《嵌入式系统设计》实验教学大纲

课程代码：ELET2002 课程学分：2.50

课程名称（中/英）：嵌入式系统设计/Embedded System Design

课程学时：54 实验学时：27

适用专业：电气工程及其自动化

实验室名称：信号控制实验室

一、课程简介：

本课程实验旨在提高学生实际动手能力，是学习嵌入式系统设计课程的一个重要环节，能巩固和加强课堂教学效果，帮助学生理解嵌入式系统的应用知识，培养学生嵌入式系统的初步分析能力和使用RTOS（实时操作系统）构成嵌入式系统的应用能力，为后续学习环节和从事嵌入式研发工作奠定一定的实践基础。

本课程实验依据嵌入式系统设计教学进度设定，所开实验均针对需重点掌握的专业技能。先安排一个简单的入门实验帮助学生了解课程、建立学习兴趣，然后按课程教学大纲要求开设课程核心实验帮助学生掌握课程重点、难点，最后以综合性实验做为课程的总结。

二、实验项目及学时分配

序号	项目名称	实验类型	学时分配	每组人数	必修/选修
1	Windows CE5.0构建实验	基础性	3	1	选修
2	对话框控件编程实验	验证性	3	1	选修
3	KeilμVision3实验	基础性	3	1	选修
4	汇编指令实验	验证性	3	1	选修
5	GPIO程序设计与电路仿真	设计性	3	1	选修
6	RealView Developer Suite实验	设计性	3	1	选修
7	中断控制实验	设计性	3	1	选修
8	SD/MMC卡读/写实验	设计性	3	1	选修
9	步进电机控制器设计	综合性	3	1	选修

三、实验内容及教学要求

实验项目1：构建Windows CE5.0

1.教学内容

（1）定制一个基于MagicARM2410运行的Windows CE5.0操作系统，编译并下载其映象到MagicARM2410上运行；

（2）输出试验内容（1）定制的操作系统的SDK。

2.教学目标

（1）熟悉PlatformBuilder5.0开发环境；

（2）学会利用现成的BSP定制Windows CE5.0。

实验项目2：对话框控件编程实验

1.教学内容

利用eMbedded Visual C++ 4.0编写一个可运行于MagicARM2410实验箱Windows CE5.0操作系统上的应用程序。应用程序通过3个微调按钮改变一个填充区的颜色。2.教学目标

（1）熟悉eMbeddedVisual C++ 4.0的常用对话框控件；

（2）学会利用eMbeddedVisual C++ 4.0编写对话框应用程序。

实验项目3：Keil μVision3实验

1.教学内容

（1）编译器设定；

（2）工程新建、配置、Build；

（3）高速指令/外设模拟器使用；

（4）程序文件载入Proteus。

2.教学目标

（1）熟悉μVision3集成开发环境界面；

（2）掌握Keil μVision3的基本知识及初级操作。

实验项目4：汇编指令实验

1.教学内容

（1）使用LDR指令读取0x40003100上的数据，将数据加1，若结果小于10则使用STR指令把结果写回原地址，若结果大于等于10，则把0写回原地址。然后再次取0x40003100上的数据，将数据加1，判断结果是否小于10…周而复始循环；

（2）使用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（Processor Registers）监视R0、R1的值，打开存储器观察窗口(Memory)监视0x40003100上的值。

2.教学目标

（1）了解ADS1.2集成开发环境及ARMulator软件仿真；

（2）掌握ARM7TDMI汇编指令的用法，并能编写简单的汇编程序；

（3）掌握指令的条件执行和使用LDR/STR指令完成存储器访问。

实验项目5：GPIO程序设计与电路仿真

1.教学内容

（1）选做内容-利用eMbedded Visual C++ 4.0编写有个可运行于MagicARM2410实验箱Windows CE5.0操作系统上的应用程序。该应用程序使用S3C2410A微控制器GPIO驱动，控制实验箱上的蜂鸣器的蜂鸣；

（2）选做内容-设定μVision3、Proteus单机联调；建立符合实验要求的μVision3工程，编写P0.0~P0.7输出控制LED闪烁的程序代码。

2.教学目标

（1）理解S3C2410A微控制器GPIO驱动的使用方法；

（2）学会利用eMbeddedVisual C++ 4.0调用设备驱动程序编写简单的应用程序；

（3）掌握μVision3和Proteus联调辅助工程设计方法。

实验项目6：RealView Developer Suite实验

1.教学内容

（1）建立数码显示工程并进行工程配置、编译链接，生成包含调试信息的映像文件和可以直接供烧写Flash的Hex文件；

（2）在Proteus中进行工程验证。

2.教学目标

（1）熟悉RealViewDeveloper Suite集成开发环境界面；

（2）掌握RealViewDeveloper Suite集成开发工具。

实验项目7：中断控制实验

1.教学内容

（1）仿真实验硬件电路搭建；

（2）使用外部中断1进行LED控制，每当有一次中断产生时即取反LED，以便指示中断输入。

2.教学目标

（1）理解中断控制器原理；

（2）掌握中断控制方法、处理器外部中断的引脚功能设置和中断初始化以及中断服务函数的编写。

实验项目8：SD/MMC卡读/写实验

1.教学内容

利用eMbedded Visual C++ 4.0编写一个可运行于MagicARM2410实验箱CE5.0

操作系统上的应用程序。该应用程序利用S3C2410A微控制器的SD/MMC卡驱动在SD卡或MMC卡上创建一个文件文本，并往文件里添加文字，在读出来校验。

2.教学目标

（1）学会编写应用程序在动存储器上创建文件/打开文件的方法；

（2）学会利用eMbeddedVisual C++ 4.0编写应用程序，在可移动存储器上的读/写文件。

实验项目9：步进电机控制器设计

1.教学内容

（1）电流驱动、功率放大、控制单元硬件电路搭建；

（2）基于RealViewDeveloper Suite编写程序代码。

2.教学目标

基于ARM微控制器实现低成本的步进电机复杂控制方案，设计由ARM微控制器LPC2124、L297、L298组成的步进电机控制器。

四、考核方式及要求

考核方法:监控实验过程、抽查实验内容、审查实验结果、评阅实验报告，综合各项考核指标给定实验成绩；核心实验技能在课程考试试题中加以体现，实验成绩占课程成绩的20%；实验缺勤两次以上或实验报告缺交两份以上即为实验成绩不合格；抄袭、复印实验报告或严重影响实验次序者，课程成绩记为不合格。

评分标准:

1、在规定实验时间内保质保量独立完成实验者，实验报告格式标准内容详实准确者，实验成绩评定优秀；

2、在规定实验时间内，独立完成主要实验内容者，实验报告格式标准内容详实者，实验成绩评定良好；

3、在实验指导教师提示下，完成主要实验内容者，实验报告格式标准内容完整者，实验成绩评定中等；

4、在实验指导教师指导下，完成基本实验内容者，实验报告格式符合基本要求者，实验成绩评定及格；

5、实验态度不端正、干扰实验教学者，抄袭、复印实验报告者不及格。

五、主要仪器设备及现有台套数

嵌入式SMT32F1开发板，40套

六、教材及参考书

1.教材：《嵌入式系统及其开发应用》沈连丰主编 电子工业出版社

2.参考书：《嵌入式实时操作系统及应用开发》罗蕾主编 北京航空航天大学出版社