《嵌入式系统软件设计与实现》教学大纲
（2013版）
课程编码：0611103203
课程名称：嵌入式系统软件设计与实现
学时/学分：48/3
先修课程：《程序设计基础》、《操作系统》、《嵌入式程序设计基础》
适用专业：计算机科学与技术
开课教研室：嵌入式系统教研室
执笔：
审定：
一、课程性质与任务
1．课程性质：本课程是计算机科学与技术专业的专业选修课，是针对计算机科学与技术专业选择嵌入式方向学生的方向选修课。
2．课程任务：本课程是面向Linux嵌入式软件开发、软件技术支持以及软件测试三个岗位，让学生通过本课程的学习，理解嵌入式系统和嵌入式软件的基本概念及特点，掌握Linux嵌入式软件开发基本手段和流程。
二、课程教学基本要求
《嵌入式系统软件设计与实现》是嵌入式方向的最后一门课程，是在学生掌握了嵌入式开发的基本理论知识和嵌入式程序设计的基本手段后，而进入的实践环节。学生在实验室完成本学期的学习任务，通过宿主机+Pxa-270实验箱的平台，学习掌握嵌入式开发环境的创建、系统的移植、以及一系列的基础实验，最后通过具体的项目开发来收获嵌入式开发的经验。
本课程共计学时：48，理论学时32，实践学时16。
成绩考核形式：末考成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论等）（30％)。成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容
第一章 嵌入式系统开发平台的搭建
1.教学基本要求
理解和掌握嵌入式系统基础知识，搭建嵌入式开发的平台，完成交叉编译环境、系统移植和第一个嵌入式程序的调试。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过教学使学生了解嵌入式开发平台的工作原理，掌握嵌入式开发平台搭建的步骤和方法，学会在这个平台下程序设计和调试的方法。
3.教学重点和难点
教学重点是Bootloader、Kernel、Root的移植。教学难点Bootloader、Kernel、Root的移植。
4.教学内容
（1）嵌入式开发平台基础知识
主要知识点：嵌入式系开发平台的基本工作原理；嵌入式软件开发流程。
（2）系统移植
主要知识点：Minicom通讯、NFS、TFTP服务器、Bootloader、Kernel、Root的移植。
（3）嵌入式Linux C语言开发
主要知识点：学习在以上搭建的平台下调试第一个程序HelloWorld。
第二章 嵌入式开发的硬件驱动及程序开发
1.教学基本要求
熟悉C程序设计，掌握嵌入式开发平台下的C驱动设计以及程序开发技能。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过教学使学生掌握嵌入式开发平台下的C驱动设计以及程序开发的能力。
3.教学重点和难点
教学重点是C驱动设计以及程序开发。教学难点是C驱动设计以及程序开发。
4.教学内容
（1）CPU GPIO驱动程序
主要知识点：掌握CPU GPIO的工作原理以及驱动程序的设计，调试相应的控制程序。
（2）数码管显示实验
主要知识点：掌握数码管的工作原理以及驱动程序的设计，调试相应的控制程序。
（3）LED点阵驱动
主要知识点：掌握LED点阵的工作原理以及驱动程序的设计，调试相应的控制程序。
（4）LCD控制实验
主要知识点：掌握LCD的工作原理以及驱动程序的设计，调试相应的控制程序。
（5）触摸屏驱动实验
主要知识点：掌握触摸屏的工作原理以及驱动程序的设计，调试相应的控制程序。
（6）USB蓝牙设备实验
主要知识点：掌握USB蓝牙的工作原理以及驱动程序的设计，调试相应的控制程序。
（7）温度传感器实验
主要知识点：掌握温度传感器的工作原理以及驱动程序的设计，调试相应的控制程序。
第三章 项目实践
1.教学基本要求
理解和掌握步进电机的基本工作原理，学会WEB远程控制步进电机的方法。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能
通过教学使学生掌握步进电机的工作原理、驱动程序的开发、控制程序C的开发以及WEB远程控制的开发手段。
3.教学重点和难点
教学重点是步进电机的工作原理、驱动程序的开发、控制程序C的开发以及WEB远程控制。教学难点是步进电机的工作原理、驱动程序的开发、控制程序C的开发以及WEB远程控制。
4.教学内容
（1）步进电机的工作原理
主要知识点：步进电机的工作原理。
（2）驱动程序的开发
主要知识点：步进电机驱动程序的开发。
（3）控制程序C的开发
主要知识点：步进电机控制程序C的开发。
（4）WEB远程控制
主要知识点：WEB远程控制，PHP代码的编写。
四、学时分配
1.讲授内容及学时分配
|
章序 |
内容 |
课时 |
备注 |
|
一 |
嵌入式系统开发平台的搭建 |
10 |
|
|
二 |
嵌入式开发的硬件驱动及程序开发 |
12 |
|
|
三 |
项目实践 |
10 |
|
|
合计 |
32 |
|
|
2.实践内容及学时分配
|
序号 |
项目名称 |
内容提要 |
学时 |
必/选开 |
|
1 |
Minicom/TFTP |
1．Minicom通讯的建立。 2．TFTP的搭建。 |
2 |
必开 |
|
2 |
编译内核 |
1．Bootloader。 2．Kernel。 3．Root。 |
2 |
必开 |
|
3 |
焼写内核 |
将上次实验的内核文件焼写到Pxa270 |
2 |
必开 |
|
4 |
CPU GPIO |
CPU GPIO的测试以及源代码理解 |
2 |
必开 |
|
5 |
数码管显示 |
数码管的测试以及源代码理解。 |
2 |
必开 |
|
6 |
触摸屏 |
触摸屏的测试以及源代码理解。 |
2 |
必开 |
|
7 |
步进电机1 |
测试步进电机的驱动及控制程序 |
2 |
必开 |
|
8 |
步进电机1 |
WEB远程控制步进电机 |
2 |
必开 |
|
合计 |
16 |
|
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五、主用教材及参考书
（一）主用教材：
《Linux2.6开发与应用实践教程)》 北京奥尔斯电子科技有限公司 2009年。
（实验箱配套教材）
（二）参考书：
1. 《从实践中学嵌入式Linux C编程》主编：曾宏安 出版社：电子工业出版社出版时间：2012年。
2. 《嵌入式Linux应用程序开发标准教程(第2版)》主编：华清远见嵌入式培训中心 出版社：人民邮电出版社 出版时间：2009年。
3. 《嵌入式Linux开发基础》主编：谢川 出版社：中国铁道出版社 出版时间：2011年。