《嵌入式系统开发技术实验》教学大纲

Experiments of Embedded System Development Technology

课程代码： XF090005学时： 16学分：0.5

适用专业： 计算机科学与技术课程性质：选修

撰稿人：苏平审定人：

1. 实验课的性质与任务

《嵌入式系统开发技术实验》是《嵌入式系统原理实验》的后续课程，在掌握嵌入式系统原理之后，进一步学习嵌入式系统的软硬件开发技术，是嵌入式系统开发中的重要环节。该课程主要任务是学习嵌入式软件的开发流程、嵌入式软件的仿真调试，嵌入式操作系统下的驱动开发，嵌入式应用程序的开发及图形界面开发等。

二、实验目的与要求

通过本课程的学习，可以借助软件工程领域成熟的分析和设计方法以使学生全面掌握嵌入式软件开发技术。学生除了完成课上实验外应利用课余时间增加实验内容。由于该实验课程实践性强、发展快，所以授课教师在吃透教材的基础上，应广泛阅读有关参考资料，紧跟本学科的发展，备课过程中随时补充新内容，使学生及时了解到新技术。

三、实验项目设置情况

四、各实验项目教学内容

实验项目一：嵌入式Linux开发环境的建立、 Linux系统及应用程序的烧写（2学时）

（一）实验目的要求

熟悉 Linux 开发环境，学会基于S3C2410 的Linux 开发环境的配置和使用。使用Linux 的armv4l-unknown-linux-gcc 编译，使用基于NFS 方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。熟悉 Linux 开发环境，学会基于S3C2410 的Linux 开发环境的配置和使用。使用Linux 的armv4l-unknown-linux-gcc 编译，使用基于NFS 方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。

（二）实验材料和仪器设备

实验台UP-TECH S2410/P270 DVP+计算机+Linux虚拟机环境

（三）实验内容

1、建立工作目录

2、编写程序源代码

3、编写Makefile

4、编译应用程序

5、下载调试

实验项目二：串行通信（RS-232/RS-485）、CAN总线通信、A/D、D/A、直流/步进电机（4学时）

（一）实验目的要求

了解在 linux 环境下串行程序设计的基本方法

掌握终端的主要属性及设置方法，熟悉终端 I /O 函数的使用

学习使用多线程来完成串口的收发处理。

（二）实验材料和仪器设备

实验台UP-TECH S2410/P270 DVP+计算机+Linux虚拟机环境

（三）实验内容

1、阅读理解源码

2、编译应用程序

3、下载调试

实验项目三：图形界面应用程序设计（2学时）

（一）实验目的要求

1、了解在 Linux 下安装Qt的基本步骤

2、学会在 Qt 环境在 X11 平台下程序设计的方法

（二）实验材料和仪器设备

实验台UP-TECH S2410/P270 DVP+计算机+Linux虚拟机环境

（三）实验内容

1、在本机 Linux 下编译和使用 Qt 例程

2、在本机环境下编译和运行一个程序并显示运行结果

实验项目四：嵌入式内核与根文件系统实验（2学时）

（一）实验目的要求

1、了解 UP-TECH S2410/P270 DVP 的根文件系统结构

2、了解根文件系统的生成过程

3、完成一个简单的文件系统生成步骤

4、了解busybox、mkcramfs工具

（二）实验材料和仪器设备

实验台UP-TECH S2410/P270 DVP+计算机+Linux虚拟机环境

（三）实验内容

使用 busybox 生成文件系统中的命令部分，使用 mkcramfs 工具制作文件系统，并完成将文件系统放置到开发板的烧写工作。

实验项目五：驱动实验（包括：LCD、触摸屏、键盘）（4学时）

（一）实验目的要求

1、学习在 LINUX下进行驱动设计的原理

2、掌握使用模块方式进行驱动开发调试的过程

（二）实验材料和仪器设备

实验台UP-TECH S2410/P270 DVP+计算机+Linux虚拟机环境

（三）实验内容

在 PC 机上编写简单的虚拟硬件驱动程序并进行调试，实验驱动的各个接口函数的实现,分析并理解驱动与应用程序的交互过程。

实验项目六：综合实验（2学时）

（一）实验目的要求

简易触摸屏的闹钟系统设计：具有设置时间的功能，能够设置小时，分，秒；能够设置闹铃的时间至少需要设置两个闹铃时间；能显示时间、日期；可以对时间日期进行修改，对闹铃时间进行设置。

（二）实验材料和仪器设备

实验台UP-TECH S2410/P270 DVP+计算机+Linux虚拟机环境

（三）实验内容

1、硬件电路设计系统设计，完成设备的驱动程序

2、编写代码

3、编译应用程序

4、下载调试

五、实验报告要求

1、实验系统设计要求

2、设计思路

3、硬件软件选型

4、系统功能结构图

5、系统流程图

6、调试过程

7、关键程序代码

8、总结

六、课程考核方式及成绩评定

（一）考核方式

平时成绩：实验报告

结课后考试：实验报告。

（二）课程成绩评定办法

成绩构成：考勤20%+平时80%

通过考查学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，总结报告以及学习态度综合考评。成绩分优、良、中、及格和不及格五等级。

考核标准包括：

系统设计要求，设计思路，硬件软件选型，系统功能结构图，系统流程图，调试过程，关键程序代码，总结等。不符合以上要求者，则本次设计以不及格记为成绩。

七、实验应配套的主要仪器设备及台（套）数（以一个实验教学班为标准）

实验平台：30套/教学班

硬件：UP-ARM2410CL、PC机 Pentumn500 以上, 硬盘 80G 以上。

软件：PC 机操作系统 RHEL4 ＋xshell ＋ ARM-Linux 开发环境

qt-x11-opensource-src-4.4.0.tar.gz arm-linux-gcc-3.4.1.tar.bz2

附：教学参考资料

1、选用的教材：

《S3C2410经典实验指导书3.3》，博创科技公司，2007。

2、主要参考书：

[1] 陈文智，《嵌入式系统开发原理与实践》，清华大学出版社，2005。

[2] 马忠梅，《ARM&Linux嵌入式系统教程》，北京航天航空大学出版社，2004。

[3] 杜春雷，《ARM体系结构与编程》清华大学出版社，2003。