《嵌入式系统概论》实验教学大纲
课程名称：
| 嵌入式系统概论
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课程编号：
| 420306
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适用专业：
| 网络工程
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总 学 分：
| 3
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总 学 时：
| 54
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其中实验学时
| 12
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一、实验课程性质、目的与任务
本实验课程是嵌入式系统的实验课，重要的实践教学环节，开设的目的是要帮助学生对嵌入式系统的内容加深理解。掌握嵌入式系统的主要开发流程和基本方法，例如开发工具链的使用等。通过嵌入式应用系统的开发试验掌握嵌入式软件开发与设计的的技能和专门知识，积累实践和工程经验等。
二、实验教学基本要求
实验的目的，不仅是为了验证教材和讲课的内容或者验证自己所编写的程序的正确性，而且是为了加深对授课内容的理解，尤其是对嵌入式开发思想的理解；熟悉所用的嵌入式系统的操作方法，也就是了解和熟悉有关集成开发环境；学会烧写、调试、下载程序到目标平台。
上机实验要求：
1、准备好上机所需的程序；
2、上机输入和调试自己所编写的程序；
3、上机结束后，应整理出实验报告，实验报告应包括以下内容：实验项目名称；算法分析；程序清单；运行结果；对运行情况所作的分析以及本次调试程序所取得的经验，如果程序未能通过，应分析其原因。
4、除完成教师指定实验内容外，学生也可独自设计课外实验。
三、实验项目与类型：
序号
| 实验项目
| 学时
| 实验性质
| 备注
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验证
| 综合
| 设计
| 研究
探索
| 必做
| 选做
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1
| 汇编指令的简单应用
| 2
| √
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| √
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2
| 汇编结构化程序设计
| 2
| √
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| √
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3
| ARM C语言程序设计
| 2
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| √
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| √
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4
| GPIO输出控制
| 2
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| √
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| √
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5
| 存储器重映射
| 2
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| √
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| √
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6
| 基于UCOS的LED显示驱动编写
| 2
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| √
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| √
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四、实验教学内容
实验一：汇编指令的简单应用
1、实验目的
掌握ARM数据处理指令的用法
了解ARM汇编指令灵活的第二操作数，编写简单的汇编程序
掌握指令的条件执行，掌握LDR/STR指令，完成存储器的访问
2、方法原理
用ADS1.2软件仿真实现常用的一些汇编指令的使用。
3、主要实验仪器及材料
计算机、ADS1.2、AXD
4、实验内容
（1）用MOV和MVN指令访问ARM通用寄存器。
（2）使用ADD、SUB、AND、ORR、CMP和TST指令完成数据的加减运算及逻辑运算。
(3)用ADS1.2软件仿真，单步、全速运行程序，设置断点，打开寄存器窗口（ProcessorRegister）监视运算值，打开存储器观察窗口（Memory）监视0x40003100地址处的值
实验二：汇编结构化程序设计
1、实验目的
掌握如何使用ARM指令实现结构化程序设计。
2、方法原理
编辑汇编指令程序，用AXD软件仿真调试。
3、主要实验仪器及材料
计算机、ADS1.2、AXD
4、实验内容
（1）使用ARM指令实现if条件执行。
（2）使用ARM指令实现for循环结构。
（3）使用ARM指令实现while循环结构。
（4）使用ARM指令实现do while循环结构。
（5）使用ARM指令实现switch开关结构。
实验三：ARM C语言程序设计
1、实验目的
掌握如何使用ADS1.2编写C语言程序。
2、方法原理
编辑汇编源文件，用AXD软件仿真调试，转入C程序中运行。
3、主要实验仪器及材料
计算机、ADS1.2、AXD
4、实验内容
（1）编写一个汇编程序文件和一个C程序文件。汇编程序的功能是初始化堆栈指针和初始化C程序的运行环境。然后，调试调试跳转到C程序运行，汇编程序是一个简单的启动程序。
（2）C程序用加法运算计算1＋2＋3……＋N的值。
实验四：GPIO输出控制
1、实验目的
掌握ARM微控制器的GPIO控制。
2、方法原理
编辑C源文件，启动PROTUES进行硬件仿真调试。
3、主要实验仪器及材料
计算机、ADS1.2、AXD
4、实验内容
（1）使用LPC 210x芯片的P0.0~P0.7引脚控制发光二极管依次点亮。
（2）用Protues软件设计电路图。
实验五：存储器重映射
1、实验目的
掌握ARM微控制器的存储器重映射机制。
2、方法原理
编辑C源文件，启动PROTUES进行硬件仿真调试。。
3、主要实验仪器及材料
计算机、ADS1.2、AXD、Protues6.9
4、实验内容
（1）设置寄存器MEMMAP＝2，然后将0x40000000~0x4000003f存储单元全部写入0x55，观察芯片内0x40000000~0x4000003f存储单元数据；然后再写入0Xaa,观察0x40000000~0x4000003f存储单元上的数据。
（2）设置寄存器MEMMAP＝0，观察0x40000000~0x4000003f上的数据。
（3）编制控制程序，进行硬件仿真调试，观察ARM控制器的工作是否正常。
实验六：基于UCOS_II的LED显示驱动编写
1、实验目的
掌握连续存储分配方式中空闲内存的管理方法。
2、方法原理
编辑C源文件，启动PROTUES进行硬件仿真调试。
3、主要实验仪器及材料
计算机、ADS1.2、AXD、Protues6.9、UCOS_II（V2.52）
4、实验内容
(1)建立操作系统的移植环境。
(2)启动仿真，在LED显示器上进行闪烁显示。
(3)编制控制程序，进行硬件仿真调试，观察ARM控制器的工作情况。
五、考核方法
1．教师对学生实验过程完成情况进行详细登记，记入实验成绩中。
2．学生完成实验后按要求撰写实验报告，根据实验报告确定每次实验的等级。
3．实验成绩按20%比例计入课程期评总成绩中。
六、实验指导书及主要参考书目
1、实验指导书
[1]自编《嵌入式系统概论实验指导书》
2、 主要参考书
[1]《ARM嵌入式处理器结构与应用基础》马忠梅，马广云，徐英慧，田泽著编著航天大学出版社，2010年
[2]《ARM嵌入式技术及Linux高级实践教程》秦贵和，徐华中，王磊著，北航出版社，2005年
主撰人： 李芳
审核人： 刘伟群
2012.6
