嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用課程教學(xué)大綱

《嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用》教學(xué)大綱一、課程基本信息中文名稱：嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用課程類別：專業(yè)核心課程總學(xué)時(shí)：32(理論學(xué)時(shí)28;實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4)總學(xué)分：2學(xué)分適用專業(yè)：人工智能先修課程：C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、電子技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、控制工程基礎(chǔ)二、課程性質(zhì)、課程目標(biāo)與及其對(duì)畢業(yè)要求的支撐1、課程性質(zhì)《嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用》是智能制造工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課程，本課程針對(duì)智能制造工程專業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合單片機(jī)原理、電子技術(shù)和控制工程等，以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)字控制技術(shù)解決實(shí)際工程問題的能力。目前，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器、智能儀器儀表等眾多領(lǐng)域。2、課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：通過嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解嵌入式系統(tǒng)的基本知識(shí)和原理，掌握嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)技術(shù)以及接口開發(fā)技術(shù)。課程目標(biāo)2：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程與方法，學(xué)會(huì)利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的分析、仿真與設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，初步具備工程思想;課程目標(biāo)3：通過完成本課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠和小組成員溝通實(shí)驗(yàn)中所涉及的技術(shù)方案、實(shí)現(xiàn)方法等問題，準(zhǔn)確表達(dá)自己的想法，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。課程目標(biāo)4：通過對(duì)嵌入式技術(shù)在具體產(chǎn)品中的應(yīng)用情況的講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。3、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐注：表中課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐矩陣，可根據(jù)支撐程度用0.1-1間數(shù)字表示。三、課程教學(xué)基本要求第一章嵌入式系統(tǒng)概論[教學(xué)內(nèi)容與要求]了解嵌入式系統(tǒng)的基本概念、組成及工作原理，了解嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。[教學(xué)重點(diǎn)]嵌入式系統(tǒng)的組成和工作原理。[教學(xué)難點(diǎn)]嵌入式系統(tǒng)的組成和工作原理。第二章嵌入式微處理器[教學(xué)內(nèi)容與要求]掌握嵌入式微處理器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理;了解ARM微處理器的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，掌握ARM微處理器的寄存器組、存儲(chǔ)器格式及數(shù)據(jù)類型，掌握ARM微處理器的異常中斷及其響應(yīng)過程。[教學(xué)重點(diǎn)]ARM微處理器的寄存器組和存儲(chǔ)器格式。[教學(xué)難點(diǎn)]ARM微處理器的寄存器組和存儲(chǔ)器格式。第三章嵌入式系統(tǒng)的編程基礎(chǔ)[教學(xué)內(nèi)容與要求]了解ARM匯編指令所支持的偽指令;了解匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式及程序結(jié)構(gòu);掌握嵌入式系統(tǒng)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。[教學(xué)重點(diǎn)]嵌入式系統(tǒng)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。[教學(xué)難點(diǎn)]嵌入式系統(tǒng)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。第四章嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與方法[教學(xué)內(nèi)容與要求]理解C51的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，掌握C5l語(yǔ)言的編程方法。[教學(xué)重點(diǎn)]C51編程方法。[教學(xué)難點(diǎn)]C51編程方法。第五章嵌入式系統(tǒng)的接口技術(shù)[教學(xué)內(nèi)容與要求]了解嵌入式系統(tǒng)常見的接口電路的設(shè)計(jì)原理，包括存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、通用I/O接口的設(shè)計(jì)、人機(jī)交互接口的設(shè)計(jì)等;掌握嵌入式微處理器的最小系統(tǒng);學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)接口電路及相關(guān)程序。[教學(xué)重點(diǎn)]嵌入式微處理器的最小系統(tǒng);存儲(chǔ)器擴(kuò)展和通用I/O端口的設(shè)計(jì)。[教學(xué)難點(diǎn)]嵌入式微處理器的最小系統(tǒng);存儲(chǔ)器擴(kuò)展和通用I/O端口的設(shè)計(jì)。第六章嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)概述[教學(xué)內(nèi)容與要求]了解嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基本概念;了解uC/OS-II操作系統(tǒng)，掌握uC/OS-II操作系統(tǒng)的基本應(yīng)用方法。[教學(xué)重點(diǎn)]uC/OS-II操作系統(tǒng)的基本應(yīng)用方法。[教學(xué)難點(diǎn)]uC/OS-II操作系統(tǒng)的基本應(yīng)用方法。第七章嵌入式系統(tǒng)的案例分析[教學(xué)內(nèi)容與要求]通過具體的實(shí)例，了解嵌入式系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)流程及具體步驟。[教學(xué)重點(diǎn)]雙軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)案例分析。[教學(xué)難點(diǎn)]雙軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)案例分析。根據(jù)本課程內(nèi)容，課程內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐如下：注：表中課程內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐矩陣，可根據(jù)支撐程度用0.1-1間數(shù)字表示。四、有關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的要求1、教學(xué)方法：教學(xué)方法包括理論知識(shí)、課堂討論、自學(xué)、實(shí)驗(yàn)課、答疑。(1)理論知識(shí)：以教師課堂講授為主，讀閱參考文獻(xiàn)、書籍為輔，使得學(xué)生掌握嵌入式控制系統(tǒng)的基本原理知識(shí)以及嵌入式控制系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)技術(shù)及接口開發(fā)技術(shù)。(2)課堂討論：由教師布置內(nèi)容、提供參考書，學(xué)生自己準(zhǔn)備，課堂上圍繞提出的問題進(jìn)行討論，鼓勵(lì)學(xué)生勇敢、準(zhǔn)確表達(dá)自己的想法，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。(3)自學(xué)：由教師布置自學(xué)內(nèi)容，提出重點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生自主分析問題和解決問題的能力。(4)實(shí)驗(yàn)課：教師指導(dǎo)，學(xué)生獨(dú)立操作，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，啟培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，使其初步具備工程思想。(5)答疑：針對(duì)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)及學(xué)生提出的問題，教師組織進(jìn)行答疑。2、教學(xué)手段：在教學(xué)過程中要掌握傳授知識(shí)和培養(yǎng)智能的辯證關(guān)系，特變注意培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，始終貫徹教書育人的思想。講授應(yīng)靈活多樣，始終貫徹啟發(fā)式教學(xué)，做到重點(diǎn)突出、層次清楚、聯(lián)系實(shí)際，充分利用多媒體課件以及視頻信息、實(shí)物展示等教學(xué)手段。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷及熱情。課程實(shí)驗(yàn)課要求在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室分組進(jìn)行，學(xué)生應(yīng)在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行操作，并做好調(diào)試和結(jié)果記錄。課后完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3、作業(yè)要求：作業(yè)要求書寫整齊、條理清晰、程序語(yǔ)法正確、繪圖規(guī)范，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，通過獨(dú)立完成工作增強(qiáng)學(xué)生的自信心。4、課程考試：本課程為專業(yè)核心課程，必修考查課，課程考核內(nèi)容為本大綱規(guī)定內(nèi)容，期末考核方式為開卷考試。成績(jī)?cè)u(píng)定一般采用結(jié)構(gòu)成績(jī)，總評(píng)成績(jī)=期末考試成績(jī)+平時(shí)成績(jī)，注意：期末考試成績(jī)?yōu)?0分以下，不允許加平時(shí)成績(jī)。通過期末考試，使學(xué)生加深了對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)課程的總體把握和理解;平時(shí)成績(jī)中的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，啟迪了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使其綜合應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)解決實(shí)際工程問題的能力進(jìn)一步得到提升。也更加堅(jiān)定了學(xué)生為祖國(guó)強(qiáng)大而努力奮斗的決心。五、學(xué)時(shí)分配六、使用教材及主要教學(xué)參考書1、教材樊衛(wèi)華.《嵌入式控制系統(tǒng)原理及設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2020.72、參考書目：丁男,馬洪連.《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程(第3版