedded Visual C+4.0(SP4)、Microsoft ActiveSync 4.1、ZY2410 SDK3、Keil Vision3实验内容：1. 熟悉Vision3集成开发环境界面；2. 掌握Vision3帮助系统的使用；3. 编译器设定；4. 工程新建、配置、Build；5. 高速指令/外设模拟器使用；6. 程序文件载入Proteus实验要求：掌握Keil Vision3的基本知识及初级操作。主要仪器设备：PC、Keil Vision3软件4、汇编指令实验实验内容：1. 使用LDR指令读取0x40003100上的数据，将数据加1，若结果小于10则使用STR指令把结果写回原地址，若结果大于等于10，则把0写回原地址。然后再次取0x40003100上的数据，将数据加1，判断结果是否小于10周而复始循环。2. 使用ADS1.2软件仿真，单步、全速运行程序，设置断点，打开寄存器窗口（Processor Registers）监视R0、R1的值，打开存储器观察窗口(Memory)监视0x40003100上的值。实验要求：了解ADS1.2集成开发环境及ARMulator软件仿真；掌握ARM7TDMI汇编指令的用法；并能编写简单的汇编程序；掌握指令的条件执行和使用LDR/STR指令完成存储器访问。主要仪器设备：PC、ARM Developer Suite 1.25、GPIO程序设计与电路仿真实验内容：1. 选做内容-利用eMbedded Visual C+ 4.0编写有个可运行于MagicARM2410实验箱Windows CE5.0操作系统上的应用程序。该应用程序使用S3C2410A微控制器GPIO驱动，控制实验箱上的蜂鸣器的蜂鸣；2. 选做内容-设定Vision3、Proteus单机联调；建立符合实验要求的Vision3工程，编写P0.0P0.7输出控制LED闪烁的程序代码；实验要求：理解S3C2410A微控制器GPIO驱动的使用方法；学会利用eMbeddedVisual C+ 4.0调用设备驱动程序编写简单的应用程序；掌握Vision3和Proteus联调辅助工程设计方法。主要仪器设备：PC、MagicARM2410教学实验开发平台、eMbedded Visual C+4.0(SP4)、Microsoft ActiveSync 4.1、ZY2410 SDK、Proteus、Vision36、RealView Developer Suite实验内容：1. 熟悉RealView Developer Suite集成开发环境界面；2. 掌握RealView Developer Suite帮助系统的使用；3. 建立数码显示工程并进行工程配置、编译链接，生成包含调试信息的映像文件和可以直接供烧写Flash的Hex文件；4. 在Proteus中进行工程验证。实验要求：掌握RealView Developer Suite集成开发工具。主要仪器设备：PC、RealView Developer Suite、Proteus7、ZLG7290键盘扫描及数码管显示控制实验实验内容：利用eMbedded Visual C+ 4.0编写一个可运行于MagicARM2410实验箱Windows CE5.0操作系统上的应用程序。该应用程序调用S3C2410A控制器I2C控制器驱动，通过I2C接口芯片实现对ZLG7290实现对7段数码管的显示控制，以及定时对44键盘按键进行扫描。实验要求：学会S3C2410A控制器I2C控制器驱动的使用方法；学会ZLG7290芯片的使用方法；学会利用eMbedded Visual C+ 4.0调用I2C驱动编写符合实际要求的应用程序。主要仪器设备：PC、MagicARM2410教学实验开发平台、eMbedded Visual C+4.0(SP4)、Microsoft ActiveSync 4.1、ZY2410 SDK8、中断控制实验内容：1. 仿真实验硬件电路搭建；2. 使用外部中断1进行LED控制，每当有一次中断产生时即取反LED，以便指示中断输入；3. 使用中断向量控制器的向量IRQ功能，实现EINT0和EINT1中断处理4. 选做内容-设置GPF4引脚为外部中断EINT4功能，下降沿触发模式。初始化S3C2410A中断控制器，设置EINT4为IRQ中断，并使能中断允许。初始化后，等待外部中断产生。中断服务程序里负责把LED1控制口输出信号取反，清除中断标志后退出中断。实验要求：理解中断控制器原理，掌握中断控制方法、处理器外部中断的引脚功能设置和中断初始化以及中断服务函数的编写。主要仪器设备：PC 、Proteus、Vision3、MagicARM2410教学实验开发平台、ARM Developer Suite 1.2集成开发环境9、SD/MMC卡读/写实验实验内容：利用eMbedded Visual C+ 4.0编写一个可运行于MagicARM2410实验箱CE5.0操作系统上的应用程序。该应用程序利用S3C2410A微控制器的SD/MMC卡驱动在SD卡或MMC卡上创建一个文件文本，并往文件里添加文字，在读出来校验。实验要求：学会编写应用程序在动存储器上创建文件/打开文件的方法；学会利用eMbedded Visual C+ 4.0编写应用程序，在可移动存储器上的读/写文件。主要仪器设备：PC、MagicARM2410教学实验开发平台、eMbedded Visual C+4.0(SP4)、Microsoft ActiveSync 4.1、ZY2410 SDK10、步进电机控制器设计实验内容：1. 电流驱动、功率放大、控制单元硬件电路搭建；2. 基于RealView Developer Suite编写程序代码；3. 结合Digital Analysis调试控制器实验要求：基于ARM微控制器实现低成本的步进电机复杂控制方案，设计由ARM微控制器LPC2124、L297、L298组成的步进电机控制器。主要仪器设备：PC、RealView Developer Suite、Proteus11、C/OS-移植实验实验内容：1. 熟悉C/OS-实时操作系统；2. 了解C/OS-在ARM上的移植；3. 学习移植C/OS-操作系统到ARM9处理器，然后编写一个简单的多任务应用程序，实现LED流水灯控制。实验要求：掌握C/OS-操作系统移植到ARM9处理器的方法；了解C/OS-操作系统的基本原理和移植条件。主要仪器设备：PC、MagicARM2410教学实验开发平台、ARM Developer Suite 1.2、C/OS-12、C/OS-液晶控制实验内容：1. 选做内容-使用事件标志触发LCD的刷屏动作。1个任务负责检测KEY1的状态，如果按键有效，那么将键盘事件标志置位，否则清除；另一个任务一直等待键盘事件标志的置位触发，标志置位后，用一个随机的颜色将整个液晶屏幕刷新；2. 选做内容-仿真实验硬件电路搭建，基于RealView编程实现C/OS-LCD字符显示。实验要求：掌握图形液晶的绘点函数的使用；掌握C/OS-操作系统的事件标志组的概念；了解基于RealView的C/OS-程序设计。主要仪器设备：PC、MagicARM2410教学实验开发平台、ARM Developer Suite 1.2、Proteus、C/OS-13、TCP/IP通信实验实验内容：利用eMbedded Visual C+ 4.0(SP4)编写一个可运行于MagicARM2410实验箱Windows CE5.0操作系统上的应用程序。该应用程序调用Windows CE平台提供的Socket API函数，使用TCP（Transport Control Protovl，传输控制协议