嵌入式系统原理与应用 教学日历

《嵌入式系统原理与应用A》课程教学日历（计科2301-2303）西安邮电大学课程名称嵌入式系统原理与应用A教学周数16讲课44所在系部主讲教师教学日历周学时数4习题4授课班级辅导教师计划学时64实验16（课程起止时间：2025年3月11日至2025年6月26日）周次日期教学内容学时实验学时重点与难点教学准备（场地、设备仪器、教学手段）作业实际执行情况日／月1数字逻辑课程设计2311/3第1章ARM嵌入式系统概述1.1嵌入式系统概述1.2ARM微处理器IP核KeulMDK5安装与使用（纯汇编工程演示）2/4重点：ARM架构版本、IP核、意法半导体微控制器的发展历程与对应关系；嵌入式系统与PC系统比较（从产业模式、开发方式以及学习方法等进行比较）课程的学习方法，重点讲清楚KeulMDK5和Proteus在课程学习中的作用难点：掌握KeulMDK5和Proteus仿真软件的安装，了解其基本功能以及在嵌入式系统开发过程中如何使用，为后续学习奠定基础。XXX（下同）13/31.3STM32微控制器1.4嵌入式系统开发Proteus仿真软件安装（GPIO仿真演示）2/4418/3第2章ARMCortexM3内核体系结构2.1ARMCortexM3体系结构基本概念2.1.1冯•诺依曼结构和哈佛结构 2.1.2CISC和RISC 2.1.3操作模式和特权级别 2/10重点：准确理解CortexM3处理器支持的两种工作模式和两种特权级别，以及在嵌入式系统中的作用。了解CortexM3内核结构组成，有个整体概念。重点掌握CortexM3核中的通用寄存器和特殊功能寄存器的使用。掌握CortexM3存储器系统映射，准确理解片上外设寄存器与存储单元（对应PC机中的I/O端口）的联系，此概念对于理解后续基于寄存器或基于C指针对外设进行应用开发非常关键。掌握异常与中断的概念，掌握异常向量表的作用，结合纯汇编工程讲清工程中启动代码如何对中断向量表进行初始化的。难点：通用寄存器和特殊功能寄存器的使用；4G地址空间的映射关系（存储单元与IO端口统一编址的特点）；中断处理机制与中断向量表的使用。20/32.2CortexM3内核结构组成2.2.1Cortex‐M3处理器核2.2.2存储器保护单元MPU2.2.3内部总线接口（BusInterconnect）2.2.4调试与跟踪单元 2/10525/32.3寄存器阵列 2.3.1通用寄存器组2.3.2特殊功能寄存器2/1027/32.4存储器系统 2.4.1CortexM3存储器映射2.4.2位带操作 2.4.3存储格式 2/1061/42.5异常与中断 2.5.1NVIC 2.5.2Cortex-M3中断向量表 2/103/4第3章ARMCortexM3指令系统3.1汇编语言基础 3.1.1ARM汇编语言源程序的组成 3.1.2Thumb-2指令集的编码格式 3.1.3纯汇编工程的构建 2/8重点：掌握纯汇编工程的构建方法，以便学生在学习本章后边内容（寻址方式与指令）时，遇到问题直接到MDK中实际去测试、理解。寻址方式尽管比复杂指令系统计算机简单多了，但又遇到了立即数编码的问题，讲清通过文字池实现立即数、变量地址和标号地址寻址的处理途径。了解Thrumb-2指令集的特点（与以前的ARM和Thrumb比较）掌握常见的为数不多的汇编指令的使用，大部分不太用的指令不需深扣，学习时可上机在MDK环境中帮助理解，大部分不常用指令无需记忆，需要时查手册。难点：通过文字池如何解决立即数、变量地址和标号地址的寻址问题；熟练掌握常用的数据传输、算数运算、逻辑与位操作指令、LOAD/STORE指令、分支指令等使用；能够在MDK开发环境中通过编写简单代码来理解指令的功能。78/4实验1纯汇编工程的构建2嵌入式实验室实验报告10/43.2寻址方式 3.2.1立即数寻址方式 3.2.2寄存器(寄存器移位)寻址方式 3.2.3存储器寻址 3.2.4地址型操作数寻址方式 2/8815/43.3汇编语言指令系统 3.3.1 算数运算指令 3.3.2 逻辑与位操作指令 3.3.3 内部数据传送指令 3.3.4 存储器数据传输（Load/store）指令2/817/43.3.5 比较与测试指令 3.3.6 分支转移指令 3.3.7 系统与其他指令 2/8922/4第4章基于ARMCortexM3IP核的程序设计4.1ARM汇编语言的程序结构4.1.1一个简单的ARM汇编程序例子4.1.2汇编器伪指令4.1.3汇编语言的规范4.2ARM汇编语言程序设计4.2.1顺序程序4.2.2分支程序4.2.3循环程序 4.2.4子程序 4.2.5基于查表法的程序设计2/424/4实验2循环累加汇编程序设计2重点：熟练掌握纯汇编工程的构建方法以及开发环境相关参数和选项的设置方法。掌握面向过程的常见汇编程序结构的设计方法。掌握C与汇编混合编程技术。难点：掌握顺序结构、分支结构、循环结构、子程序调用等汇编程序设计方法；掌握混合编程的基本技术；理解工程的构建过程与文件组成，理解启动文件主要完成的工作；MDK环境中工程文件的调试，能够观察运行过程中相关寄存器、存储单元等内容的变化，学会一般的调试方法。1029/44.3C与汇编混合编程 4.3.1C语言内嵌汇编代码 4.3.2C与汇编文件变量互访4.3.3ARM过程调用标准APCS（标准好像应该放到4.3.1）4.3.4C程序调用汇编子程序4.3.5汇编程序调用C函数 2/4嵌入式实验室实验报告1/5放假116/5实验3子程序调用汇编程序设计2嵌入式实验室实验报告8/5第5章STM32F103微控制器5.1STM32F103系列微控制器概述5.2STM32F103微控制器内部结构5.2.1内部总线5.2.2功能模块5.2.3存储器组织5.2.4引脚定义2/41213/5实验4C与汇编混合程序设计2重点：了解意法半导体公司的STM32F103系列微控制器的命名、分类与应用特点等。了解STM32F103微控制器内部的主要组成部件，引脚定义，掌握其存储器的组织和映射，了解相关片上外设寄存器映射到地址空间的位置区域。了解STM32F103微控制器最小系统的组成与构建方法。难点：掌握STM32F103微控制器4G地址空间的映射，了解相关片上外设寄存器占用的地址空间。嵌入式实验室实验报告15/55.3STM32F103微控制器最小系统5.3.1电源电路5.3.2时钟电路5.3.3复位电路2/41320/5第6章基于STM32F103微控制器的软件开发6.1微控制器开发语言基础6.2基于寄存器的开发6.3基于库函数的开发2/4重点：熟悉基于寄存器的STM32F103微控制器片上外设的应用开发方法熟悉基于意法半导体提供的函数库的片上外设的应用开发方法难点：掌握寄存器开发的实现途径；理解ST公司库函数实现对片上外设寄存器设置的实现思路，了解库结构，掌握其使用方法。22/56.4ST公司的STM32开发库6.4.1STM32STD库6.4.2STM32HAL库6.4.3STM32LL库6.5STM32开发环境6.6STM32开发仿真环境6.7STM32程序的调试和下载2/41427/5第七章STM32F1系列微处理器外设接口GPIO2/829/5习题课2153/6实验5GPIO输入和输出2重点：掌握GPIO、外部中断EXIT、定时计数器、串行通信USART工作原理以及相关寄存器的位定义掌握使用通过地址直接访问寄存器实现相关外设的应用开发方法熟练掌握基于库函数的开发方法难点：各种片上外设的工作原理以及寄存器（IO口）的功能定义；外设以中断方式工作时NVIC相关寄存器的设置方法；基于库函数的STM32微控制器嵌入式系统开发方法。嵌入式实验室实验报告5/6外部中断2/81610/6实验6按键模拟外部中断2嵌入式实验室实验报告12/6通用定时器2/81717/6实验7定时计数器实验2嵌入式实验室实验报告19/6通用同/异步收发器2/81824/6实验8USART串口实验（12节课外）2嵌入式实验