“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：887700线路检测中心

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，员工应能达到下列要求：

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。

2  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。

3  掌握状态寄存器：条件码N、Z、C和V，控制位I、F、T和M[4:0]。

重点：程序状态寄存器，专用寄存器。

第四节  异常类型。

1  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、IRQ、FIQ，异常向量表，异常优先级。

2  理解各类异常的具体描述，返回地址的计算。

3  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

1  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。

2  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ADR、ADRL、LDR和NOP。

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

1  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。

2  掌握汇编伪指令：AREA，ARM和CODE32、THUMB和CODE16，EQU，DCB和DCD，ENTRY，END。

3  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