嵌入式系统原理及应用
嵌入式系统原理及应用
1000+ 人选课
更新日期:2025/04/26
开课平台智慧树
开课高校商丘工学院
开课教师王彩峰杨娜冯彩英王垒王俊仃
学科专业工学电子信息类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
随着微电子技术与计算机技术的快速发展,计算机与其他各专业技术不断地渗透融合,越来越多的微处理器嵌入到各类设备中,基于智能物联的泛在连接与服务需求促使嵌入式系统的设计及应用技术进入了全新的发展阶段。嵌入式技术作为支撑人工智能、物联网和5G发展,连接芯片和应用的一门技术,是当今国际科技竞争的焦点之一。该课程借助ARM微处理器和实时操作系统Linux,系统地讲授嵌入式系统的基本原理、软硬件架构、Linux操作系统、驱动程序设计等内容,并以具体系统开发实例来阐述嵌入式系统的设计方法和实现过程。 课程构建以学生为中心,“知识传授、能力提升、价值引领”三位一体的教学理念,培养学生具有良好的职业道德和行为习惯,具有分析解决问题能力、创新能力和自主学习能力,并成长为面向智能系统的新型嵌入式专业人才,为国家的发展和社会的进步贡献一份力量。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
嵌入式系统概述
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嵌入式系统简介
杨娜
嵌入式微处理器
杨娜
嵌入式操作系统
杨娜
嵌入式系统的应用领域和发展趋势
杨娜
ARM处理器体系结构
ARM处理器体系结构概述
王垒
ARM处理器体系结构工作模式
王垒
ARM处理器体系结构工作状态
王垒
ARM处理器体系结构寄存器组织(一)
王垒
ARM处理器体系结构寄存器组织(二)
王垒
ARM处理器体系结构异常处理
王垒
ARM指令集
ARM寻址方式
冯彩英
ARM指令
ARM指令集(一)
冯彩英
ARM指令集(二)
冯彩英
汇编语言程序设计
汇编语言(一)
冯彩英
汇编语言(二)
冯彩英
微处理器与接口技术
GPIO接口
王垒
GPIO控制跑马灯
GPIO控制跑马灯
王垒
GPIO控制跑马灯(实验)
王垒
GPIO控制数码管
GPIO控制数码管
王垒
GPIO控制数码管(实验)
王垒
串口时钟分析
王垒
串口收发数据
王垒
串口调试程序
串口调试程序
王垒
串口调试程序(实验)
王垒
推杆实验
推杆实验
王垒
推杆实验(操作与调试)
王垒
推杆中断实验
推杆中断实验
王垒
推杆中断实验(操作与调试)
王垒
ARM-Linux内核
ARM-Linux概述
王俊仃
Linux基本命令
王俊仃
Linux网络配置
王俊仃
vim文本编辑器
王俊仃
gcc编译器
王俊仃
Makefile文件
王俊仃
交叉开放环境的配置
王俊仃
嵌入式Linux系统移植
嵌入式Linux系统平台
王彩峰
BootLoader基本概念与典型结构
王彩峰
U-Boot编译和运行
王彩峰
Linux内核配置
王彩峰
Linux文件系统
王彩峰
根文件系统
王彩峰
嵌入式Linux系统烧写
王俊仃
设备驱动程序设计
设备驱动程序开发概述
王彩峰
内核设备模型
王彩峰
字符设备驱动模型
王彩峰
misc设备驱动设计
王彩峰
设备驱动案例分析
王彩峰
GPIO驱动模型
王彩峰
设备驱动案例分析(跑马灯)
王彩峰
嵌入式系统的设计开发案例
监测系统设计方案
王俊仃
驱动程序设计
王俊仃
应用程序设计-QT概述
王俊仃
应用程序设计-信号与槽
王俊仃
应用程序设计-定时器
王俊仃
应用程序设计-QT程序设计
王俊仃
应用程序设计-移植与调试
王俊仃
  • 第一章嵌入式系统概述

    本章是本课程的概述,主要包括四个部分,一是理解嵌入式系统的概念,二是介绍嵌入式系统常用的处理器及特点,三是介绍常用的嵌入式操作系统,四是分析嵌入式系统的应用领域和发展趋势。

  • 1.1嵌入式系统简介

    本节主要介绍嵌入式系统的基本概念和特点。

  • 1.2嵌入式微处理器

    本节主要介绍几种常见的嵌入式微处理器。

  • 1.3嵌入式操作系统

    本节主要介绍几种常见的嵌入式操作系统。

  • 1.4嵌入式系统的应用领域和发展趋势

    本节主要介绍嵌入式系统的应用领域和发展趋势。

  • 第二章ARM处理器体系结构

    设计嵌入式系统的第一步就是确定处理器和体系结构,主流嵌入式处理器架构有ARM、MIPS、PowerPC、x86等。本课程选择的是ARM处理器。本章从处理器体系结构入手,进而介绍工作模式和寄存器组织,最后通过异常处理过程进一步认识ARM处理器体系结构。

  • 2.1ARM处理器体系结构概述

    本节主要介绍ARM处理器体系结构。

  • 2.2ARM处理器体系结构工作模式

    本节主要介绍ARM处理器的几种工作模式。

  • 2.3ARM处理器体系结构工作状态

    本节主要介绍ARM处理器的三种工作状态。

  • 2.4ARM处理器体系结构寄存器组织(一)

    本节主要介绍ARM处理器的寄存器和寄存器的组织方式。

  • 2.5ARM处理器体系结构寄存器组织(二)

    本节主要介绍ARM处理器的寄存器和寄存器的组织方式。

  • 2.6ARM处理器体系结构异常处理

    本节主要介绍ARM处理器的异常处理过程。

  • 第三章ARM指令集

    指令集表明了处理器的性能和特点,ARM处理器使用的是精简指令集,适合应用在嵌入式领域。本章从寻址方式介绍起,进一步介绍ARM汇编指令集,最后又把这些汇编指令集写成具有一定功能的代码--汇编语言代码。

  • 3.1ARM寻址方式

    本节主要介绍ARM处理器的几种常用寻址方式。

  • 3.2ARM指令

    本节主要介绍ARM指令集。

  • 3.3汇编语言程序设计

    本节主要介绍汇编语言程序设计。

  • 第四章微处理器与接口技术

    本章首先介绍处理器的GPIO接口,接着,通过跑马灯和数码管两个实例进一步认识GPIO接口,最后介绍处理器的时钟系统和异步串行通信的工作原理和实现。

  • 4.1GPIO接口

    本节主要介绍GPIO接口的概念和使用方法。

  • 4.2GPIO控制跑马灯

    本节主要介绍使用GPIO控制跑马灯。

  • 4.3GPIO控制数码管

    本节主要介绍使用GPIO控制数码管。

  • 4.4串口时钟分析

    本节主要对处理器时钟系统分析和代码实现。

  • 4.5串口收发数据

    本节主要介绍异步串行接口的概念、工作原理等。

  • 4.6串口调试程序

    本节主要通过一个实例介绍异步串行接口的使用方法。

  • 4.7推杆实验

    推杆实验与推杆实验(操作与调试)

  • 4.8推杆中断实验

    推杆中断实验和推杆中断实验(操作与调试)

  • 第五章ARM-Linux内核

    本章先从Linux的基本特点和使用方法介绍起,进而介绍了Linux网络配置方法,最后介绍了开发工具vim、gcc、Makefile等的具体应用。

  • 5.1ARM-Linux概述

    本节主要介绍ARM-Linux系统的产生和概念。

  • 5.2Linux基本命令

    本节主要介绍Linux的基本命令。

  • 5.3Linux网络配置

    本节介绍了三种Linux网络配置的方法。

  • 5.4vim文本编辑器

    本节主要介绍vim文本编辑器的使用方法。

  • 5.5gcc编译器

    本节主要介绍gcc编译器的使用方法。

  • 5.6Makefile文件

    本节主要介绍Makefile文件的编写规则和使用方法。

  • 5.7交叉开放环境的配置

    交叉开放环境的环境

  • 第六章嵌入式Linux系统移植

    本章主要介绍Linux系统中BootLoader、内核和文件系统三个部分的相关知识。

  • 6.1嵌入式Linux系统平台

    本节主要介绍嵌入式Linux系统平台。

  • 6.2BootLoader基本概念与典型结构

    本节主要介绍BootLoader基本概念与典型结构。

  • 6.3U-Boot编译和运行

    本节主要介绍U-Boot编译和运行。

  • 6.4Linux内核配置

    本节主要介绍Linux内核配置与编译。

  • 6.5Linux文件系统

    本节主要介绍Linux文件系统的概念、功能和常见类别的特点。

  • 6.6根文件系统

    本节主要介绍根文件系统的启动过程和制作过程。

  • 6.7嵌入式Linux系统烧写

    嵌入式Linux系统烧写

  • 第七章设备驱动程序设计

    驱动程序是嵌入式系统重要的一部分,Linux系统下的驱动程序和裸机的程序差异很大。本章主要介绍Linux系统下的设备驱动程序的概念、分类和设备模型的相关知识,并从字符设备和杂项设备驱动模型出发进行具体案例设计分析。

  • 7.1设备驱动程序开发概述

    本节主要介绍设备驱动程序概念和分类。

  • 7.2内核设备模型

    本节主要介绍内核设备模型。

  • 7.3字符设备驱动模型

    本节主要介绍字符设备驱动模型。

  • 7.4misc设备驱动设计

    本节主要介绍misc设备驱动设计。

  • 7.5设备驱动案例分析

    本节主要对跑马灯设备驱动程序进行设计。

  • 7.6GPIO驱动模型

    GPIO驱动模型

  • 7.7设备驱动案例分析(跑马灯)

    设备驱动案例分析(跑马灯)

  • 第八章嵌入式系统的设计开发案例

    本章以案例的方式介绍嵌入式系统的开发步骤。首先分析用户需求设计方案,其次设计Linux系统下的驱动程序,最后通过QT设计图形界面应用程序。

  • 8.1监测系统设计方案

    本节主要介绍环境监测系统的方案设计和各个模块的选取。

  • 8.2驱动程序设计

    本节主要介绍温湿度传感器DHT11的驱动程序设计。

  • 8.3应用程序设计-QT概述

    本节主要介绍QT的概念和开发平台QT Creator的基本使用方法。

  • 8.4应用程序设计-信号与槽

    应用程序设计-信号与槽

  • 8.5应用程序设计-定时器

    应用程序设计-定时器

  • 8.6应用程序设计-QT程序设计

    本节主要介绍QT图形界面应用程序的设计。

  • 8.7应用程序设计-移植与调试

    本节主要介绍如何把QT应用程序编译、移植到ARM平台上。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 嵌入式系统概述

    1.1 嵌入式系统简介

    1.2 嵌入式微处理器

    1.3 嵌入式操作系统

    1.4 嵌入式系统的应用领域和发展趋势

    视频数4
  • 第二章  作业测试
    第二章 ARM处理器体系结构

    2.1 ARM处理器体系结构概述

    2.2 ARM处理器体系结构工作模式

    2.3 ARM处理器体系结构工作状态

    2.4 ARM处理器体系结构寄存器组织(一)

    2.5 ARM处理器体系结构寄存器组织(二)

    2.6 ARM处理器体系结构异常处理

    视频数6
  • 第三章  作业测试
    第三章 ARM指令集

    3.1 ARM寻址方式

    3.2 ARM指令

    3.3 汇编语言程序设计

    视频数5
  • 第四章  作业测试
    第四章 微处理器与接口技术

    4.1 GPIO接口

    4.2 GPIO控制跑马灯

    4.3 GPIO控制数码管

    4.4 串口时钟分析

    4.5 串口收发数据

    4.6 串口调试程序

    4.7 推杆实验

    4.8 推杆中断实验

    视频数13
  • 第五章  作业测试
    第五章 ARM-Linux内核

    5.1 ARM-Linux概述

    5.2 Linux基本命令

    5.3 Linux网络配置

    5.4 vim文本编辑器

    5.5 gcc编译器

    5.6 Makefile文件

    5.7 交叉开放环境的配置

    视频数7
  • 第六章  作业测试
    第六章 嵌入式Linux系统移植

    6.1 嵌入式Linux系统平台

    6.2 BootLoader基本概念与典型结构

    6.3 U-Boot编译和运行

    6.4 Linux内核配置

    6.5 Linux文件系统

    6.6 根文件系统

    6.7 嵌入式Linux系统烧写

    视频数7
  • 第七章  作业测试
    第七章 设备驱动程序设计

    7.1 设备驱动程序开发概述

    7.2 内核设备模型

    7.3 字符设备驱动模型

    7.4 misc设备驱动设计

    7.5 设备驱动案例分析

    7.6 GPIO驱动模型

    7.7 设备驱动案例分析(跑马灯)

    视频数7
  • 第八章  作业测试
    第八章 嵌入式系统的设计开发案例

    8.1 监测系统设计方案

    8.2 驱动程序设计

    8.3 应用程序设计-QT概述

    8.4 应用程序设计-信号与槽

    8.5 应用程序设计-定时器

    8.6 应用程序设计-QT程序设计

    8.7 应用程序设计-移植与调试

    视频数7
  • 期末考试