华南理工大学嵌入式系统教学大纲

1、嵌入式系统的理论与实践教学大纲总学时：60 理论课学时：30实验课学时：30一、课程的性质嵌入式系统的理论与实践课程是电子与信息类专业本科生及研究生的一门重要 专业课程，具有很强的实践性。本课程主要介绍基于 ARM微处理器和嵌入式Linux操 作系统进行嵌入式系统设计的理论和方法，其任务是培养学生进行综合知识的运用以 及工程开发的能力。二、课程的目的与教学基本要求通过本课程的学习,使学生对嵌入式系统的基本结构、嵌入式系统设计所涉及的内 容有一个较全面的认识，掌握进行嵌入式系统设计的基本理论和方法，为今后从事嵌 入式系统的研究和开发打下良好的基础。 要求学生学习完该课程后，熟悉ARM微处理 器的

2、结构和特点，掌握基于嵌入式 Linux操作系统的设备驱动和应用程序设计的基本 方法，能够独立进行基于ARM微处理器和嵌入式Linux操作系统的嵌入式系统设计和 开发。三、课程适用专业信息工程、电子科学与技术、通信与信息系统、电路与系统四、课程的教学内容、要求与学时分配1. 理论教学部分：第一章嵌入式系统综述2学时简要介绍嵌入式系统的发展过程、微处理器的分类及特点、嵌入式操作系统的分类 及其特点，嵌入式系统开发的基本过程。本意重点为ARM微处理器的特点，实时操作系统的特点，基于嵌入式Linux操作系统开发的基本过程。要求学生掌握ARM微处理器的特点、实时操作系统的基本概念以及基于嵌入式 Linu

3、x操作系统开发的基本过程。第二章ARh#系结构4学时主要介绍ARM处理器核的结构、存储器结构、总线接口和JTAG接口，以及ARM 处理器的编程模型。本意重点为ARM处理器的结构和ARM处理器的编程模型。要求学生掌握ARM处理器的基本结构、存储器结构、以及 ARM处理器的编程模 型。第三章ARM旨令系统6学时详细介绍ARM体系的指令系统和寻址方式，包括 32位的ARM指令集和16位的 Thumb指令集，以及ARM宏汇编与汇编程序设计。本意重点为ARM体系的ARM和Thumb指令集及其使用方法、以及 ARM宏汇编 与汇编程序设计的基本方法。要求学生熟悉ARM和Thumb指令集及其使用方法，掌握 A

4、RM宏汇编与汇编程序 设计的基本方法以及调试方法。第四章 基于MC9328MX1最小系统4学时系统介绍MC9328MX1处理器的总体结构，存储器组织，系统控制模块，外围控制 模块，以及MC9328MX1 ADS发板的结构。本意重点为 MC9328MX微处理器的总体结构，存储器组织，主要功能模块（包括bootstrap启动模式、申口、时钟控制、中断控制、LCD控制等）的结构和编程方法。要求学生熟悉MC9328MX1处理器的总体结构、存储器组织以及 MC9328MXADS开 发板的结构，掌握主要功能模块的编程方法。第五章嵌入式LINUX的开发基础4学时介绍基于MC9328MX1ADS和嵌入式Lin

5、ux操作系统条件下，交义开发环境的创建 过程，基本开发工具的功能和使用方法和技巧，以及进行简单应用程序设计的方法。本意重点为基本开发工具的功能和使用方法和技巧，以及进行简单应用程序设计的 方法。要求学生熟悉交义开发环境的创建过程、linux基本操作，掌握基本开发工具（GCC、 MAKE、GDB等）使用方法和技巧，并能进行简单应用程序设计和调试。第六章BootLoader结构与嵌入式Linux系统启动分析4学时主要介绍嵌入式Linux系统中BootLoader的分类与特点、基本功能与结构、实现 方法，以及嵌入式Linux系统的启动过程。本意重点为嵌入式Linux系统中BootLoader的基本功

6、能与结构以及实现方法。要求学生掌握嵌入式 Linux系统中BootLoader的基本功能与结构，了解和熟悉 BootLoader的实现方法，以及嵌入式Linux系统的启动过程。第七章linux设备驱动开发6学时主要介绍linux设备驱动的实现机制，linux字符设备驱动开发方法，简要介绍linux 网络驱动程序的框架。本意重点为linux设备驱动的实现机制和基本结构框架，linux字符设备驱动设计和 调试方法。要求学生熟悉linux设备驱动的实现机制和基本结构，掌握 linux字符设备驱动的 设计和调试方法。2. 实验教学部分实验一实验名称：C语言程序设计实验实验内容：6学时a. 熟悉MC93

7、28MX1处理器的ADS开发板的硬件结构和使用方法；b. 掌握Metro_TRK监控程序和Metrowerks CodeWarrior软件集成开发环境的使用 方法。c. 用C语言编写实现通过S17按键控制LED2,LED3交替闪烁功能的程序。 实验要求：要求学生熟悉ADS开发板的硬件结构，以及 Metrowerks CodeWarrior软件集成开 发环境的使用方法，掌握C语言实现的硬件控制的编程方法。实验二6学时实验名称：ARM汇编语言程序设计实验 实验内容：a. 熟悉MC9328MX1处理器的ADS开发板的硬件结构和使用方法；b. 掌握Metro_TRK监控程序和Metrowerks Co

8、deWarrior软件集成开发环境的使用 方法。c. 用ARM汇编语言编写实现通过 S17按键控制LED2,LED3交替闪烁功能的程 序。实验要求：要求学生熟悉ADS开发板的硬件结构，以及 Metrowerks CodeWarrior软件集成开 发环境的使用方法，掌握 ARM汇编、ARM汇编与C语言混合编程的程序设计方法。实验三6学时实验名称：嵌入式Linux开发基础实验 实验内容：a. 熟悉Linux的基本操作方法；b. 创建嵌入式Linux交义编译环境；c. 嵌入式Linux内核编译；d. 文件系统的创建；e. 嵌入式Linux环境下简单应用程序设计、下载调试与执行。实验要求：要求学生熟悉

9、Linux的基本操作方法、文件系统的创建，了解嵌入式Linux交义编译环境的创建和内核编译，掌握嵌入式Linux环境下简单应用程序设计、下载与调试方法。实验四6学时实验名称：嵌入式Linux设备驱动开发实验实验内容：a. 基于MC9328MX1发板及嵌入式Linux操作系统编写实现按键 S17的设备驱动 程序b. 要求驱动模块提供 read write、ioctl、open、release等接口函数，以及中断处 理函数。控制函数ioctl及中断处理函数要能点亮和关闭灯 Led2、Led3。c. 编写按键S17设备驱动的测试程序，要求通过ioctl函数点亮和关闭灯Led2、Led3。实验要求：要

10、求学生熟悉嵌入式Linux下设备驱动程序的设计的基本方法，掌握字符设备驱动 程序的设计和调试方法，熟悉设备驱动的使用方法。实验五6学时实验名称：嵌入式Linux下字符显示与绘图实验实验内容：基于MC9328MX竹发板及嵌入式 Linux操作系统，利用帧缓冲设备接口( Frame buffer),编程实现中英文字符的显示，绘制直线、圆、矩形等简单图形。实验要求：要求学生熟悉嵌入式Linux下设备驱动的使用方法、图形和中英文字符显示的实现 机制，掌握基于帧缓冲设备接口的图形用户界面设计方法。五、教材和主要参考资料教材：马忠梅等,ARM & Linux嵌入式系统教程，北航出版社，2004 主要参考资料：a. 陈文智等,嵌入式系统开发原理与实践，活华大学出版社，2005b. A