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1、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
2、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
3、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1 Windows CE5.0 构建实验 2 20 2 必开 验证性 电子信息2 对话框控件编程实验 2 20 2 选开 设计性 电子信息3 Keil Vision3 实验 2 80 1 选开 验证性 电子信息4 汇编指令实验 2 80 1 选开 验证性 电子信息5 GPIO 程序设计与电路仿
4、真 3 20 2 选开 设计性 电子信息6 RealView Developer Suite 实验 3 80 1 选开 设计性 电子信息7 ZLG7290 键盘扫 描及数码管显示控制实验 3 20 2 选开 设计性 电子信息8 中断控制实验 3 80 1 选开 设计性 电子信息9 SD/MMC 卡读/写实验 3 20 2 选开 设计性 电子信息10 步进电机控制器设计 3 80 1 选开 综合性 电子信息11 C/OS-移植实验 3 20 2 选开 综合性 电子信息12 C/OS-液晶控制实验 3 20 2 选开 综合性 电子信息13 TCP/IP 通信实验 3 20 2 选开 综合性 电子信
5、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
6、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
7、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
8、+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
9、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 Devel
10、oper 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
11、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
12、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
13、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
14、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 Devel
15、oper 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、eMbedd
16、ed 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
