《嵌入式技術應用》教學標準

《嵌入式技術應用》教學標準一、基本信息課程性質：專業(yè)課課程類型：理論實踐一體課程適用對象：?？茖哟危瑢W制三年學分數(shù)：4總學時數(shù)：64（理論課學時數(shù)：28，實踐課學時數(shù)：36）先修課程：linux操作系統(tǒng)、單片機應用技術、C語言程序設計后續(xù)課程：物聯(lián)網(wǎng)應用程序設計二、課程任務本課程介紹了基于Linux的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法與應用技術。通過本課程的學習，使學生能夠理解嵌入式系統(tǒng)的基本概念，掌握嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法，具備嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、調試以及系統(tǒng)構建的能力。三、教學目標（一）知識目標1）了解常見ARM單片機芯片及外圍芯片的功能和引腳分布；2）了解linux操作系統(tǒng)環(huán)境，熟悉其基本指令的應用，并掌握幾個重要的嵌入式Linux基礎應用程序設計；3）掌握嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)流程和開發(fā)方法；4）掌握嵌入式軟件系統(tǒng)平臺的構建：比如應用程序的編譯、燒寫、測試方法；嵌入式linux操作系統(tǒng)內核的裁剪、編譯、下載方法等；5）了解嵌入式系統(tǒng)驅動程序的功能，掌握簡單的嵌入式驅動程序的編寫方法；6）熟悉基于QT的嵌入式GUI設計方法7）了解嵌入式WEB服務器的功能與構建方法，掌握基本網(wǎng)頁編程方法，掌握網(wǎng)絡遠程控制的方法。（二）能力目標1）掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)軟硬件平臺的使用；2）掌握嵌入式系統(tǒng)的裁剪、編譯、下載與測試；3）掌握嵌入式系統(tǒng)的安裝和軟硬件聯(lián)調、故障診斷維護技能。四、教學內容及要求模塊一、嵌入式網(wǎng)關之開發(fā)環(huán)境搭建要求：1）理解嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境；2）掌握開發(fā)環(huán)境軟件的安裝、搭建；3）掌握Linux系統(tǒng)的基本操作和應用；模塊二、嵌入式網(wǎng)關之應用程序編寫要求：1）掌握嵌入式Linux應用程序的編寫、編譯和下載運行；2）掌握嵌入式Linux應用程序編寫方法；3）了解linux程序調試工具，掌握程序的調試方法；模塊三、嵌入式網(wǎng)關之驅動程序編寫要求：1）了解嵌入式Linux驅動設備；2）掌握I/O口驅動程序應用編寫；3）掌握I2C驅動程序應用編寫；4）掌握串口驅動程序應用編寫；模塊四、嵌入式網(wǎng)關之溫濕度采集1）QT編程基礎要求：了解QT開發(fā)環(huán)境的安裝；掌握UI界面的設計方法；理解QT下信號與插槽的作用，掌握其使用方法；學會簡單的界面應用設計。2）SHT11溫濕度傳感器數(shù)據(jù)讀取設計要求：了解SHT11溫濕度傳感器外部接口功能掌握溫濕度傳感器的初始化時序驅動設計；掌握溫濕度傳感器讀寫時序驅動設計；能夠讀取溫濕度模塊數(shù)據(jù)并進行轉換并顯示。模塊五、嵌入式網(wǎng)關之設計通信傳輸設計1）與WSN協(xié)調器的串口通信設計要求：了解串口通信數(shù)據(jù)幀格式；理解通信協(xié)議的作用；理解串口通信數(shù)據(jù)結構體的作用，掌握其設定方法；掌握串口通信驅動程序的調用方法；學會使用串口通信實現(xiàn)與WSN協(xié)調器的通信。2）與上位機的網(wǎng)絡通信設計要求：了解網(wǎng)絡接口通信的概念、數(shù)據(jù)幀格式；理解TCP/IP協(xié)議基本概念，熟悉網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸流程；掌握網(wǎng)絡通信的驅動程序調用方法；掌握Linux下網(wǎng)絡通信的設計方法，實現(xiàn)與PC機的數(shù)據(jù)通信。模塊六、嵌入式網(wǎng)關之遠程控制設計1）嵌入式WEB服務器構建要求：了解嵌入式WEB服務器BOA的作用；掌握BOA的獲取與編譯方法；掌握BOA的下載、運行與測試方法；2）HTML網(wǎng)頁編程基礎要求：了解HTML的基本語法；掌握簡單HTML網(wǎng)頁編程方法。3）家電遠程控制設計要求：了解CGI腳本程序的概念；掌握CGI程序的編寫方法；學會使用BOA在ARM開發(fā)板實現(xiàn)一個簡單WEB服務器的過程；掌握利用網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程家電控制的方法。五、實踐教學安排（可選）序號實踐教學內容課時數(shù)1開發(fā)環(huán)境軟件的安裝、搭建22Linux系統(tǒng)的基本操作和應用23Bootloader的功能和使用14Linux內核與移植15嵌入式LinuxC開發(fā)基礎16編譯器gcc、調試器GDB17GNUmake和makefile18應用程序下載運行29I/O口驅動程序編寫應用110I2C驅動程序編寫應用211串口驅動程序編寫應用212QT應用編程213溫濕度傳感器數(shù)據(jù)采集414串口通信設計215網(wǎng)絡通信設計416嵌入式WEB服務器構建217HTML網(wǎng)頁編程218家電遠程控制設計4六、教學時數(shù)分配序號授課內容課時分配講授實驗合計1模塊一嵌入式網(wǎng)關之開發(fā)環(huán)境搭建Linux系統(tǒng)的基本操作和命令2242構建嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境223Bootloader的功能和使用1124Linux內核與移植1125模塊二嵌入式網(wǎng)關之應用程序編寫嵌入式LinuxC開發(fā)基礎1126編譯器gcc、調試器GDB1127GNUmake和makefile1128應用程序下載運行229模塊三嵌入式網(wǎng)關之驅動程序編寫理解嵌入式設備驅動11210I/O口驅動程序編寫應用22211I2C驅動程序編寫應用2212串口驅動程序編寫應用2213模塊四嵌入式網(wǎng)關之溫濕度采集設計QT編程基礎42614DHT11溫度傳感器數(shù)據(jù)讀取設計24615模塊五嵌入式網(wǎng)關之通信傳輸設計與WSN協(xié)調器的串口通信設計22416與上位機的網(wǎng)絡通信設計42617模塊六嵌入式網(wǎng)關之遠程控制設計嵌入式WEB服務器構建22418HTML網(wǎng)頁編程基礎22419家電遠程控制設計246七、學習效果評價（一）評價形式如平時表現(xiàn)、平時作業(yè)、成果評價、階段測試、期末考試、其它等。序號評價形式占總成績的比重說明1平時表現(xiàn)5%2平時作業(yè)10%3階段測試25%4成果評價30%溫濕度采集與遠程控制制作成果5期末考試30%合計100%各項評價形式的合計必須是100%（二）模塊評價序號模塊占總成績的比重說明1模塊一嵌入式網(wǎng)關之開發(fā)環(huán)境搭建10%2模塊二嵌入式網(wǎng)關之應用程序編寫15%3模塊三嵌入式網(wǎng)關之驅動程序編寫20%4模塊四嵌入式網(wǎng)關之溫濕度采集設計15%5模塊五嵌入式網(wǎng)關之通信傳輸設計15%6模塊六嵌入式網(wǎng)關之遠程控制設計25%合計100%八、教學資源（一）建議選用教材及教學參考資料本課程推薦選用教材是：嵌入式Linux系統(tǒng)應用及項目實踐，作者：豐海，機械工業(yè)出版社本課程推薦的教學參考書是：1、嵌入式Linux應用開發(fā)，作者：韋東山，人民郵電出版社2、嵌入式系統(tǒng)軟件設計，作者：謝榮生等，北京郵電大學出版社3、嵌入式系統(tǒng)原理及應用開發(fā)技術，作者：桑楠，高