164007嵌入式系统应用与开发 教学大纲

Date: 2015-11-27

 “嵌入式系统应用与开发”课程教学大纲

 

教研室主任:  黄金明          执笔人:邵长彬

 

一、课程基本信息

开课单位:工学院

课程名称:嵌入式系统应用与开发

课程编号

英文名称:Embedded System Application and Development

课程类型专业任选课

总 学 时: 56       理论学时:  36   实验学时:   20

学    分:2.5

开设专业:电气工程、自动化、测控技术与仪器 

先修课程:《单片机》,《C语言程序设计》

二、课程任务目标

(一)课程任务

嵌入式系统应用与开发是电气、自动化、电子、计算机等专业的一门专业课程。随着后PC时代的到来,以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入,嵌入式系统设计在电气、自动化、测控等专业课程体系中的地位愈发重要。通过本课程的学习,掌握嵌入式系统的组成和基本原理、ARM体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等。

(二)课程目标

通过本课程的学习,学生应能达到下列要求:

1.掌握嵌入式系统的概念、体系结构、系统组成及设计方法;

2.掌握ARM7微处理器的结构和指令系统,嵌入式系统的分析与设计方法,了解嵌入式操作系统和嵌入式网络技术;

3.掌握以LPC213x系列嵌入式微处理器的硬件资源、指令系统,并以它为核心,能够进行实际系统的设计与分析;

4.通过实例学习,重点掌握嵌入式系统的应用开发。

 

三、教学内容和要求

(一)理论教学的内容及要求

第一章 ARM体系结构基础

第一节  了解ARM支持的数据类型和存储器结构:字、半字、字节、大端格式、小端格式。

第二节  掌握ARM处理器的2种工作状态和7种运行模式:ARM状态和Thumb状态,用户模式、系统模式、快中断模式、管理模式、数据访问中止模式、中断模式、未定义指令中止模式。

重点:2种状态,7种模式。

第三节  寄存器组织

1  了解寄存器分类:31个通用寄存器、6个状态寄存器。

理解通用寄存器:未分组寄存器R0~R7、分组寄存器R8~R14,程序计数器R15

掌握状态寄存器:条件码NZCV,控制位IFTM[4:0]

重点:程序状态寄存器,专用寄存器。

第四节  异常类型。

掌握ARM体系结构所支持的异常类型:复位、未定义指令、软件中断、指令预取中止、数据中止、IRQFIQ,异常向量表,异常优先级。

理解各类异常的具体描述,返回地址的计算。

理解对异常的响应和返回:处理器进入异常的动作,从异常返回的动作。

重点:异常类型,不同异常的区别。难点:异常返回地址计算。

第五节  ARM指令集

掌握ARM指令的功能与格式:跳转指令,数据处理指令,程序状态寄存器处理指令,加载/存储指令、协处理器指令,异常产生类指令。

掌握指令的条件码:无符号数、有符号数,大于,等于,小于,运算结果是否为0

重点:各ARM指令。难点:指令的条件码,条件码的区别。

第六节  掌握ARM指令的寻址方式:寄存器寻址,立即寻址,寄存器移位寻址,寄存器间接寻址,基址寻址,相对寻址,多寄存器寻址,堆栈寻址,块复制寻址,掌握ARM伪指令ADRADRLLDRNOP

重点:各寻址方式。难点:相对寻址,多寄存器寻址,堆栈寻址,块复制寻址,伪指令。

第七节  了解Thumb指令集

第八节  ARM汇编语言编程

理解ARM汇编语言规范:汇编语言的语句格式,代码段,数据段,映像文件。

掌握汇编伪指令:AREAARMCODE32THUMBCODE16EQUDCBDCDENTRYEND

理解程序设计举例:用汇编语言实现简单的数学运算和逻辑运算;根据不同条件实