嵌入式系统A
嵌入式系统A
少于1000 人选课
更新日期:2026/04/03
开课时间2026/03/03 - 2026/07/31
课程周期22 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

随着电子、通信和互联网技术的飞速发展,嵌入式系统开发作为物联网的“核心”,在当今社会的发展中具有举足轻重的地位。课程主要目标内容包括,嵌入式系统的基本概念、嵌入式处理器、嵌入式系统的组成、嵌入式软件。处理器原理、嵌入式处理器分类及特点、ARM处理器模式及寄存器组织。ARM嵌入式实验系统、设计方案、硬件开发板架构、部分模块介绍,ARM指令集概述、ARM指令的寻址方式、ARM指令集详解。ADS集成开发环境、使用入门、JTAG介绍、Multi-ICE仿真器。Linux的基本概念、Linux命令行、Linux的常用命令、远程管理工具、SSH服务。Linux交叉编译、Bootloader、Linux内核移植。Linux设备管理和驱动概述、Linux设备驱动开发流程、块设备驱动编写。多任务通信机制、TCP/IP网络编程等嵌入式应用开发。

你将收获什么?

通过本课程学习可以掌握嵌入式系统的概念、发展现状、处理器结构等基础理论知识,了解嵌入式软、硬件体系结构及设计方法。能够针对具体嵌入式应用需求进行硬件选型及集成设计、操作系统适配和优化、同时能够进行应用程序独立开发等技能,为今后从事嵌入式系统综合设计开发打下坚实的基础。

适合什么人学习?

本课程适合高等学校电子信息类专业全日制本科在校学生,软硬件工程师、编程/电子爱好者和0基础想学嵌入式系统开发的企事业社会人员。本课程内容也可以为从事嵌入式系统软硬件开发的企业人员提供参考。

课程学习目标

本课程培养能在嵌入式系统相关领域从事研究、设计、开发等工作,并能适应技术进步和社会发展需求的工程技术人才。课程目标如下:

1、价值目标

分析国产嵌入式软硬件、国产嵌入式系统“卡脖子”技术难点所在,激发学生投身“自主可控”嵌入式研发和创新,拥有爱国精神,创新精神,工匠精神的核心价值观,具备科技报国,严谨求实,追求卓越,坚忍不拔的科学精神。

2、知识目标:具备嵌入式系统基本知识,掌握嵌入式开发过程和方法,运用嵌入式开发工具和环境搭建技术。

3、能力目标:具备能够针对嵌入式应用需求进行硬件选型、集成设计,操作系统适配和优化、应用程序独立开发等技能,综合分析和解决嵌入式复杂工程问题的能力。

4、素质目标:培养学生结合嵌入式实际开发应用,具有沟通、协作和管理能力,具有创新意识和国际视野,具有社会责任感和工程职业道德。


课程参考资料

1、《嵌入式系统原理、应用与实践教程》,孟利民等编著,清华大学出版社,2016年2月,第1版。

2、《嵌入式系统原理及实践》,孟利民,宋秀兰 主编,清华大学出版社,2023年,第1版。

3、《嵌入式系统设计基础及应用——基于ARM Cortex-M4微处理器》,郭建、陈刚等、清华大学出版社、2022年4月。

4、《精通ARM嵌入式Linux系统开发》,杨水清编著,电子工业出版社,2012年5月,第1版。

5、《嵌入式系统原理及应用教程》,孟祥莲等,清华大学出版社,2017年3月,第2版。

6、《Introduction to Embedded Systems- A Cyber-Physical Systems Approach 》,Edward Ashford Lee,Sanjit Arunkumar Seshia,2017,Second Edition.

7、《Embedded System Design 》,Peter Marwedel ,2021,Fourth Edition 。


课程大纲

课程章节

  • 第1章 嵌入式系统概述
  • 第2章 嵌入式微处理器概述
  • 第3章 熟悉ARM嵌入式实验系统
  • 第4章 ARM指令集及汇编
  • 第5章 ADS集成开发环境和ARM仿真器介绍
  • 第6章 Linux使用基础
  • 第7章 Linux系统开发环境
  • 第8章 Linux环境下驱动程序开发
  • 第9章 Linux环境下应用程序开发
  • 课程配套实践项目
  • 课程推荐学习资源

第1章 嵌入式系统概述

1.1 第1章自主学习任务单

1.2 嵌入式系统定义及特点

1.3 嵌入式系统操作系统

1.4 嵌入式系统组成

1.5 嵌入式系统分类及发展

1.6 教学课件

1.7 课程讨论视频

1.8 教材

1.9 章节测试

第2章 嵌入式微处理器概述

2.1 第2章自主学习任务单

2.2 嵌入式微处理器原理及分类

2.3 ARM处理器概述

2.4 ARM处理工作模式及寄存器组织

2.5 ARM异常处理及响应

2.6 课后讨论

2.7 教学课件

2.8 教材

2.9 章节测试

第3章 熟悉ARM嵌入式实验系统

3.1 第3章自主学习任务单

3.2 ARM实验系统及设计方案

3.3 ARM实验系统各模块设计

3.4 嵌入式实验系统

3.5 教学课件

3.6 参考资料

3.7 教材

3.8 章节测试

第4章 ARM指令集及汇编

4.1 第4章自主学习任务单

4.2 ARM寻址方式

4.3 ARM存储器访问指令

4.4 ARM数据处理指令

4.5 ARM跳转杂项指令

4.6 ARM伪指令

4.7 Thumb指令集

4.8 教学课件

4.9 参考资料

4.10 教材

4.11 章节测试

第5章 ADS集成开发环境和ARM仿真器介绍

5.1 第5章自主学习任务单

5.2 C与汇编程序混合编程

5.3 ADS使用入门

5.4 参考资料

5.5 教学课件

5.6 教材

5.7 章节测试

第6章 Linux使用基础

6.1 第6章自主学习任务单

6.2 Linux系统介绍

6.3 Linux基本概念

6.4 Linux命令-文件管理

6.5 Linux命令-内容管理

6.6 文本编辑工具

6.7 远程管理工具

6.8 Liunx操作系统安装示范

6.9 Linux常用命令操作示范

6.10 教学课件

6.11 教材

6.12 章节测试

第7章 Linux系统开发环境

7.1 第7章自主学习任务单

7.2 Linux交叉编译

7.3 Bootloader

7.4 Linux内核结构和移植

7.5 Linux文件系统

7.6 BootLoader编写实例

7.7 教学课件

7.8 教材

7.9 章节测试

第8章 Linux环境下驱动程序开发

8.1 第8章自主学习任务单

8.2 Linux设备驱动

8.3 设备驱动开发

8.4 Linux驱动技术

8.5 驱动程序编写实例

8.6 教学课件

8.7 教材

第9章 Linux环境下应用程序开发

9.1 第9章自主学习任务单

9.2 多任务之间的同步和通信

9.3 多任务之间的同步通信-信号量

9.4 多任务之间的同步通信-线程

9.5 Linux网络通信

9.6 Linux环境下视频压缩与传输技术简介

9.7 教学课件

9.8 嵌入系统应用开发示例

9.9 教材

9.10 章节测试

课程配套实践项目

10.1 实验室开放时间表

10.2 实验一:ADS环境下的汇编指令

10.3 实验二:ADS下混合编程

10.4 实验三:建立Linux虚拟机及熟悉常用命令

10.5 实验四:mount挂载实验

10.6 实验五:Linux交叉编译环境实验

10.7 实验六:Linux内核编译实验

10.8 实验七:I2C驱动实验

10.9 实验八:RTC时钟驱动实验

10.10 实验九:GPIO驱动实验

10.11 实验十:以太网传输实验

10.12 实验十一:视频采集播放实验

10.13 能力提升实验:程序下载烧写实验

10.14 能力提升实验:UBOOT下载运行实验

10.15 能力提升实验:按键驱动实验

10.16 能力提升实验:继电器驱动实验

10.17 项目创新实验:wifi程序编写实验

10.18 项目创新实验:蓝牙程序编写实验

10.19 项目创新实验:温湿度传感器实验

10.20 项目创新实验:超声波程序实验

10.21 项目创新实验:加速度计程序实验

课程推荐学习资源

11.1 推荐外文原版教材

11.2 推荐国内外课程资源

11.3 推荐国外课程PPT

11.4 推荐国内外学习论坛

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