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嵌入式系统实践教学法研究 　　【摘要】本文从嵌入式系统课程特点出发,针对课程实验、课程设计、毕业设计及课外科技实践活动等统筹考虑,构建出一套“基础知识和实验环境、基本技能训练和综合应用”三层次实践教学体系。教学实践表明,该方法全面提高了工科学生实际动手能力、强化学生工程实践素质、有效培养学生创新意识和综合能力,更符合高校培养应用型和开发型人才的目标,符合市场的人才需求。 　　【关键词】嵌入式系统 S3C2410 实践教学 　　【中图分类号】G424.31 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08-0227-02 　　 　　1 引言 　　 　　在我国,嵌入式系统的必威体育精装版成果不断被应用在航空航天、工业控制、仪器仪表、消费电子等领域, 直接导致了我国嵌入式系统的市场需求快速增长,嵌入式领域中的人才需求日益旺盛,人才缺口在逐渐扩大,而大部分高校的嵌入式系统课程教学存在诸多该改进的地方,最突出的是学生没有使用工程方法来构建符合需求的系统的能力,导致了用人企业不得不对学生进行再培训。由于嵌入式系统课程涉及的知识面宽、实践性强,对实验教学的要求较高,包括实验教师、硬件配置、实验项目的设置等。因此,应大力加强嵌入式系统实验教学建设,这对嵌入式系统的学习、研究与开发可以起到事半功倍的效果,更好的促进创新型人才的培养。 　　 　　2 S3C2410微处理器 　　 　　针对我校的实际情况,我们自行开发了基于S3C2410微处理器的实践教学平台,S3C2410微处理器是一款由Samsung半导体公司为手持设备等相关应用设计的低功耗、高集成度的微处理器,采用272脚FBGA封装,包含一个ARM920T内核。其内部包含以下功能模块:1.8V/2.0V内部供电,3.3V存储器,3.3V外部I/O供电。具有16KB一体化的Cache/MMU;具有外部存储器控制器(SDRAM控制和片选逻辑);LCD 控制器(支持高达4K色的STN屏和256K色的TFT型液晶屏,具有1路LCD专用DMA);4路DMA,具备外部请求脚;3路UART(支持IrDA1.0,16字节的发送FIFO,16字节的接收FIFO)/2通道SPI;1路多主模式的IIC总线,1路IIS总线控制器;兼容V1.0的SD主接口协议和V2.11的MMC卡协议;2路全速 USB主设备,其中1路可以作为USB从设备(V1.1协议)。4路PWM定时器和一路内部定时器;具有看门狗定时器;共提供117个通用I/O,24路外部中断;电源控制:正常模式,SLOW模式,空闲模式和掉电模式。8路10位ADC,其中2路可以作为触摸屏接口;具有日历功能的RTC时钟;片内倍频锁相环PLL。 　　 　　3 实验系统的组成 　　 　　我们研制的嵌入式系统教学实验平台采用了核心主板加扩展板的设计方式,提供基于微处理器的核心主板,将微处理器所有的I/O口全部引出,在核心主板上面只提供S3C2410,FLASH,SDRAM和LED 等最基本部分,而对于一些特殊用途的USB接口、以太网接口、TFT型液晶屏接口、触摸屏接口、音频接口、SD卡接口、GPRS 接口和GPS 接口等是以底板形式提供的。这样,学生需要的话,可以在实验平台上进行主流技术硬件电路设计实验,切实掌握部分硬件工作原理。系统功能模块框图如图1 所示。 　　 　　4 可开设的实验 　　 　　实践性教学环节,对于培养具有创新性精神的高素质人才起着非常重要的作用。在这一方面,我们将实验、课程设计、毕业设计及课外科技实践活动相结合,从整体出发,构建了相应的嵌入式系统课程实践教学体系,即基础知识和实验环境、基本技能训练和综合应用3个层次,三个层次的实验项目分布在不同的实践教学环节当中,所起到的作用和性质各有不同。 　　在第一层次的课程实验中,要求熟悉软硬件开发环境、完成硬件实验程序的编写、掌握基本外设接口程序的编写方法、操作系统等基础实验,开设的主要实验有:ADS1.2集成开发环境实验;汇编语言与C语言编程实验;GPIO输入、输出实验;外部中断实验;定时器实验;串口通讯实验;中断实验;步进电机实验;键盘、LED、LCD及触摸屏实验;BootLoader实验;Linux内核移植及裁减实验;构建Windows CE 5.0实验。在这些实验中,要求在对基本原理验证的基础上,进一步扩展完成简单的设计性实验。 　　在第二层次的课程设计(时间为2周) 环节中,以设计性实验项目为主,让学生掌握基本技能和方法。该环节由教师布置题目、设计内容及要求,学生自行完成。可开设的题目有: 　　4.1 UART实验 　　考虑到串口在嵌入式系统中的应用非常广泛,设置了本实验。通过理论学习和上机操作,实验者可以学习串行接口和串行通信原理,掌握S3C2