(整理)嵌入式系统开发技术课程

《嵌入式系统应用》课程标准一、课程概要二、课程定位本课程是电子信息工程技术专业的一门核心必修课，是培养学生专业技能的重要组成部分。

在人才培养方案中，本课程支撑学生熟悉嵌入式系统开发的基本理论和工作原理，基本掌握嵌入式应用系统的设计方法，具有初步的嵌入式产品的维护、设计和开发能力，能够利用 Keil—MDK—ARM软件进行嵌入式微控制器的仿真和调试。

三、教学目标（一）知识目标1.了解嵌入式系统相关知识；2.掌握嵌入式C语言的编程特点；3.了解STM32标准外设库编程的特点；4.掌握STM32微控制器GPIO、定时器、PWM输出、中断、串口、AD转换器、DMA控制器等外设的编程方法；5.掌握STM32微控制器驱动彩色LCD显示、WIFI模块以及与物联网云平台的连通方法。

6.通过以上学习初步掌握嵌入式应用系统的设计思路和设计方法。

（二）能力目标1.能设计嵌入式应用系统控制程序；2.能进行嵌入式系统的程序调试；3.具有初步的嵌入式电子产品设计能力；4.具有较强的思考、分析和解决问题的能力；（三）素质目标1.培养学生严谨、细致、规范的职业素质；2.培养学生团队协作、表达沟通能力；3.培养学生跟踪新技术、创新设计能力；4.培养技术标准意识、操作规范意识、服务质量意识等。

四、课程设计本课程以培养目标为起点，选取“帆板角度测量与控制装置”作为整个课程的项目载体，将课程内容分解成10个能力模块，每一个模块对应一个具体的实训项目，每一个实训项目分解成若干个知识技能点，形成了以模块化实训项目为骨架、以技能知识点为内容的实践导向结构化课程内容体系。

在教学设计方面，以项目为驱动，突出实践性、知识性、职业性，体现“教、学、做合一”的设计理念。

实训项目导向的结构化课程内容设计如图1所示。

图1 实践导向的结构化课程内容设计五、教学内容安排六、教学实施（一）教学团队本课程负责人由具备较高专业技术水平、教学经验丰富、教学特色鲜明、具有副高以上专业技术职务的教师担任，并建立职称、学历、年龄等结构合理的专兼结合的“双师型”教学团队，每40人的标准班配备1名任课教师。

嵌入式linux开发课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解嵌入式Linux系统的基本概念、原理和架构。

2. 掌握嵌入式Linux开发环境的搭建与使用。

3. 学习嵌入式Linux内核配置、编译与移植方法。

4. 掌握常见的嵌入式Linux设备驱动编程技术。

技能目标：1. 能够独立搭建嵌入式Linux开发环境。

2. 熟练运用Makefile、交叉编译工具链进行代码编译。

3. 能够编写简单的嵌入式Linux设备驱动程序。

4. 学会分析并解决嵌入式Linux开发过程中的常见问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式系统开发的兴趣，提高学习积极性。

2. 培养学生的团队协作意识，增强沟通与表达能力。

3. 培养学生勇于克服困难，面对挑战的精神。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为高年级专业课程，要求学生具备一定的C语言基础和计算机硬件知识。

课程性质为理论与实践相结合，注重培养学生的实际动手能力。

针对学生特点，课程目标设定了明确的知识点和技能要求，旨在使学生能够掌握嵌入式Linux开发的基本方法，为后续项目实践和职业发展奠定基础。

课程目标分解为具体学习成果：1. 学生能够阐述嵌入式Linux系统的基本概念、原理和架构。

2. 学生能够自主搭建嵌入式Linux开发环境，并进行简单的程序编译与运行。

3. 学生能够编写简单的嵌入式Linux设备驱动程序，并实现相应的功能。

4. 学生能够针对嵌入式Linux开发过程中遇到的问题，提出合理的解决方案，并进行实际操作。

二、教学内容1. 嵌入式Linux系统概述- 嵌入式系统基本概念- 嵌入式Linux的发展历程- 嵌入式Linux系统的特点与优势2. 嵌入式Linux开发环境搭建- 交叉编译工具链的安装与配置- 嵌入式Linux文件系统制作- 常用开发工具的使用（如Makefile、GDB）3. 嵌入式Linux内核与驱动- 内核配置与编译- 内核移植方法- 常见设备驱动编程（如字符设备、块设备、网络设备）4. 实践项目与案例分析- 简单嵌入式Linux程序编写与运行- 设备驱动程序编写与调试- 分析并解决实际问题（如系统性能优化、故障排查）教学内容安排与进度：1. 嵌入式Linux系统概述（2课时）2. 嵌入式Linux开发环境搭建（4课时）3. 嵌入式Linux内核与驱动（6课时）4. 实践项目与案例分析（8课时）本教学内容基于课程目标，结合教材章节内容，注重理论与实践相结合，旨在培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。

课程编号：“嵌入式系统设计”课程教学大纲Embeded System Design Course Outline50学时 3学分一、课程的性质、目的及任务嵌入式系统设计是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程。

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，嵌入式系统设计在计算机科学与技术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、适用专业——计算机科学与技术三、先修课程——计算机组成原理、微型计算机技术、汇编语言、C语言程序设计四、课程的基本要求通过本课程的学习，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的微处理器结构和指令系统以及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S3C44B0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。

五、课程的教学内容(一)课堂讲授的教学内容0．绪论嵌入式系统开发基础（基本概念、组成结构、硬件组成、操作系统、应用软件开发、嵌入式系统开发流程）1．ARM体系结构及汇编指令集ARM技术概述；ARM处理模式和状态、ARM存储器组织、ARM异常中断；ARM寻址方式；ARM指令集、Thumb 指令集、ARM汇编程序规范、ARM汇编程序特点2．基于ARM的嵌入式系统程序设计基础ARM汇编语言程序设计、嵌入式C语言程序设计及技巧、C语言与汇编语言混合编程、基于ARM的软件开发环境3．基于ARM核微处理器S3C44B0X的扩展接口技术S3C44B0X微处理器及其硬件开发平台、基于S3C44B0X的嵌入式系统体系结构；存储器扩展接口、UART异步串行接口、USB设备接口、通用I/O口应用、A/D和D/A接口应用。

《嵌入式技术》课程标准一、课程说明二、课程定位本课程是应用电子技术专业无人机应用技术方向的核心课程、专业必修课程。

先修课程是电子技术基础、单片机原理及应用等课程，后续课程无人机飞行训练、无人机操控。

本课程通过项目式任务驱动方式，采取一体化教学方法，培养学生从事嵌入式技术生产、调试、维护的能力、具备上岗的基本综合专业能力以及可持续发展的社会能力。

三、设计思路本课程是应用电子技术专业无人机应用技术方向的核心课程，是一门实践性强的理论结合实践的课程，要求学生学习本课程之前掌握电子技术、单片机理论知识，且有一定的动手能力即理论联系实践解决实际问题的能力。

本课程的学习按照工学结合的学习模式，以任务为载体，贯彻“做、学、教”的一体化项目教学模式的指导思想，运用项目教学法编制教学项目，使学生“一教就懂，一学就会，一做就成”，符合高职学生的知识水平、能力水平以及职业岗位的需求，充分运用互联网+教育信息化，在网络中开设网络课程及MOOC，为学习后续课程及从事无人机行业打下良好基础。

四、课程培养目标1．专业能力（1）掌握嵌入式系统中硬件层、硬件抽象层、系统软件、应用软件层；312（2）掌握嵌入式开发流程、开发模式；（3）了解嵌入式系统的特点、发展趋势；（4）掌握嵌入式系统的学习方法，了解软件的下载、安装、编程、调试的能力，具备基本项目一定开发的能力。

2．方法能力（1）通过该门课程的学习，掌握嵌入式技术发展的技术，关注嵌入式技术的应用，思考实际应用，解决实际问题的能力，培养终生学习的能力；（2）具备参阅其它电子书籍的能力，具备较强的信息搜索能力；（3）良好的工作协调能力；（4）提高学习兴趣，掌握举一反三的学习方法。

3.社会能力（1）通过课程学习培养学生的信息意识和能力，提高专业实践能力；培养学生的信息意识和信息素养；（2）具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。

具有理论联系实际的良好学风，具有发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及理论联系实际的能力；（3）通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力；具备团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质；（4）通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能，培养对新技术信息的掌握能力；（5）爱岗敬业的职业态度与职业责任心。

嵌入式系统课程大纲一、课程简介嵌入式系统是以计算机技术为基础，实现特定功能的系统。

本课程旨在介绍嵌入式系统的基本原理、设计方法及开发技术。

学生将学习到嵌入式系统的硬件与软件之间的紧密集成，以及如何应用嵌入式系统解决实际问题。

二、课程目标1. 理解嵌入式系统的基本概念和设计原理；2. 掌握嵌入式系统的硬件与软件开发技术；3. 学习嵌入式系统的应用案例，并能独立完成相关项目；4. 培养学生的创新思维和问题解决能力。

三、课程内容1. 嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统定义及特点1.2 嵌入式系统发展历程1.3 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式系统硬件设计基础2.1 单片机概述2.2 计算机体系结构及指令集2.3 嵌入式系统的接口技术2.4 嵌入式系统的存储技术3. 嵌入式系统软件开发基础3.1 嵌入式系统软件设计流程3.2 嵌入式系统操作系统3.3 嵌入式系统的编程语言3.4 嵌入式系统的调试与测试4. 嵌入式系统的应用案例4.1 嵌入式系统在智能家居中的应用4.2 嵌入式系统在工业控制中的应用4.3 嵌入式系统在医疗设备中的应用4.4 嵌入式系统在无人机中的应用五、课程评估1. 平时作业：占总成绩的20%包括课堂练习、实验报告和小型项目。

2. 期中考试：占总成绩的30%考核学生对课程知识的理解和掌握程度。

3. 期末项目：占总成绩的50%要求学生独立完成一个嵌入式系统开发项目，并提交相应的设计方案和实现报告。

六、参考教材1. 嵌入式系统设计与开发，李明著，电子工业出版社，2017年2. 嵌入式系统原理与设计，张立新著，清华大学出版社，2018年七、备注本课程将提供实验室设备供学生使用，学生可以自行选择项目开发的硬件平台和开发环境。

同时，学生也可以自愿参与相关嵌入式系统开发竞赛，以提升自己的实践能力和创新能力。

八、教学团队本课程由经验丰富的嵌入式系统开发工程师和计算机科学与技术专业教师组成的教学团队共同授课，保证教学质量和学生学习效果。

《嵌入式系统》课程教学大纲学分：3学时：64适用专业：电子信息、通信技术前导课程：电路分析基础、模拟电路、数字电路、高频电路、单片机原理、C语言后续课程：一、课程的性质和任务本课程围绕目前流行的32位ARM处理器和嵌入操作系统，讲述嵌入式系统的概念、软硬件组成、开发过程以及嵌入式应用程序和驱动程序的开发设计方法。

《嵌入式系统》是培养学生具有嵌入式系统的应用知识、嵌入式系统的初步分析能力和具有使用RTOS （实时操作系统）构成嵌入式系统的应用能力等方面的学科，是电子信息与计算机类或相关工科专业的一门专业课。

二、课程的教学基本要求本课程是一门综合性、实践性、应用性很强的专业课。

课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构，嵌入式处理器结构（ARM架构为主），异常处理、系统控制过程、存储处理、ARM内部资源、各种I/O接口；嵌入式系统开发应用方法；实时多任务操作系统。

本课程将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。

三、教学内容和要求（一）理论教学内容和要求第一章：嵌入式系统的概况1、讲授内容：主要讲解嵌入式系统的定义、嵌入式系统的分类、嵌入式系统的组成及嵌入式系统的应用领域和发展趋势。

2、基本要求：使学生明确学习本课程的目的。

第二章：嵌入式系统的硬件基本知识1、讲授内容：1、ARM体系的硬件架构2、冯.诺依曼体系结构和哈佛体系结构3、RISC体系结构4、流水线技术2、基本要求：了解嵌入式系统的硬件基础。

第三章：嵌入式操作系统1、讲授内容：1、嵌入式操作系统的分类2、嵌入式操作系统的特点3、实时操作系统4、目前市场上流行的嵌入式操作系统2、基本要求：掌握嵌入式操作系统的分类和特点，明确实时操作系统的内核特点第四章：ARM架构的嵌入式微处理器1、讲授内容：目前基于ARM架构的嵌入式微处理器：I44B0，2410，LPC2000的架构及特点。

2、基本要求：要求掌握不同处理的的特点及使用场合。

嵌入式课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解嵌入式系统的基本概念、组成原理及其在各行各业中的应用；2. 掌握嵌入式系统设计的基本流程、开发工具及相关技术；3. 了解我国嵌入式技术的发展现状及未来发展趋势。

技能目标：1. 能够运用所学知识，进行简单的嵌入式系统设计；2. 能够运用相关开发工具，进行嵌入式程序编写、调试及优化；3. 能够对嵌入式系统进行基本的故障排查和维护。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式技术及其实际应用的兴趣，提高学生的动手实践能力；2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与表达能力；3. 增强学生的创新意识，培养学生的创新能力和工程素养；4. 引导学生关注我国嵌入式技术的发展，激发学生的爱国情怀和责任担当。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，突出培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的电子技术、计算机编程基础，对新技术充满好奇，喜欢动手实践，但独立解决问题的能力有待提高。

教学要求：教师需采用启发式、案例式教学，结合实验操作，激发学生的学习兴趣，引导学生主动探究，提高学生的实际操作能力。

同时，注重培养学生的团队协作能力和创新精神，使学生在掌握基本知识技能的基础上，能够独立解决实际问题。

通过本课程的学习，为学生未来从事嵌入式领域相关工作奠定基础。

二、教学内容1. 嵌入式系统概述：介绍嵌入式系统的基本概念、发展历程、分类及其在各领域的应用。

教材章节：第一章 嵌入式系统概述2. 嵌入式系统硬件：讲解嵌入式系统硬件的组成、特点，重点掌握微控制器、存储器、输入输出接口等。

教材章节：第二章 嵌入式系统硬件3. 嵌入式系统软件：学习嵌入式操作系统、编程语言、软件开发环境等，了解嵌入式软件设计方法。

教材章节：第三章 嵌入式系统软件4. 嵌入式系统设计与开发：介绍嵌入式系统的设计流程、开发工具、调试方法等，使学生掌握嵌入式系统项目开发的基本步骤。

物联网中的嵌入式系统开发教程嵌入式系统是物联网发展的关键组成部分，是连接物理设备与互联网的桥梁。

在物联网中，嵌入式系统开发扮演着重要的角色，它为设备提供了智能化、互联化的能力。

本文将介绍物联网中的嵌入式系统开发教程，包括嵌入式系统的概念、发展历程，以及嵌入式系统开发的基本步骤和技术要点。

1. 嵌入式系统的概念和发展历程嵌入式系统是指将计算能力嵌入到物理设备中的计算机系统。

它通常具有实时性要求，能够以低功耗、低成本、小体积的方式运行，为物理设备提供控制、感知和通信等功能。

嵌入式系统的发展历程可以追溯到上世纪70年代，随着集成电路技术的飞速发展，计算机芯片和存储器开始进一步集成，从而成为实现嵌入式系统的基石。

随着物联网的兴起，嵌入式系统也得到了广泛的应用，从智能家居到工业自动化，从智能交通到智能医疗等领域，嵌入式系统无处不在。

2. 嵌入式系统开发的基本步骤嵌入式系统开发包括硬件设计、软件开发和系统集成三个阶段。

下面将分别介绍这三个阶段的基本步骤。

2.1 硬件设计硬件设计是嵌入式系统开发的第一步，它包括选型、原理图设计、PCB设计和硬件测试。

在选型阶段，需要根据具体的应用需求选择适合的处理器、存储器、传感器和通信模块等硬件组件。

在原理图设计和PCB设计阶段，需要根据选型结果进行电路设计和元器件布局，生成PCB板。

最后，在硬件测试阶段，需要验证硬件电路的功能和性能，确保硬件设计符合系统需求。

2.2 软件开发软件开发是嵌入式系统开发的核心步骤，它包括嵌入式软件的编写和调试。

在嵌入式软件编写阶段，需要根据硬件设计的结果，选择合适的开发平台和编程语言，编写嵌入式软件。

在调试阶段，需要通过在线调试工具和仿真器等设备，对嵌入式软件进行测试和调优，确保软件的稳定性和可靠性。

2.3 系统集成系统集成是嵌入式系统开发的最后一步，它包括软硬件的集成和系统的测试。

在软硬件的集成阶段，需要将硬件设计和软件开发的结果进行整合，确保软硬件之间的兼容性和协同工作。

4.嵌入式系统的开发嵌入式理论课程PPT第2章嵌入式系统的开发过程嵌入式理论课程PPT一嵌入式软件开发的特点嵌入式系统与通用计算机在以下几个方面的差别比较明显：(1)人机交互界面。

嵌入式系统和通用计算机之间的最大区别在与人机交互界面。

嵌入式系统可能根本就不存在键盘、显示器等设备，它所完成的事情也可能只是络情况或者传感器的变化情况，并按照事先规定好的过程及时完成相应的处理任务。

(2)有限的功能。

嵌入式系统的功能在设计时已经定制好，在开发完成投入使用之后就不再变化，系统将反复执行这些预定好的任务，而不象通用计算机那样随时可以运行新任务。

当然，使用嵌入式操作系统的嵌入式系统可以添加新的任务，删除旧的任务；但这样的变化对嵌入式系统而言是关键性的变化，有可能会对整个系统产生影响。

(3)时间关键性和稳定性。

嵌入式系统可能要求实时响应，具有严格的时序性。

同时，嵌入式系统还要求有非常可靠的稳定性。

其工作环境可能非常恶劣，如高温、高压、低温、潮湿等。

这就要求在设计时考虑目标系统的工作环境，合理选择硬件和保护措施。

软件稳定也是一个重要特征。

软件系统需要经过无数次反复测试，达到预先规定的要求才能真正投入使用。

嵌入式理论课程PPT嵌入式软件开发与传统软件开发有许多共同特点，但它又有它自身的特点：(1)需要交叉开发环境。

嵌入式应用软件开发要使用交叉开发环境。

交叉开发环境是指实现编译、链接和调试应用程序代码的环境。

与应用程序环境不同，它分布在有通信链接的宿主机和目标机环境之中。

宿主机(Host)是一台通用计算机，一般是PC机。

它通过串口或网络连接与目标机通信。

目标机(Target)常在嵌入式软件开发期间使用，用来区(Target) 别与嵌入式系统通信的宿主机。

目标机应用软件需要绑定操作系统一起运行。

交叉软件包括交叉编译器、交叉调试器和模拟软件等。

交叉编译器允许应用程序开发者在俗主机上生成能在目标机上运行的代码。

交叉调试器和模拟调试软件用于完成俗主机与目标机应用程序代码的调试。

《嵌入式系统设计》课程标准1.课程说明《嵌入式系统设计》课程标准课程编码〔37604〕承担单位〔计算机信息学院〕制定〔〕制定日期〔2022.11.16〕审核〔专业指导委员会〕审核日期〔2022年11月20日〕批准〔二级学院（部）院长〕批准日期〔2022年11月28日〕（1）课程性质：本门课程是物联网应用技术专业的必修课（填写是基础课还是核心课，是必修课还是选修课等）课程。

（2）课程任务：主要针对软件和信息技术服务业的嵌入式系统设计工程技术人员、软件和信息技术服务人员等岗位开设，主要任务是培养学生在嵌入式系统设计岗位的底层应用程序开发能力，要求学生掌握嵌入式系统编程方面的基本技能。

（3）课程衔接：在课程设置上，前导课程有《物联网开源硬件基础》，后续课程有《无线传感器网络技术应用》。

2.学习目标（一）素质目标：(1)坚定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度，在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下，践行社会主义核心价值观，有深厚的爱国情感和中华民族自豪感；(2)崇尚宪法、遵法守纪、崇德向善、诚实守信、尊重生命、热爱劳动，履行道德准则和行为规范，具有社会责任感和社会参与意识；(3)具有质量意识、环保意识、安全意识、信息素养、工匠精神、创新思维；具有良好的通信工程施工安全与自我保护意识；(4)勇于奋斗、乐观向上，具有自我管理能力、职业生涯规划的意识，有较强的集体意识和团队合作精神；(5)具有健康的体魄、心理和健全的人格，掌握基本运动知识和一两项运动技能，养成良好的健身与卫生习惯，良好的行为习惯；(6)具有一定的审美和人文素养，能够形成一两项艺术特长或爱好。

(7)能够初步理解企业战略和适应企业文化，遵守通信纪律、严守通信秘密。

（二）知识目标：(1)掌握必备的思想政治理论、科学文化基础知识和中华优秀传统文化知识；(2)熟悉计算机程序设计基础；(3)掌握基于8051单片机架构的CC2530嵌入式系统的基础知识；(4)掌握CC2530嵌入式系统开发及应用知识；(5)掌握IAR嵌入式开发环境的应用。