1、高綱1542江蘇省高等教育自學考試大綱12575嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 南京信息工程大學編江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室 課程性質(zhì)與課程目標一、課程性質(zhì)和特點本課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)選修課，設(shè)置該課程的目的是為學習嵌入式系統(tǒng)設(shè)計原理及方法，根據(jù)應用要求，把相應的計算機直接嵌入到應用系統(tǒng)中，將嵌入式軟件的知識體系和工程實踐有機結(jié)合，使學生掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)理論、開發(fā)技術(shù)和工具，并具備嵌入式在通信、信息家電、工業(yè)控制、移動計算設(shè)備、網(wǎng)絡設(shè)備等領(lǐng)域的設(shè)計、開發(fā)能力。二、課程目標嵌入式系統(tǒng)融合了計算機軟/硬件技術(shù)、通信技術(shù)和半導體微電子技術(shù)。通過本課程學習：1.使學生能夠深刻理解嵌入式系統(tǒng)原理及其設(shè)計理

2、論和方法；2.培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計能力及素養(yǎng)；3.讓學生了解嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的最新理論和方法。三、與相關(guān)課程的聯(lián)系與區(qū)別嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是目前國內(nèi)外計算機科學領(lǐng)域最為活躍的研究領(lǐng)域之一，其特點是課程實踐性強、內(nèi)容豐富、涉及面廣，緊密結(jié)合最新計算機前沿、知識更新快，時代性強。本課程需先修課程：數(shù)字邏輯，計算機組成原理、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、匯編語言、微機接口技術(shù)。四、課程的重點和難點1.LPC1700系列微控制器的性能、結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)控制模塊；2.LPC1700構(gòu)建的硬件系統(tǒng)，包括電源電路，復位電路，輸入輸出電路，通信接口，存儲電路等。3.uc/os-II操作系統(tǒng)的特點，以及其針對LPC1700微控制器的移植。

3、 考核目標本大綱在考核目標中，按照識記、領(lǐng)會和簡單應用三個層次規(guī)定其應達到的能力層次要求。三個能力層次是遞升的關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上。各能力層次的含義是：識記（）：要求考生能夠識別和記憶本課程中有關(guān)概念，并能夠根據(jù)考核的不同要求，做正確的表述、選擇和判斷。領(lǐng)會（）：要求考生能夠領(lǐng)悟和理解本課程中相關(guān)概念、特性，在實際應用中能夠做出正確的選擇。簡單應用（）：要求考生能夠根據(jù)已知的知識，進行硬件電路的設(shè)計以及相關(guān)程序的設(shè)計。 課程內(nèi)容與考核要求第一章 LPC1700系列微控制器基礎(chǔ)知識一、學習目的與要求掌握LPC1700系列微控制器的基礎(chǔ)知識以及相關(guān)的調(diào)試方式。二、課程內(nèi)容微控制器的性能

4、、微控制器的結(jié)構(gòu)、存儲系統(tǒng)，系統(tǒng)控制模塊、嵌套向量中斷控制器，以及編程與調(diào)試三、考核知識點與考核要求1. 概述識記：Cortex-M3的公司；LPC1700的位數(shù)、最高頻率、流水線級數(shù)，體系結(jié)構(gòu)；LPC1700系列的微控制器主要特性；LPC1700系列微控制器的地址空間大小；AHB與APB外設(shè)區(qū)域大小、可分配外設(shè)數(shù)；向量表的位置。2. 系統(tǒng)控制模塊識記：系統(tǒng)控制器的數(shù)量和類型；LPC1700系列微控制器的復位源數(shù)目和類型；外部復位后處理器執(zhí)行的起始地址；看門狗的含義和作用；LPC1700振蕩器的個數(shù)和類型；主振蕩器的工作模式；功耗控制的方式；睡眠模式的特點；深度睡眠模式的特點；掉電模式的特點；

5、深度掉電模式的特點。應用：微控制器振蕩器的從屬模式與振蕩模式的電路模型。3. 嵌套向量中斷控制器識記：NVIC特性。4. 編程與調(diào)試識記：ISP的含義；ISP的通信方式；IAP的含義。四、本章重點、難點1.LPC1700系列的微控制器主要特性；2.微控制器振蕩器的從屬模式和振蕩模式電路；3.看門狗的含義和作用；4.睡眠模式、深度睡眠模式、掉電模式和深度掉電模式的特點；5.ISP和IAP的含義。第二章 打造自己的硬件系統(tǒng)一、學習目的與要求具備設(shè)計一個基于LPC1700系列微控制器的硬件系統(tǒng)的能力，從而進一步學習微控制器的開發(fā)設(shè)計。二、課程內(nèi)容最小系統(tǒng)的實現(xiàn)、輸入輸出電路的設(shè)計、通信接口、存儲電路

6、和其它電路、PCB的設(shè)計三、考核知識點與考核要求1. 最小系統(tǒng)的實現(xiàn)識記：USB的最大輸出電流；SPX1117的作用及輸入最高電壓；開關(guān)電源的特點；LM2576的作用；續(xù)流二極管的作用；復位電路的基本功能；LPC1700支持的調(diào)試方式。領(lǐng)會：電源電路設(shè)計的注意事項；復位電路設(shè)計的注意事項。應用：復位芯片SP706的復位電路。2. 輸入輸出電路的設(shè)計識記：常見的LED驅(qū)動方式；蜂鳴器的分類以及驅(qū)動方式。領(lǐng)會：兩種蜂鳴器的區(qū)分方法。應用：蜂鳴器的驅(qū)動電路。3. 通信接口識記：常見的通信接口類型；常見的串行接口標準；RS232電平標準；ARM微控制器的電平標準；USB的含義；USB接口支持的兩種功能

7、。領(lǐng)會：微控制器與RS232通信的注意事項。應用：RS232通信電路；RS485通信電路4. 存儲電路和其它電路識記：E2PROM的含義；Flash存儲器的特點；SD1.1的最大容量；DS18B20的含義；DS18B20的供電方式。領(lǐng)會：SD卡支持的三種傳輸模式。應用：E2PROM存儲電路。5. PCB設(shè)計識記：PCB的含義；PCB的準備工作。領(lǐng)會：PCB布線的先后順序。應用：能夠利用EDA工具進行PCB設(shè)計。四、本章重點、難點1.復位電路、蜂鳴器驅(qū)動電路、通信電路和存儲電路的設(shè)計；2.微控制器與RS232通信的注意事項；第三章 嵌入式程序設(shè)計基礎(chǔ)一、學習目的與要求具備基于LPC1700系列微

8、處理器的C語言編程能力。二、課程內(nèi)容C語言關(guān)鍵字、運算符和預編譯。三、考核知識點與考核要求1. C語言關(guān)鍵字和運算符識記：C語言數(shù)據(jù)類型；關(guān)鍵字的作用；常見運算符。2. 預編譯領(lǐng)會：宏定義；文件包含和條件編譯。四、本章重點、難點1.static關(guān)鍵字的作用；2.volatile關(guān)鍵字的作用；3.sizeof關(guān)鍵字的作用；4.兩種文件包含格式的區(qū)別。第四章 基礎(chǔ)應用實例精講一、學習目的與要求掌握常用的外部設(shè)備和通信方式，具備對外部設(shè)備進行驅(qū)動的能力。二、課程內(nèi)容串行通信、實時時鐘、E2PROM存儲器和Flash存儲器，數(shù)字溫度傳感器和顯示屏三、考核知識點與考核要求1. 串行通信和實時時鐘識記：R

9、S232通信；RS485通信；實時時鐘的作用。應用：串行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；RTC初始化、啟動與停止、讀取與校準。2. E2PROM存儲器、Flash存儲器的應用識記：I2C總線的含義，總線數(shù)目和類型；I2C總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖止?jié)格式；SPI總線的含義，總線數(shù)目和類型。SPI總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c；W25Q80BV芯片寫數(shù)據(jù)的注意點。應用：I2C總線驅(qū)動的實現(xiàn)；SPI總線驅(qū)動的實現(xiàn)。3. 數(shù)字溫度傳感器DS18B20的應用和顯示屏的應用識記：DS18B20的主要特點；DS18B20的初始化序列、讀字節(jié)數(shù)據(jù)；NS12864R的主要特點；TFT的含義。應用：DS18B20驅(qū)動的實現(xiàn)；LCD1602驅(qū)動的實現(xiàn)

10、四、本章重點、難點1.利用串行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；2.RTC驅(qū)動的實現(xiàn)；3.I2C總線和SPI總線驅(qū)動的實現(xiàn)；4.DS18B20驅(qū)動的實現(xiàn)；5.LCD1602驅(qū)動的實現(xiàn)。第五章 嵌入式應用程序架構(gòu)一、學習目的與要求掌握uc/osII操作系統(tǒng)的特點，具備其在LPC1700微處理器移植的能力。二、課程內(nèi)容順序執(zhí)行架構(gòu)和時間片輪詢架構(gòu)，嵌入式實時操作系統(tǒng)三、考核知識點與考核要求1. 任務概述識記：任務的基本特性。領(lǐng)會：任務之間的信息交換。2. 順序執(zhí)行和時間片輪詢領(lǐng)會：早期嵌入式程序的特點；順序執(zhí)行的特點；時間片輪詢法的含義和控制方式。3. 嵌入式實時操作系統(tǒng)識記：RTOS系統(tǒng)的含義，uc/osII操

11、作系統(tǒng)的特點；uc/osII中開關(guān)中斷的實現(xiàn)；棧的增長方式的實現(xiàn)。領(lǐng)會：uc/osII任務調(diào)度結(jié)構(gòu)；移植操作系統(tǒng)的要求；郵箱消息和消息隊列。應用：OSStartHighRdy函數(shù)、OSCtxSw函數(shù)、OSIntCtxSw函數(shù)的作用和在LPC1700微處理器上的移植；任務管理功能裁減相關(guān)宏的作用；通信服務功能裁減相關(guān)宏的作用；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)裁減相關(guān)宏的作用。四、本章重點、難點1.uc/osII操作系統(tǒng)的特點；2.OSStartHighRdy函數(shù)、OSCtxSw函數(shù)、OSIntCtxSw函數(shù)的作用和在LPC1700微處理器上的移植。 關(guān)于大綱的說明與考核實施要求一、自學考試大綱的目的和作用課程自學考試大

12、綱是根據(jù)專業(yè)自學考試計劃的要求，結(jié)合自學考試的特點而確定。其目的是對個人自學、社會助學和課程考試命題進行指導和規(guī)定。課程自學考試大綱明確了課程學習的內(nèi)容以及深廣度，規(guī)定了課程自學考試的范圍和標準。因此，它是編寫自學考試教材和輔導書的依據(jù)，是社會助學組織進行自學輔導的依據(jù)，是自學者學習教材、掌握課程內(nèi)容知識范圍和程度的依據(jù)，也是進行自學考試命題的依據(jù)。二、課程自學考試大綱與教材的關(guān)系課程自學考試大綱是進行學習和考核的依據(jù)，教材是學習掌握課程知識的基本內(nèi)容與范圍，教材的內(nèi)容是大綱所規(guī)定的課程知識和內(nèi)容的擴展與發(fā)揮。課程內(nèi)容在教材中可以體現(xiàn)一定的深度或難度，但在大綱中對考核的要求一定要適當。大綱與教

13、材所體現(xiàn)的課程內(nèi)容應基本一致；大綱里面的課程內(nèi)容和考核知識點，教材里一般也要有。反過來教材里有的內(nèi)容，大綱里就不一定體現(xiàn)。（注：如果教材是推薦選用的，其中有的內(nèi)容與大綱要求不一致的地方，應以大綱規(guī)定為準。）三、關(guān)于自學教材ARM嵌入式應用程序架構(gòu)設(shè)計實例精講基于LPC1700，趙俊編著，北京航空航天大學出版社，2013年版。四、關(guān)于自學要求和自學方法的指導本大綱的課程基本要求是依據(jù)專業(yè)考試計劃和專業(yè)培養(yǎng)目標而確定的。課程基本要求還明確了課程的基本內(nèi)容，以及對基本內(nèi)容掌握的程度?；疽笾械闹R點構(gòu)成了課程內(nèi)容的主體部分。因此，課程基本內(nèi)容掌握程度、課程考核知識點是高等教育自學考試考核的主要內(nèi)容

14、。為有效地指導個人自學和社會助學，本大綱已指明了課程的重點和難點，在章節(jié)的基本要求中一般也指明了章節(jié)內(nèi)容的重點和難點。本課程共6學分（包括實驗內(nèi)容的學分）。五、應考指導1. 如何學習。根據(jù)大綱中的考核知識點和考核要求，以自學教材為主要參考書，一條條弄清楚。特別要關(guān)注每一章中的重點和難點，但不能僅將重點和難點弄清楚。2. 如何考試。卷面整潔非常重要。書寫工整，段落與間距合理，卷面賞心悅目有助于教師評分，教師只能為他能看懂的內(nèi)容打分?；卮鹚岢龅膯栴}，要回答所問的問題，而不是回答你自己樂意回答的問題！避免超過問題的范圍。3. 如何處理緊張情緒。正確處理對失敗的懼怕，要正面思考。如果可能，請教已經(jīng)通

15、過該科目考試的人，問他們一些問題。做深呼吸放松，這有助于使頭腦清醒，緩解緊張情緒?？荚嚽昂侠砩攀常３滞⒕?，保持冷靜。4. 如何克服心理障礙。這是一個普遍問題！如果你在考試中出現(xiàn)這種情況，試試下列方法：使用“線索”紙條。進入考場之前，將記憶“線索”記在紙條上，但你不能將紙條帶進考場，因此當你閱讀考卷時，一旦有了思路就快速記下。按自己的步調(diào)進行答卷。為每個考題或部分分配合理時間，并按此時間安排進行。六、對社會助學的要求第一章基本學時為6個學時，第二章基本學時為8個學時，第三章基本學時為2個學時，第四章基本學時為8個學時，第五章基本學時為8個學時。1.社會助學者應根據(jù)大綱規(guī)定的考試內(nèi)容和考核目

16、標，認真鉆研指定教材，明確本課程與其他課程不同的特點和學習要求，合理安排課時，對自學應考者進行切實有效的輔導和引導，把握社會助學的正確方向。2.要正確處理基本知識與應用能力的關(guān)系，努力引導自學應考者將識記、領(lǐng)會同應用聯(lián)系起來，引導自學者將各章節(jié)相關(guān)內(nèi)容結(jié)合起來分析和理解。在輔導的基礎(chǔ)上，要著重培養(yǎng)和提高自學應考者的素質(zhì)和技術(shù)水平。3.要正確處理重點和一般的關(guān)系。課程內(nèi)容有重點與一般之分，但考試內(nèi)容是全面的，而且重點與一般是相互影響的，不是截然分開的。社會助學者應指導自學應考者全面系統(tǒng)地學習教材，掌握全部考試內(nèi)容和考核知識點，在此基礎(chǔ)上再突出重點?？傊?，要把重點學習同兼顧一般結(jié)合起來，不要孤立地

17、抓重點，把自學應考者引向猜題押題。七、對考核內(nèi)容的說明1.本課程要求考生學習和掌握的知識點內(nèi)容都作為考核的內(nèi)容。課程中各章的內(nèi)容均由若干知識點組成，在自學考試中成為考核知識點。因此，課程自學考試大綱中所規(guī)定的考試內(nèi)容是以分解為考核知識點的方式給出的。由于各知識點在課程中的地位、作用以及知識自身的特點不同，自學考試將對各知識點分別按三個層次確定其考核要求。2.課程分為兩個部分，分別硬件部分和軟件部分，考試試卷中所占的比例大約分別為：50%、50%。八、關(guān)于考試命題的若干規(guī)定1.考試為閉卷考試，時間為150分鐘。2.本大綱各章所規(guī)定的基本要求、知識點及知識點下的知識細目，都屬于考核的內(nèi)容?？荚嚸}

18、既要覆蓋到章，又要避免面面俱到。要注意突出課程的重點、章節(jié)重點，加大重點內(nèi)容的覆蓋度。3.命題不應有超出大綱中考核知識點范圍的題目，考核目標不得高于大綱中所規(guī)定的相應的最高能力層次要求。命題應著重考核自學者對基本概念、基本知識和基本理論是否了解或掌握，對基本方法是否會用或熟練。不應出與基本要求不符的偏題或怪題。4.本課程在試卷中對不同能力層次要求的分數(shù)比例大致為：識記占40%，領(lǐng)會占40%，簡單應用占20%。5.要合理安排試題的難易程度，試題的難度可分為：易、較易、較難和難四個等級。每份試卷中不同難度試題的分數(shù)比例一般為：2:3:3:2。必須注意試題的難易程度與能力層次有一定的聯(lián)系，但二者不是等同的概念。在各個能力層次中對于不同的考生都存在著不同的難度。6.考試命題的主要題型有單項選擇題、填空題、判斷題、簡答題、綜合題。附錄  題型舉例一、選擇題如：LPC1700中的Reset引腳功能是（ B ）A定時器中斷輸入B復位輸入C外部中斷輸入D振蕩器輸入    二、填空題如：Cor