《基于ARM的外围电路设计与实现》教学大纲.doc

实践学期《基于ARM的外围电路设计与实现》教学大纲 一、适用专业和层次 嵌入式系统工程专业07年级专科全体学生。 二、教学目的和任务 1．本实习项目或课程的教学目标、专业的基本技能指标 通过本项目练习使学生达到能够理解嵌入式微处理器（S3C2410）的硬件设计，读懂原理图，然后针对具体应用，设计单独的和核心板协同工作的模块的技能，为进一步的嵌入式系统应用实例的驱动开发，应用程序开发打下基础。同时通过软件编程让学生了解嵌入式软件开发的流程，掌握至少一种流行的嵌入式软件开发工具和技术。通过参与实际项目的训练，提高学生动手能力，灵活应用理论知识，从而使学生达到企业用人的要求。 具体基本技能指标： 掌握当今流行的ARM9体系结构及硬件设计原理； 强化EDA工具的使用，重点掌握原理图设计、PCB图的元器件合理布局、布线，元器件库的建立； 强化C语言程序设计能力，重点掌握嵌入式C中常用到的技术难点、重点； 使学员了解嵌入式发展趋势及应用领域，了解行业信息； 掌握Linux的常规操作、系统管理、服务配置，熟练应用Linux技术； 掌握Linux下C语言程序设计的方法、工具，提高动手能力，提高对较大规模C语言项目的掌握能力； 使学员掌握嵌入式开发环境、流程、规范、技巧，并掌握核心技术； 使学员掌握嵌入式系统软件开发项目管理的要求和文档撰写方法； 使学员掌握嵌入式系统软件测试方法； 2．本实习项目或课程的教学任务 强化学生对于系统设计，硬件设计中器件的标识、封装、焊接及调试等方面的基本技能，同时加强学生对于PCB板以及电路系统等方面的认识；学生能够完成一个与目标板配套的电路模块的设计、焊接、调试，并完成相应的实验报告。 具体内容为完成s3c2410原理图阅读报告一份，单独温度传感器模块/开关量输出模块/串转并LED显示模块等原理报告一份，单独温度传感器模块/开关量输出模块/串转并LED显示模块原理图设计一份，温度传感器模块/开关量输出模块/串转并LED显示模块的PCB设计一份。另外在软件方面完成Linux下C、C++语言医用香蕈器项目：详细设计、驱动代码、应用程序代码、测试文档、设计报告。 通过上述报告的提交，学生基本熟练使用DXP设计电路板，并针对ARM处理器完成模块硬件设计。同时完成本项目的实训，可以使学生掌握嵌入式产品的软硬件开发方法，掌握Linux下硬件驱动的设计原理与实现、QT GUI的C++编程。 三、教学重点与难点 知识点和技能点 重点 难点 教学解决方案 2410的内部资源 是 教师讲解芯片的知识及内部功能与接口，并通过实物及例程演示。 2410组成核心板的外围器件工作原理 是 教师讲解各个芯片的知识及与2410接口的设计，并通过实物及例程演示。 温度传感器/串转并LED显示模块工作的原理 是 通过动画及课件演示其具体工作过程 温度传感器/串转并LED显示模块原理图绘制 是 指导学生通过复习前面课程完成绘制 温度传感器/串转并LED显示模块电路板绘制 是 通过老师监督完成电路板的绘制工作 Linux Samba、NFS服务配置和使用 是 指导、练习，反复动手操作 嵌入式驱动程序开发 是 练习LED显示、键盘、AD等模块的驱动开发 嵌入式GUI程序设计 是 强化练习，老师讲解 四、教学组织形式 理论与实践相结合，教师讲授示范，学生动手操作。硬件开发阶段首先复习ARM先修课程，提出项目最终需求，结合评估板样例选出合理的元器件，设计电路原理图、PCB图，最终完成2410系统外围模块的项目开发和技术文档的编写绘制工作。软件编码阶段的前期以课堂边讲边练为主，强化基础知识和项目开发必备技能；后期进行项目实训开发，学员分组，每班5-6个组，每组5名左右同学，以项目组为单位进行实例开发。 五、采用案例、项目或设计制作的教学方案 1．案例、项目或设计制作题目及实训达到的目标 通过本项目的实训，可以使学生达到了解arm9系统工作原理，掌握单独外设模块与主系统协同工作如何设计的目的。最终使学生掌握嵌入式产品的软硬件开发方法。 2．案例、项目或设计制作题目的简要介绍 本项目是一个采用单独模块进行数据采集，然后总过总线方式进行数据传输，从而实现嵌入式系统s3c2410的一个具体应用的实训项目。 温度传感器模块采用热电偶或者热敏电阻完成温度信号量采集，通过信号调理电路进行信号处理，采集数据后通过与s3c2410数据总线相连接，实现数据的传输。串转并LED显示模块采用并串转换IC完成与CPU的总线连接，将CPU的数据通过串行方式传输给外围模块，开关量输出模块通过GPIO控制开关量完成输出. 三部分最后都通过在核心板上完成相关驱动及应用程序,来完成嵌入式系统核心板通过模块与外界交流的目的。 该案例涉及到嵌入式处理器241