嵌入式系统教学

嵌入式系统教学（精选十篇）

嵌入式系统教学 篇1

随着社会的发展, 社会对毕业生要求越来越高, 要想提高毕业生的就业率, 并使之能更好地适应社会对人才的需求, 高校的部分课程的教学模式与教学方法必须有所改变。嵌入式系统是一门理论性与实践都很强的学科, 它不仅需要前面一些课程理论知识的铺垫, 而且还要求同学们在课余时间加强动手练习, 所以仅凭教师在理论课讲理论, 学生在实验课完成指定实验是不够的。针对我院学生的特点, 课题组结合校园网和信息化技术开发了嵌入式系统课程辅助教学平台, 该平台通过提供与本门课程相关知识的资料、每节课需要预习的知识点, 每节实验课基本实验的演示视频, 并提供预习情况的监督功能来保证同学的预习质量。通过提供嵌入式课程设计管理功能来保证同学课余时间的动手能力, 通过提供交流论坛来为同学提供一个经验交流环境。

2. 系统设计

2.1 系统功能

根据课程建设、学院和学生的要求, 本系统需要完成功能如下:

(1) 课程要求:系统应能显示本门课的课程大纲、教学日历、课程表和相关的上课规定等文件, 让同学在上课之前对本门课的相关要求有一定的了解, 并能在系统内发布相应的公告信息。

(2) 资料共享:可以上传教师上课课件、相关辅导材料和工具软件。上传的资源不要求多, 但必须精, 因为一门课在一个学期学习内学习时间有限, 繁多的教学资料会使得同学抓不住重点。

(3) 预习管理:任课教师在课程开课前按照教学大纲和教学日历, 将上课内容按章划分好知识点, 发布在网上供学生阅读, 实验课应将实验指导书, 相关工具介绍、实验的基本操作视频放在网上, 以便学生能提前预习。学生通过用户名登录后, 对于课前预习知识点来说, 学生每次浏览知识点后, 系统就会记录下来其是否浏览过。对于实验视频演示系统, 每次学生观看, 系统会记录下来其是否浏览过, 浏览了多长时间, 并可以将此作为评判平时成绩因素之一。

(4) 交流论坛:为学生提供一个相关交流学习的一个空间, 老师也可利用解答版块解决学生提出的问题, 交流论坛不但可以回答学生在学习过程当中遇到的问题, 也可以将被解答过答案留给以后学习本门课学生的作为参考。

2.2 系统框架

本系统共五个功能模块, 分别为:公告管理模块、资源管理模块、大作业管理模块、交流论坛模块和用户管理模块。系统框图如图1所示。

3. 系统实现

本系统是在Windows XP操作系统下, Adobe Dreamweaver CS6软件环境下, 以PHP为编程语言开发完成的, 数据库采用My Sql 5.0, 系统采用通用B/S结构。

3.1 公告管理模块

该系统包括发布公告、公告管理等子功能模块。该模块可以由任课教师和管理员进行操作。

(1) 公告管理子模块

主要发布上课相关公告, 交作业时间。为了保证是学生亲自动手完成的, 每次学生交作业后, 进行答辩, 答辩的时间、地点在公告里进行通知, 每次答辩成绩和实课成绩通过公告进行发布。

(2) 公告管理子模块

主要完成公告的删除与修改功能。

3.2 资源管理模块

该系统包括上传资料、管理资料、课前预习等子功能模块。

(1) 上传资料子模块

主要完成教师上传课件、课程相关资源、实验视频等相关资料, 此子模块的功能可以由任课教师和管理员进行操作, 本子模块对资料的大小没有限制。

(2) 管理资料子模块

主要完成对上传资料的管理, 包括修改资料名称、修改资料分类、删除上传资料等。本子模块可以由管理员和任课教师进行操作。

(3) 课前预习子模块

该子模块主要完成对学生预习情况记录的功能, 如果学生下载过理论课预习资料视其阅读过, 如果学生在上实验课前浏览过教学视频且浏览时间为视频最后时间, 视为浏览过。

3.3 大作业管理模块

该模块包括教师出题子模块、学生选题子模块、学生分组子模块和上传大作业资料子模块。

(1) 教师出题子模块

教师在此子模块里出大作业的题目, 学生根据自己的兴趣选择大作业题目。

(2) 学生选题子模块

学生通过在本模块里选择自己的大作业题目。

(3) 学生分组子模块

学生选择题目之后按照教师规定的功能模块进行分组, 学生分组之后将组信息填在本子模块里。

(4) 上传大作业资料子模块

学生完成大作业后, 将答辩用PPT、相关程序和课程论文传至本模块。

3.4 交流论坛模块

该模块采用Discuz X2.5论坛模版, 主要包括前沿技术、问题讨论、老师答疑和资源共享等版块。

在这个模块里, 学生们可以讨论问题, 也可以给任课教师留言, 由任课教师回答相关问题。

3.5 用户管理模块

本系统不能用户自己注册, 所有注册均由管理员进行添加, 该子模块包括学生用户管理子模块、教师用户管理管理子模块和管理员用户管理子模块。

4. 结束语

本系统在本学期开发完成, 目前正在使用, 系统操作比较稳定, 基本上能满足辅导要求, 但是还存在如上传的资料不够精简、预习知识点不够全面等问题。

参考文献

[1]孙宝军.课程建设与大学生毕业设计互溶性的思考[J].现代计算机, 2013, 13:38-40.

[2]林祥果.基于“项目导向, 任务驱动”的高职嵌入式系统课程开发实践[J].顺德职业技术学院学报, 2012, 3:50-53.

[3]郑广海, 曲英伟.“嵌入式Linux操作系统及实践”课程改革[J].计算机教育, 2012, 4:37-40.

[4]潘巧书.计算机教学辅助系统的应用研究[J].中国电子商情:科技创新, 2013, 17:26-26.

《嵌入式系统设计》教学大纲 篇2

嵌入式系统设计(Design of Embedded Systems)

一、课程教学目的和基本要求

教学目的：

嵌入式系统技术已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域。如手机、PDA、MP3、手持设备、智能电话、机顶盒等，可以说嵌入式系统无处不在。本课程讲述当前主流的嵌入式处理器—ARM的微处理器和实时操作系统µC/OS，介绍嵌入式系统的基本原理和应用及设计方法。通过本课程的学习，着重培养学生的实际动手能力，使学生掌握ARM的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用及开发技术等。使学生在工作中具有利用嵌入式系统开发产品和解决实际问题的基本能力。

基本要求：

1、掌握嵌入式系统技术的基本原理。

2、了解并掌握ARM的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用及开发技术等。

3、比较熟练地用ADS进行ARM实验箱的编程及调试。

4、了解并掌握实时操作系统µC/OS，并学会用µC/OS开发小型应用系统。

二、先修课程及本课程总学时

先修课程：C程序设计语言、单片机原理 本课程总学时：36

三、课程章节及各章节学时安排

第一章 嵌入式系统概述（2学时）

第二章 嵌入式系统硬件基础（2学时）

第三章 设计方法及ADS集成开发环境（4学时）

第一节 嵌入式系统的设计方法（2学时）第二节 ADS集成开发环境（2学时）第四章 ARM7体系结构（4学时）

第一节ARM7体系结构介绍（2学时）第二节ARM7TDMI(-S)指令集简介。（2学时）第五章 ARM指令集（8学时）

第一节 ARM处理器寻址方式。（2学时）第二节ARM指令集。（2学时）第三节ARM汇编程序设计。（2学时）第四节C与汇编混合编程。（2学时）第六章 硬件结构与功能（12学时）第一节 LPC2106/2105/2104结构（2学时）第二节 GPIO及引脚连接模块。（2学时）

第三节 UART0和UART1、I2C接口、SPI接口。（2学时）第四节 定时器0和定时器1。（2学时）第五节 脉宽调制器（PWM）。（2学时）

第六节 看门狗及Flash存储器系统和编程。（2学时）第七章 µC/0S－II程序设计（4学时）

第一节 µC/0S－II简介及移植（2学时）第二节 移植µC/0S－II。（2学时）

四、课程主要内容

第一章 嵌入式系统概述（2学时）

1、嵌入式系统简介（包括什么是嵌入式系统，嵌入式系统的特点，嵌入式系统的分类）。

2、嵌入式系统的应用领域。

3、嵌入式系统的现状和发展趋势。

4、嵌入式微处理器和嵌入式操作系统。

5、嵌入式系统中的一些重要概念。难点：什么是嵌入式系统。

第二章 嵌入式系统硬件基础（2学时）

1、嵌入式系统的总体结构。

2、与嵌入式系统相关的硬件知识。难点：总体结构。

第三章 设计方法及ADS集成开发环境（4学时）第一节 嵌入式系统的设计方法

包括嵌入式系统的设计流程，嵌入式系统的一般设计方法，嵌入式系统的硬件/软件协同设计技术。第二节 ADS集成开发环境

1、ADS 1.2 集成开发环境的组成

2、工程的编辑

3、工程的调试

4、仿真器的安装与应用 难点：调试、仿真器。

第四章 ARM7体系结构（4学时）第一节ARM7体系结构介绍

1、处理器模式。

2、内部寄存器。

3、程序状态寄存器。

4、异常。

第二节ARM7TDMI(-S)指令集简介。难点：异常。

第五章 ARM指令集（8学时）第一节 ARM处理器寻址方式。第二节ARM指令集。

第三节ARM汇编程序设计。第四节C与汇编混合编程。难点：ARM汇编程序设计。

第六章 硬件结构与功能（12学时）第一节 LPC2106/2105/2104结构

1、存储器寻址。

2、系统控制模块。

3、存储器加速模块。

4、向量中断控制器。

第二节 GPIO及引脚连接模块。

第三节 UART0和UART1、I2C接口、SPI接口。第四节 定时器0和定时器1。第五节 脉宽调制器（PWM）。

第六节 看门狗及Flash存储器系统和编程。

难点：存储器重新映射，编程实现功能部件的初始化和控制。本章实验：LPC2106/2105/2104功能部件基础实验。

第七章 µC/0S－II程序设计（4学时）第一节 µC/0S－II简介及移植

1、移植规则。

2、编写LPC2106/2105/2104的启动代码。第二节 移植µC/0S－II。难点：移植µC/0S－II。本章实验：学习移植µC/0S－II。

五、教材及主要参考书

教材：

《嵌入式系统设计与开发》，马文华，科学出版社，2006年

主要参考书：

[1] 田苗苗．嵌入式控制系统．北京航空航天大学出版社，2002年 [2] 吕 骏 译．嵌入式系统设计．电子工业出版社，2002年

[3] 周立功等．ARM微控制器基础与实战．北京航空航天大学出版社，2003年

[4] 李驹光等．ARM应用系统开发祥解．清华大学出版社，2003年

[5] 劭贝贝译．uCOS-II－源代码公开的实时嵌入式操作系统．中国电力出版社，2001年 [6] 田苗苗．嵌入式系统设计与实例开发．清华大学出版社，2002年 [7] 袁勤勇等译．嵌入式系统构件．机械工业出版社，2002年 [8] 田苗苗．《实用嵌入式系统设计与开发—基于ARM微处理器与μCOS-II实时操作系统》(第二版)，清华大学出版社，2003.9 [9] 邵贝贝译．《源代码公开的实时嵌入式操作系统——μCOS-II》，北京航空航天大学出版社，2003年

六、其他需要说明的情况

1．采用多媒体教学。

2．实验课单列，每周2学时。

3．每周作业量2～3小时，主要针对基本概念、开发环境的操作和编程。

七、成绩评定

1.理论考核

占60% 2.实践考核

嵌入式系统教学 篇3

【关键词】嵌入式系统专业　专业课课程体系高职

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）10C-0045-03

根据相关机构近几年所公布的IT领域热门岗位情况看，嵌入式专业的岗位一直名列前茅，社会对嵌入式人才的需求呈上升趋势。但近年来，随着嵌入式技术的迅猛发展，社会上对嵌入式方向的人才能力要求也在不断地发生改变，过去传统的一些嵌入式专业所设置的课程已经不再适合当前嵌入式市场对人才的需求。

学生的就业率是直接衡量高职院校教学质量的重要指标。如何提高高职院校学生走向社会之后的竞争实力，也是我们在对学生培养过程当中的重要目标。因此，为了适应当前嵌入式技术的迅猛发展和社会上对嵌入式人才需求的不断变化，有必要对高职院校嵌入式专业的课程体系进行深入的梳理和剖析，根据当前市场对嵌入式专业人才的需求，明确高职院校在嵌入式专业人才培养过程当中的定位，构建高职院校嵌入式专业人才培养的课程体系，结合专业特点和学生基本能力，创新教学实践方式。

一、课程体系的构建

综合嵌入式专业领域对人才的需求情况，在高职院校中对嵌入式专业人才的培养更多的应该定位于测试维护和产品的营销推广方向。对其中特别有发展潜力的学生，可以引导这些学员进入产品的研发设计领域。通过多种多样的培养形式和不同层次的培养要求，尽可能地为每一个学生都提供适合其今后发展的培养目标。

根据高职院校嵌入式专业的教学培养定位，我们将高职院校嵌入式专业的课程体系分为五类课程，分别是：专业基础课程，专业核心课程，专业实践课程，专业拓展课程和工程实践课程。其中，专业基础课程是整个嵌入式专业课程的基础，在专业基础课程当中重点是给学生传授嵌入式专业的各种基本原理、基本概念、基本方法。专业核心课程是整个嵌入式专业教学中最核心的部分，其所包含的课程是整个嵌入式专业中最重要、最精华的课程，学生对专业核心课程的掌握程度直接影响到今后走向工作岗位的基本能力。专业实践课程的开设主要是为了满足学生在学习过程当中遇到的大量需要动手实践的内容。因为嵌入式专业具有很强的实践性，很多内容都是需要学生经过实践之后才能够加深理解和掌握。学生在掌握了专业核心课程和专业实践课程的基础之上，再为学生开设一些相应的专业拓展课程和工程实践课程，可以拓展学生的知识面，促进知识点的升华。五类课程联系密切，组成一个有机的整体。

二、案例式教学实践

案例式教学是指通过选取合适、经典的应用案例作为教学内容，让学生在现实的应用案例中学习各种显性的知识、方法、技巧等，而且在学习过程中引导学生思考，促进学生通过具体的情境，将隐性的知识外显，或将显性的知识内化。

相对于传统的教学模式，这是一种教学效果比较良好的创新式教学模式。在案例式教学过程当中，一般是由老师在课程之前给学生先设定一个特定的设计任务，作为某一课程教学过程中最终要达到的目标。那么通过该课程的教学，其最终目的是要让学生能够动手实践来完成这一设计任务。因此在应用案例式教学的过程中，既需要对教学内容合理组织安排，也需要对教学过程合理规划。

围绕教学目标，首先在教学内容方面，老师有针对性地对学生介绍所涉及的各个相关的知识点。并且分阶段对学生讲解如何应用知识点，最后的应用效果直接在之前所布置的设计任务中能够体现。学生通过这种教学模式能够明确其学习的最终目的是什么。因此这种教学模式首先就是给学生有一个很好的目标的指导性。其次，在教学组织形式方面，教学过程当中采取分阶段循序渐进地推进。老师把这样的一个设计任务拆分成若干个任务或者子模块，学生针对这样的子模块逐步一个一个地进行分析和实现，在这种循序渐进的教学过程当中可以比较扎实地掌握相关的学习内容。第三，通过这种案例式的教学最终不仅仅给学生传授了相关的专业知识，与此同时也给学生传授了一个具体的设计任务是如何实现的。在培养学生感性认识的基础之上，同时也培养了学生对一些工程化问题的思路和想法。因此，这也是一个一举两得的教学模式。

在教学过程当中，我们以可编程逻辑器件的应用为例给学生介绍硬件描述语言这门课程。在嵌入式应用专业，硬件描述语言是一门比较重要的专业提高课程。但是直接给学生讲解和介绍硬件描述语言的话，将会比较枯燥，尤其是对于硬件描述语言当中的一些具体的应用实例，如信号的锁存，分频实验等。这样的一些知识对于学生而言首先是比较陌生，其次不知道这样的知识学了有什么用，这样的话就会极大挫伤学生的学习积极性。而如果能够将硬件描述语言和一个典型的设计应用实例结合起来，那么这将大大促进学生学习的积极性。在实践过程当中，我们给学生布置一个利用硬件描述语言设计一个DES算法的设计任务。这个任务在布置下去之后首先给学生提供相关的DES算法的基本描述流程，实际上用DES算法描述出它的实现流程的话还是相对比较容易的，但是如果要在可编程逻辑器件FPGA上面来实现，那么就必须要采用硬件描述语言来编写相应的程序。因此在选取这样的一个案例作为教学案例的时候我们将其任务划分为如表l所示的子任务。

该任务主要分为四个阶段：第一个阶段是单个子模块的设计阶段，在该阶段主要是让学生针对某一个特定的功能用硬件描述语言来进行实践。这里面需要学生掌握利用硬件描述语言实现变量的定义、变量赋值、程序的条件控制等，所有涉及硬件描述语言的语法规则都将在这一单个模块的设计过程当中得到实践。当学生能够把单个模块的功能设计进行编译并没有语法错误之后，也就意味着学生对硬件描述语言的一些简单的或者说比较基本的语法规则已经掌握和理解了。那么第二个阶段是让学生实现这样的一个特定的算法功能，在功能实现过程当中，学生需要考虑如何来定义一个模块以及如何进行实际的例化，模块与模块之间如何进行信号和数据的传递，信号传递的过程中什么时候需要加入锁存，什么时候又不需要加入锁存。这个部分的教学目标实际上就是让学生在掌握了硬件描述语言的基础之后，进行真正的应用功能实际设计。学生通过对多个模块组合在一起进行相互的信号和数据的传递，最终实现所布置的DES算法功能。那么到这一阶段之后，事实上学生对硬件描述语言的基础知识的学习已经完成。但是我们在学习可编程逻辑器件设计的时候，还会涉及相关的一些其他问题，比如说一些时间的约束、频率的控制等相关问题。在过去传统的教学过程当中这些知识都是作为一个一个的知识点来传授给学生的，学生学习起来觉得针对性不强，难以真正理解这些知识点的价值。而在我们的案例式教学过程中，当学生完成了前面两个工作之后，紧接着就会给学生介绍逻辑综合过程当中的时间约束问题：先让学生理解为什么在设计过程当中要进行时间的约束，让学生理解采用可编程逻辑器件来实现某一特定功能的时候，它内部子模块之间的信号如何来进行传递，传递了之后时间延时如何来进行控制。在我们所布置的这样一个案例式教学过程当中会给学生设定一些预期要达到的时间约束条件，学生必须通过在设计过程当中添加相应的时间约束，甚至需要学生在添加约束之后再对其所完成的代码设计进行重新调整，以保证所实现的算法能够符合其时间约束条件。这个过程对高职学生来讲是一个能力提升的过程，而事实上从可编程逻辑器件的开发和应用的角度来说，对实间约束的掌握也标志着学生真正跨过了可编程逻辑器件的设计门槛。因此结合这样的一个案例教学，将传统教学过程当中学生觉得很困难、很复杂的内容化难为易了。当学生完成了这一阶段设计之后，然后再给学生提出整个算法的性能指标，为了实现这样的一个性能指标，可以让学生对设计过程当中的工作频率进行调整，那么这将会促使学生应用到分频模块和数据缓存模块即FIFO模块。分频模块和FIFO模块在可编程逻辑器件设计过程当中也是属于能力提高的一种应用，通过案例式的教学，让学生在较短的时间，以较少的精力付出就能够掌握这种比较复杂的功能。因此案例式教学对学生的能力提升还是非常有应用价值的。

通过采用案例式的教学方法，学生学习效果有了明显的提高，主要表现在以下三个方面：第一，对知识掌握更牢固、学习效率更高。由于案例式教学给学生一个很好的学习与实践相结合的环境，学生能够在学习过程中，把各种抽象、复杂的理论知识很快具体化，因此学生对知识理解更深，掌握更牢固，同时也就提高了学习的效率。第二，学生学习和掌握抽象、复杂知识的能力更强了。在案例式教学过程中，通过将抽象、复杂的知识具体化，使得学生能够较容易地去尝试和解决一些复杂的问题，而且层次化的学习过程也有助于对复杂问题的解决。第三，案例式教学有效地促进了学生的主动思考和学习的能力。在案例式教学过程中，学生面对各种现实的案例，能够激发不断思考和学习的能力，而且学生的这种思考和学习的结果很快能在具体的案例中得到验证，因此对学生自身的能力提升非常明显。

引入嵌入式系统的操作系统教学改革 篇4

嵌入式技术是当前最热门的技术之一, 在通信、电子、自动化控制、信息家电和军事等领域应用得到迅猛发展, [1]同时社会对嵌入式软硬件开发人才的需求很迫切, 需求量也很大。作为应用型本科院校, 有责任培养社会急需的工程类专业人才, 学生也非常迫切的希望系统的学习嵌入式技术, 得到规范的指导和训练, 以获得更多的就业机会。

但是, 嵌入式人才的培养不是一蹴而就的, 嵌入式技术是软硬件技术的高度耦合, 涉及到的前期课程有:数字电路、电路分析、微机原理与接口、c语言程序设计、操作系统原理等, 任何一个环节薄弱了都会影响嵌入式人才的综合培养。

因此, 针对目前市场对嵌入式人才的急需而众多高校却一时难以培养合格嵌入式人才的矛盾, 笔者提出在前导课程中有意识的加入嵌入式技术的知识和实践训练, 做好铺垫, 不仅有利于嵌入式人才的培养, 构建新学科体系;还能提升专业基础课的教学质量, 使老课程保持技术进步, 达到学以致用的教学目的。

2、操作系统现状分析

2.1 目前的教学现状和特点

操作系统课程是一门重要的计算机专业基础课, 长期以来, 该课程的内容较为固定, 授课方法较为单一。操作系统难学难教, 有其课程自身的特点, 归纳为以下几个方面:

2.1.1 教学内容比较陈旧:

长期以来, 操作系统课程的内容较为固定, 授课方法较为单一, 课程设置偏向理论, 教材上的知识更新很缓慢, 与前沿技术结合不紧密, 与现实也脱节。

2.1.2 应用性不强:

操作系统首先谈的是管理方法, 其次是实现方法, 即算法;这一点不同于程序语言类课程或者数据结构等课程, 可以直接当工具来使用, 操作系统的应用不如其他课程来的直接;而大多数应用型本科生学习目的是掌握实现方法, 对于其管理方法的分析与设计一是还没有形成足够的认识, 二是还没有到达综合系统分析和管理的层次, 所以大多数学生的体会是学了难用上, 兴趣不大。

2.1.3 实践难度大:

操作系统作为最底层的软件, 内核的编译和调试很困难, 稍有不慎就可能系统崩溃了, 需要重装操作系统, 费时费力;尽管目前多采用虚拟机做实验的方式, 但涉及环境变化, 部分实验与在真实平台下进行的有差别, 实验效果打折扣。

2.1.4 课程比较独立, 延续性学习不够:

学生目前训练的较多的是基于某平台上的二次开发, 涉及到系统的底层开发很少, 这样导致操作系统的后续学习训练不够, 与其他课程联系不够, 显得比较独立。实际上, 操作系统作为软硬件课程的纽带, 应该对其他课程起到积极的引导促进作用。

2.2 操作系统课程与嵌入式Linux的融合性

目前, 操作系统课程的演练平台多为Linux系统, Linux广泛作为操作系统的学习平台主要有两个原因:一是其开源性, 源代码公开, 软件免费, 适合教学;二是Linux性能优越, 在网络服务功能、系统稳定性和安全性上都有明显优势。

Linux由于其内核小, 易于裁剪, 也广泛应用在嵌入式系统平台;目前, 基于Linux平台的嵌入式开发是很多的, 因此, 由Linux实验环境顺势过渡到Linux嵌入式开发平台是非常有利的。即使不讲授嵌入式开发, 讲解Linux的内核裁剪与Bootloader也是可行的, 教学内容可深可浅, 便于教师针对教学对象灵活把握难易程度。在合适的操作系统平台上进行新技术的融合是比较自然和易于接受的。[2]

3、操作系统的教学全面改革

3.1 问题解决式的教学方式

填鸭式的教学方式可以保证教学内容的充实, 但解决不了教学效果的问题, 更严重的是学生会逐步丧失学习主动权和积极性。因此本文提出以解决问题的方式引入操作系统设计的目标, 要实现的功能和遇到的问题;加入必要的前提理论知识引导学生分析问题, 探求解决问题的方法;再由浅到深, 先了解操作系统的设计思路, 然后进行系统框架设计分析及部分代码分析, 找到实现方法, 完成整个发现———分析———解决问题的流程方法。引导的问题可大可小, 可以是进程如何实现同步互斥, 也可以是内核如何裁剪和编译等。总之, 操作系统的讲授要让学生积极参与, 参与思考和设计的整个流程。

3.2 实验教学改革

实验是操作系统课程重要但又目前较薄弱的环节, 因此实验是教学改革的重点和难点[3]。提出以下几点建议:

3.2.1 以嵌入式系统为平台进行操作系统实践, 缩短过渡时间, 加大应用环节训练

现在操作系统的教学平台一般是Linux, 嵌入式系统的开发平台有ucLinux和Wince等, 从Linux过渡到ucLinux是非常自然的, 命令通用, 学生乐于接受, 并且还可以直接在Linux上做内核裁剪和嵌入式系统的移植, 方便锻炼学生应用设计能力。

3.2.2 分层次, 层层深入, 循序渐进;基础实验到嵌入式操作系统开发

对整个实验计划分层次分阶段分步进行, 将实验分为基础型实验、扩展型实验和设计性实验, 每个层次的内容和考核目标各不相同, 其内容安排见下表:

其中基础型实验主要是传统的操作系统实践环节, 包括进程创建、进程通信、内存换页调度算法、文件管理、设备管理等。扩展型实验主要体现在对嵌入式平台与交叉编译环境的熟悉, 以及在该平台上的通信实验、操作系统编译与移植实验, 设计型实验主要反映操作系统综合的嵌入式开发与网络应用编程实验。整个实验安排是一个过渡渐进的过程, 其中基础型实验是必备的, 扩展型实验和设计型实验可以根据实验课时数量和学生学习层次做调整, 必要时可以安排在课程设计环节中。

3.3 重视课程设计, 提升该环节质量

课程设计是课堂教学的扩展和延续, 在理解操作系统管理功能的前提下, 设计实现操作系统的部分功能。[4]其类型可以是分散型单功能实验, 如接口实验、文件系统设计实验、存储管理实验等, 也可以是整体性实验, 如内核设计与移植, 实时嵌入式系统设等。根据学生的层次和在实验中积累的应用能力可以灵活把握, 关键是调动学生兴趣和积极性, 提高其解决与分析问题的能力, 达到锻炼的目的。

3.4 考核方式改革

提升实验环节的考核比重, 使学生和教师都重视该环节的学习质量, 同时注重培养学生的自主学习和探索精神。考试成绩结构设为“期末考试40%+平时作业10%+考勤10%+上机实践40%”, 该方式体现了理论考试和实验考核的同等重要, 保证了实践教学的质量和效率。

3.5 课程群体系改革

建立分层次的操作系统课程群, 在实践应用中加强操作系统课程群与硬件系统课程群、软件工程的交融贯通, 通过操作系统的纽带作用, 推进硬件设计与软件设计的沟通, 嵌入式高级开发的教学也就水到渠成了。

4、结束语

在当今网络技术与嵌入式技术的飞速发展下, 对操作系统课程的应用与设计都有了更高的要求, 顺应技术发展要求进行教学改革是必要的。本文提出了几项改革措施, 并重点从较薄弱的实验环节出发, 提出一套分层次的实验教学方法, 逐步结合嵌入式应用技术, 与学生一起探讨新的学习内容与方法, 提高其学习热情和应用水平。

参考文献

[1]李岩, 王小玉, 孙永春.嵌入式系统教学研究[J].电气电子教学学报, 2006.6:45-47.

[2]符意德, 等.嵌入式系统设计原理及应用 (第2版) [M].北京:清华大学出版社, 2010.6.

[3]冯红伟, 王鹏.操作系统教学与实验设计研究[J].实验室研究与探索, 2007.12:251-253.

机械电子工程专业嵌入式系统教学 篇5

2.1 教学内容选择

作为专业选修课，嵌入式系统课程的目标不是为了使学生深入掌握这一领域全面的并得到良好巩固的知识，而是为了使学生在已有基础上步入这一新的领域中，概括性的掌握其基本原理与基本方法，并对进一步探索该领域产生浓厚的兴趣。

根据这一思路，针对机械类专业嵌入式系统的教学特点，应特别注意突出重点，合理分解难点。

由于学生已有微机原理和单片机接口相关基础，在教学中弱化了对ARM芯片作为高档单片机使用的相关内容。

在详述处理器结构、介绍基本指令的基础上，仅对定时器、中断、SDRAM、Nand Flash控制器和时钟系统等资源加以介绍，并多采用C语言程序设计案例，避免学生在繁复的指令系统和寄存器设置体系中迷失方向。

由于机械类学生没有操作系统相关背景知识，因此在嵌入式系统软件学习中存在一定困难。

嵌入式Linux操作系统及其开发环境是嵌入式软件的基础，学生需要掌握基本的Linux系统命令和交叉编译方法，而对shell程序和Makefile文件则通过案例教学呈现。

Linux操作系统下设备驱动的基本思想、程序框架以及编写步骤是课程的重点之一，体现了软件与硬件的结合，因此针对这一部分，不仅安排了较多学时的课内讲解，也安排了实验。

在Linux操作系统下的线程、进程和进程间通信部分，由于学时限制，弱化了实际编程操作，而主要以案例和演示实验，使学生掌握基本思想和方法。

2.2 教学方法初探

嵌入式系统是一门应用课程[5]，对于机械电子工程专业的本科生而言，其意义在于更好地实现机电一体化应用。

为此，结合“卓越工程师”培养计划的实施，在教学中加入了较多的应用案例，突出了学用结合的教学模式，重视对学生工程素养的培养，建立面向工程的思维方式，掌握解决实际工程问题的科学方法。

在课堂教学中，变灌输式教学为启发式教学，特别注意引导学生联系以往在微机原理和单片机接口技术课程中接触到的8051单片机的相关概念与方法，使之对嵌入式系统硬件部分产生逻辑上的继承和联想，有效理解硬件的工作原理。

在嵌入式系统软件部分的教学中，则以学生熟悉的Windows操作平台为例，讲解嵌入式Linux操作系统所要解决的问题和实现方法，促使学生破除对这一未知领域的神秘感，并激发其进一步深入学习的兴趣。

3 结束语

针对机械电子工程专业本科三年级嵌入式系统原理与应用专业选修课的教学特点，设置并采用了合理的教学内容和教学方法。

尽管课时数较少，在众多知识点上无法深入讲解和展开，但通过列举实际案例，分解难点，在教学过程中能够使学生保持浓厚的学习兴趣，获得良好的教学效果。

【参考文献】

[1]潘登，陈启军.面向卓越人才培养的嵌入式系统教学改革[J].计算机教育，(7)：1-5.

[2]丁珠玉，张济龙，吴永烽，等.嵌入式系统课程实践教学模式的研究与探索[J]. 西南农业大学学报：社会科学版，，7(6)：181-182.

[3]黄晓玲，段凤云，赵建科.嵌入式系统实验教学体系的探索与实践[J].实验技术与管理，，23(4)：85-87.

[4]凌明，刘昊，时龙兴.关于嵌入式系统课程教学过程中几个问题的思考[J].电气电子教学学报，(10)：94-96，106.

[5]黄缨，刘卉.以就业为导向的嵌入式系统专业方向的教学体系研究[J].中国科教创新导刊，(29)：52-53.

微电子专业嵌入式系统教学新模式的研究和建设【2】

摘 要：建立微电子专业嵌入式系统学研产平台，对嵌入式系统教学方法改革和嵌入式系统考核方法进行研究，以市场为导向、以企业为依托，为微电子专业嵌入式系统学研产合作探讨新的教育模式。

关键词：嵌入式系统 产学研 项目驱动 考核模式

随着物联网、通信技术的发展，嵌入式产品在全球各行业得到广泛应用。

但我国嵌入式人才一方面市场供不应求、企业选人难;一方面高校毕业生就业难。

主要问题是毕业生不能满足市场对人才的要求，校企合作不够紧密。

这种现象不仅存在于本科毕业生中。

随着研究生的扩招，提高研究生就业率也提上了议事日程。

学校不能向学生提供足够的实践机会，有些教学只有理论讲解，没有实践操作，或者学生做实验仅仅是基于实验箱的步骤完成实验，不能提高学生的动手能力和实际工程项目研发能力，故不能满足嵌入式研发企业对于人才的要求。

对于微电子专业而言，芯片设计更新换代很快，系统集成、片上系统甚至片上可编程系统需求大批既懂芯片设计又懂嵌入式系统的复合人才，这方面与国际同行业先进企业对人才的要求还有很大的差距。

因此，如何破解这些问题，形成适应市场对嵌入式系统人才需求培养的新模式，是微电子专业嵌入式系统教学面临的一个重要课题。

国内外很多高校和实验室都对嵌入式系统课程进行了教学改革和尝试，如英国雷丁大学、德国波恩-莱茵-锡格大学、新加坡南洋理工大学和加拿大卡尔顿大学等;国内有清华大学、哈尔滨工程大学、江西理工大学和华中理工科技大学等。

上述研究往往涉及计算机专业或电子工程专业较多，但是对微电子专业嵌入式系统课程的教学改革研究报道较少，并且大多数嵌入式系统教学改革主要是实验部分的改革。

为了贯彻落实《国家中长期教育改革与发展规划纲要(-)》的精神，不断深化本科生、研究生教学改革，提高本科生、研究生教育质量和就业率。

旨在探索研究微电子专业嵌入式系统学研产教育新模式，走出一条将实际科研项目、教学环节和企业生产紧密结合的特色之路。

以市场甚至国际市场为导向、以企业甚至跨国公司为依托、学研产相结合的新模式，把微电子专业嵌入式系统科学研究、企业技术研发和人才培养紧密结合起来。

尤其是对微电子专业研究生的教育，与企业甚至跨国公司合作进行技术研发，提高人才的创新能力、解决工程实际问题的能力和专业工程素养，培养出基础较扎实、实践能力强、专业工程素养较高和企业欢迎的微电子专业毕业生。

为破解高校学生就业难、企业选人难的问题;为缩小我国与先进国家微电子专业复合人才的差距，具有重要的现实意义和长远的社会意义。

1 建立微电子专业嵌入式系统学研产平台

嵌入式系统是微电子专业研究生和本科生的一门专业选修课。

微电子专业嵌入式系统的特点是紧跟芯片和软件前沿发展动向、涉及学科多、国际性器件多且更新换代快。

该课程要求理论与实践紧密结合，企业需求解决工程实际问题的嵌入式人才，这些都促进了微电子专业嵌入式系统学研产教育新模式的开展，提高学生理论联系实际和工程项目研发能力。

我校已与北京华芯微特科技有限公司、深圳仙苗科技有限公司和北京飞漫软件有限公司等单位合作，建立了嵌入式联合实验室，正在与跨国公司相关人士洽谈;另外，本研究室在科学研究中已初步建立了小型物联网系统、RFID系统、光栅测量系统、火炮发射计数系统、烟雾报警系统和完成芯片设计并成功流片的项目等，这些为该课程学研产新模式的`探索和研究搭建了很好的基础和平台。

部分学生在华芯微特公司运用所学的ARM汇编语言进行指令集的测试设计和应用设计。

部分学生运用所学软硬件系统设计方法，设计和制作出电子产品，部分产品已应用于企业。

微电子专业嵌入式系统学研产新模式的建立，很重要的一项内容就是教学方法和考试方法改革。

以实际工程项目驱动为主要形式，以实际课题研究、技术开发为主要内容，整合校企优质资源，优化微电子专业嵌入式系统教学与考试方法，提高学生的知识水平、学习、动手和实际工程实践项目的研发能力，实现与企业的紧密合作，为学生成功走向市场，进入企业增加一份较强劲的推动力。

2 实际项目驱动教学方法改革

基于嵌入式系统学研产平台，紧跟嵌入式学术前沿的发展动向，不断改进企业所需的产品功能，并将实际的研发项目和研发过程引入到嵌入式系统课堂，采用课内外学习、作业和实验相结合的方法，使学生能完成嵌入式系统的实际硬件电路设计、程序编制、调试环境搭建、板级调试、网络通讯、系统集成和文档编写等环节，提高学生的工程项目研发和实际动手能力。

将企业一线专家请到校内，使学生近距离聆听企业嵌入式专家的报告和指导，提高学生工程项目经验、创新能力、实践能力，丰富学生的专业素养，也可以提高学生的就业率。

同时也为企业产品研发提供人才保障。

另外，也使学生和教师及时了解企业对毕业生的要求、对课程内容的建议和企业技术创新的需求等，紧跟嵌入式市场的发展需求，及时调整教学内容和规划，培养符合市场及企业一线需求的微电子嵌入式人才。

切实建立以国际市场为导向，以国内企业和国际企业为依托、学研产紧密结合的微电子专业嵌入式系统教育新模式。

同时进一步加深与企业之间长期紧密的学研产用合作关系，使平台成为企业技术创新和我校微电子专业嵌入式人才培养的重要基地。

3 结合市场和微电子专业特点细分方向

基于微电子专业的特点，一部分学生今后主要从事嵌入式系统设计和研发工作。

从事嵌入式系统研发的学生，重点学习硬件电路设计和软件编程，通过需求分析、方案论证、资料搜集、系统设计、电路调试、软件编程、系统测试、文档写作等全过程，完成一个标准工程项目的嵌入式系统研发。

另一部分学生今后主要从事器件或芯片的设计研发工作。

随着芯片集成度的不断提高，电子元器件朝着深亚微米方向发展，芯片设计朝着系统集成的方向发展，即SoC片上系统甚至片上可编程系统(SoPC)设计。

这部分学生需要学习和掌握嵌入式系统的体系结构、处理器的架构体系、内部器件和单元模块的工作原理等。

如ARM处理器的体系结构和外围接口的总线设计以及 ARM的汇编语言等。

在芯片设计中，汇编语言被大量应用于芯片测试中，如指令集的测试，通过汇编语言完成指令的操作，进而转换成机器码，通过查看寄存器来验证流水线的设计是否正确;另外，汇编语言也被应用于芯片设计，运用汇编语言可以完成ARM source的准备等。

高职类院校“嵌入式系统”教学思考 篇6

关键词：嵌入式系统；高职类院校；实践教学

中图分类号：TP642.423文献标识码：A文章编号：1007-9599 （2010） 16-0000-01

Thinking on the Teaching of“Embedded System”for

Higher Vocational College

Cao Juan1，Zhao Xuyang1，Mi Wenpeng2，Hong Chenghua1

（1.Teaching&Research Section 103,the PLA Second Artillery Noncommissioned Officer School,Qingzhou262500,China;2.Teaching&Research Section 202,the PLA Second Artillery Noncommissioned Officer School,Qingzhou262500,China）

Abstract:According to the teaching characteristic of embedded system and the training objectives of higher vocational colleges,this paper analyzes the current situation and teaching characteristic of embedded system in higher vocational colleges.In the end,it gives some advice about how to improve and how to train better embedded system technicians for society.

Keywords:Embedded system;Higher vocational colleges; Practice teaching

一、引言

近年來，随着IT产业的不断发展，嵌入式系统的市场快速增长，导致对嵌入式系统开发应用人才的需求急剧膨胀。目前，各高职类院校在嵌入式系统教学过程中，大多沿用高等院校的教学模式，存在对自身教学对象了解不足、课程定位不准、教材质量不高和缺少相应实践环节等普遍问题。本文根据嵌入式系统的教学特点和高职类院校人才培养的目标，分析了嵌入式系统教学的现状与特点、提出了改进教学的思路与设想，以期提高高职类院校嵌入式系统的教学水平[1]。

二、嵌入式系统教学现状与特点

（一）课程定位不准确

目前许多高职类院校都开设了嵌入式系统课程和嵌入式专业方向，其教学内容和教学方法大多参照普通高等院校的同类课程进行设置。由于高职类院校和普通高等院校相比，学生素质、师资力量和硬件设备等都存在着很大的差异，在没有分析教学对象特点和高职类院校培养目标的基础上，沿用普通高等院校的课程体系和教学方法，就造成了目前在高职类院校中普遍存在的嵌入式系统课程定位不准确的问题。

（二）教材质量参差不齐

由于嵌入式技术和行业背景结合紧密，高职类院校应当选用考虑理论和实践应用结合紧密的教材。只有这类教材才能将理论和实践相结合，避免课程陷入理论堆砌和枯燥讲授的形式里。目前一些高职类院校选用的教材存在的问题主要包括：一是没有针对自身教学对象的特点，教材内容覆盖面过广。二是有些院校将部分产品说明书或技术手册作为教材，缺少必要的基础知识和理论教授[2]。目前，嵌入式系统的技术发展速度非常迅猛，教材编写的速度远远来不及反映最新的发展和变化，因此给嵌入式系统教材的选择面临着一定困难。

（三）缺乏高素质的教师队伍

嵌入式系统开发需要软件、硬件设计，涉及诸多知识内容，因此讲授难度较大，要求教师不仅具备扎实的计算机系统软硬件知识，而且需要熟悉嵌入式系统的开发流程，具有丰富的实践经验。然而，目前高职类院校嵌入式系统的专业教师存在数量不足、实践能力差、教学经验缺乏等诸多问题。部分专业教师并未接受过系统的嵌入式系统培训，大部分教师不具有嵌入式系统实际开发经验。所以，高职类院校师资队伍的建设在短期内很难跟上新技术变革的速度，普遍存在教学内容广度有限、深度不够的现象。

（四）缺少实践环节

实践是嵌入式系统教学的重要环节，嵌入式系统内容涉及广泛，都需要通过大量的实践经验作为基础[3]。但是目前很多高职类院校的实践教学设计内容较为简单，仅仅为简单地重复验证，无法调动学生积极性，导致学生实践能力难以提高。出现这些问题主要存在的原因有以下几点：一是高职类院校实验设施投入不足。二是课程安排实验学时不够。这使得缺乏足够实践动手环节训练的学生难以真正了解和熟悉嵌入式开发过程。

三、高职类院校嵌入式系统教学的思路以及设想

（一）以学生为主体，依托项目开展教学

嵌入式系统是实践性很强的课程，可以通过依托项目开展教学[4]：一是可以调动学生的参与实践的积极性。二是以项目为背景进行教学，可以让学生掌握某种具体型号的嵌入式系统开发方法和技术细节。通过完整参与一个项目，可以了解项目开发的完整流程，并熟悉每个开发阶段可能会出现的主要问题和解决的方法，为今后参与正式的项目开发打下良好基础，并积累宝贵经验。

（二）改变考核方式，培养学生实践能力

高职计算机教育应突出“素质教育”的要求，以市场就业需求和提高学生动手能力为目标，努力提高学生对知识的实际应用能力、自学能力、分析和解决问题的能力。通过改变考核方式和考核内容等手段，达到以考促学的目的：一是改变传统以笔试为主的考核方式。采用“理论+技能+实践”三者结合的培养和考核方式[5]。二是考核指标多样化。综合考虑平时讨论、提问、自学报告、实验等多项内容，采取加权计算的方法确定最后成绩；同时，可以将参加竞赛或项目取得的成果折合成学分，营造良好氛围，鼓励学生积极参与实践锻炼，提高开发能力。

（三）加强师资建设，提高授课质量

为了提高高职类院校嵌入式系统师资队伍的建设，可采取以下措施：一是加强和嵌入式系统开发企业的交流合作。建立常态化的交流机制，定期邀请工作在开发一线，具有丰富实践经验的工程师到校讲座，弥补自身教师队伍中实践能力不足的缺陷。二是加大教师培训力度，鼓励参与项目实践。对于实践经验较为薄弱的教师，可安排厂家培训等活动，通过实际锻炼，提高理论讲授和指导学生实践的水平。

四、结束语

随着信息技术的飞速发展，嵌入式系统正逐步渗透到日常生活的各个方面，市场需求非常旺盛，具有极其广阔的前景和美好未来。作为培养应用型人才的高职类院校，具有嵌入式系统人才的培养独特优势，可以更好发挥自身专业特色鲜明的优势。对于目前高职类院校中嵌入式系统教学普遍存在的问题，应当转变教学方式、改变考核方式和加强师资队伍建设几个方面加以克服。同时紧密跟随嵌入式技术的发展，及时地把最新的技术反映到教学内容中，同时要以教学促进科研，再以科研带动教学，促进嵌入式教、学、研的全面发展。

参考文献：

[1]何立民.嵌入式系统的定义与发展历史[M].北京:北京航空航天大学,2005

[2]魏巍,宋海玉,王玲芬.嵌入式系统课群的教学实践[J].大连民族学院学报,2009,11,3:282-285

[3]段凤云.嵌入式系统实验教学的探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2006,5:72-73

[4]文全刚,陈守孔.嵌入式方向课程设置与教学[J].计算机教育,2007,9

基于ARM的嵌入式系统教学 篇7

1 ARM教学方法的问题研究

嵌入式系统所包含的教学内容主要有ARM体系结构、汇编语言程序设计、中断系统、异常处理、I/O设置、UART设置、时钟、触摸屏、I2C、I2S及ARM芯片接口的设置,该课程融合了多方面的软硬件及综合知识。

大部分的高等院校均是购买某一公司的开发板或者实验箱,按照实验指导书指导做实验。该实验对于学生的能力培养效果较差,对ARM体系中的流水线结构、地址映射、异常等概念的理解也无法深入,较难综合应用驱动程序、中间接口层、操作系统等系统级软件,这样便导致软件和硬件脱节。对设计出复杂的综合性实验造成困难。实验过程中缺少考虑培养学生的创新能力、新技术的实践能力、团队协作能力和语言表达能力等,因而不符合当今对嵌入式人才的要求。

2 教学改革思路

2.1 教学方法的改革

为使学生更好的掌握基于ARM的嵌入式系统,充分调动学生学习积极性,即采用倒推法授课[2],第一次上课就让学生了解一个实际的嵌入式产品。以2010年全国职业院校技能大赛中的自主探月车为实例,将产品分解,倒推出这一产品的开发过程。从产品到部件的倒推归属到课程不同章节的内容中,放到相关的教学单元进行讲解[3]。在每一教学单元中,以产品的部件为核心,设计出实际开发中需解决的问题。每一章节完成一个任务,这一任务也是其嵌入式产品的一部分,课程学习结束时所有的任务叠加后,就是一个实际的嵌入式产品。

2.2 根据需要调整教材

正确处理现有的教学资源,在了解现有教材的同时要不断融入更符合教学规律的教学内容[4]。教学内容力争接近工程实践,又带有一定的趣味性和启发性,让学生知道如何将学到的知识点应用于工程实践中。因此要对教材内容作适当编排和修正,使教学计划更符合学生的学习规律。

调整之前从第一到第八章的内容都是理论部分,主要讲述ARM的体系结构、ARM的异常模式、ARM存储器映射、ARM中断模式及中断系统[2],这部分内容理论性较强、且比较抽象和枯燥,学生学完后无法真正了解ARM,无法用汇编语言实现相关功能,极大地影响了学生的自信心。

在修正后的内容安排中,教师将一些容易掌握并能够吸引学生注意力、容易看到实验现象的章节安排在前面,以激起学生的学习积极性。

(1)把S3C2440的I/O操作安排在前面,先用一个流水灯实验告诉学生,ARM虽然结构较为复杂,但也可像单片机那样,通过简单的设置,实现流水灯实验,以提高学生的学习兴趣。

(2)根据学生C语言的基础,讲解基于ARM的C程序设计,并实现一个串口驱动程序,加强学生对ARM体系的理解和C语言的编程能力。

(3)介绍ARM指令系统[3],并根据指令介绍ARM的体系结构,讲解ARM中断和异常的处理过程,并用汇编程序模拟相应的处理过程,且在内容的讲解上要与月球车的启动代码结合,强化学生对概念的理解。

(4)将ARM的LCD显示功能和触摸屏的A/D转换放在一起讲解,定时器和计数器在实时时钟、看门狗系统中都会用到,所以这两章要统一讲较为合适。

(5)讲解两种常见的总线,I2C总线和I2S总线,并结合实验让学生掌握两种总线的工作原理。

(6)最后讲解在ARM体系结构中,ARM处理器与存储器之间的内存映射,这是课程的一个难点,并需要前面的一些基础,因此放到课程的后面学习比较合适。

(7)理论课程学习结束后,设计一个一周时间的综合实训,将理论课和实验课上的知识点链接起来,形成一个知识体系,用真实的案例提高学生分析问题和解决问题的能力。

该章节的调整以一种先易后难的方式编排教学内容,取得了较好的教学效果,但并不影响教学大纲所规定的学习内容。

2.3 实践教学

在实践教学中,教师并不是将实验代码事先写好,然后给学生分析代码,而是提出问题,比如如何在月球探测车上显示图片,还可将其改为更有趣的例子,比如如何把本人的照片显示在屏幕中,以提高学生的兴趣。之后引导学生分析问题,制定设计方案,带领学生从第一行代码开始编写,逐步实现相对应的功能。当然在实现的过程中,会出现大量的问题,比如寄存器设置错误、指针读取数据错误、内存溢出等。这就需要教师对整个项目十分清晰,能在短时间内解决学生所提出的问题并能处理一些突发性错误,随后带着学生去分析引起这些问题的原因,告诫学生如何避免这些问题,并解决问题,大大提高了学生的动手能力。

2.4 用嵌入式大赛作为实训项目

为培养学生对嵌入式开发的兴趣,在课程学习后期,将学生分成5人小组,以前一年的嵌入式大赛题目为实战项目,让学生用一周时间去实现一个嵌入式产品,完成一个正推过程,从一个产品的设计思想到各个部件的实现,最终完成这个产品,之后编写论文并参与答辩。待国家嵌入式竞赛题目公布之后,从中选择几名表现优秀的学生,提供实验场所和实验器材,由专门教师指导参加全国嵌入式大赛[5]。

3 结束语

文中改革措施已在教学实践中发挥了积极作用,在日后的教学中,将根据实际情况及时对该课程体系和培养模式进行调整,努力构建一个科学规范的人才培养方案,为企业培养出具有动手能力及创新能力的研发人才。

参考文献

[1]田泽.ARM9嵌入式开发实验与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[2]周立功.ARM微控制器基础与实战[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

[3]胥静.嵌入式系统设计与开发实例详解—基于ARM的应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[4]邓春健,李文生.“ARM嵌入式系统”课程教学方法研究[J].计算机教育,2010(3):94-96.

嵌入式系统课程教学体系研究 篇8

1. 嵌入式系统体系结构

IEEE (国际电气和电子工程师协会) 所定义的嵌入式系统是:“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置” (其原文是:devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants) 。通俗地讲, 嵌入式系统就是将普通计算机系统的硬件和软件嵌入到其他机、电设备或应用系统中去, 构成的一种新的系统。目前, 国内普遍认同的定义是:以应用为中心, 以计算机技术为基础, 软件硬件可裁剪, 适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、重量、功耗严格要求的专用计算机系统[2]。根据嵌入式系统的定义及其特点, 可以分析出其体系结构 (如图1所示) [3]。在教学方面, 也要追本溯源, 依据嵌入式系统的体系结构, 由上至下地进行层次化分类教学, 最终形成嵌入式系统教学体系。

2. 层次化的理论教学

嵌入式系统技术涉及的专业知识较为广泛。在硬件层面, 学生要熟悉计算机组成原理、微机原理、单片机原理、电路设计等;在中间层, 需要学习Bootloader的相关知识;在软件层, 需要学习操作系统相关知识;在功能层, 需要学习各种编程语言, 如C语言、C++语言、汇编语言等。可以将这些专业知识形成一个嵌入式系统课程体系架构, 如图2所示。

对于各门课程教学内容的选择, 应遵循广而有精的原则。在信息化时代, 知识体量越来越大, 大学生的精力有限, 不能要求他们对每方面都精通, 应该做到面面俱到、一面精通, 达到举一反三的目的。尽量教授一些经典的、容易掌握的知识。如在操作系统知识方面, 可以对u C/OS-II和嵌入式Linux进行较为深入地讲解;在Bootloader知识方面, 可以对U-boot进行主要分析;在嵌入式芯片方面, 可以选择目前应用十分广泛的ARM芯片。

3. 理论与实践的相结合

嵌入式系统是应用性很强的课程。在整个教学过程中, 实践教学应占到50%甚至更多, 这样才能真正达到理论与实践相结合的目的。一方面, 学生只有亲自动手完成一系列操作之后才能培养出学习兴趣;另一方面, 实践过程必然会遇到问题, 当学生带着具体问题返回来查找理论知识时, 则对理论知识的理解进一步加深。

(1) 实验教学。

实验教学应该与理论教学紧密结合起来。在课程将要进入实验阶段的时候, 应该考虑将课堂放在实验室, 这样就做到了教师边讲课, 学生边操作, 发现问题时教师即刻进行辅导解决问题。这种教学模式既解决了理论与实验相脱节的问题, 又使得学生在动手过程中有了一定的成就感, 在上这样一门相对较难的课程时不再感到枯燥无味。克服了绝对的先课堂、后实验的许多弊端[4]。由于嵌入式系统分为应用层、操作系统层、中间层和硬件层, 所以一个相对完整的实验教学在这些层面上应该全部涉及, 还应在实验项目中设立一些自主创新的实验, 让学生在做实验过程中有所思考[5]。

一个相对完整的基于ARM平台的嵌入式系统实验项目, 应该包含以下六个部分:

(1) 汇编程序设计。

该类实验帮助学生熟悉ADS集成开发环境的使用;掌握如何使用ARM汇编指令实现结构化程序编程。

(2) C语言程序设计。

该类实验使学生掌握如何在C程序中调用汇编程序, 并了解ATPCS基本规则。

(3) I/O端口与各部件的编程。

该类实验帮助学生理解GPIO、中断、串口、定时器、ADC及RTC等器件的工作原理。

(4) 操作系统移植实验。

该类实验可基于u C/OS-II和嵌入式Linux两个部分, 通过构建嵌入式系统开发平台, 学生可以将基于操作系统的开发和裸机开发进行对比理解, 进一步把操作系统的理论应用到实践当中。

(5) 应用程序实验。

该类实验可以设置多进程、多线程、文件和目录等操作实验, 使学生掌握网络编程方法。

(6) 设备驱动实验。

该类实验对字符设备、块设备的驱动编写方法进行分析, 使学生熟悉底层开发。

有条件的学校可以开设嵌入式图形用户界面开发实验。在教学过程中, 应该将u C/OS-II或嵌入式Linux操作系统的移植以及设备驱动两类实验当做大型项目设置, 教师为学生提供相应的参考资料, 让学生主动地去查阅。力争做到让学生自己动手搭建一个完整的嵌入式系统开发平台。

(2) 课程设计。

在嵌入式系统课程设计的教学过程中, 应该采取引导式教学模式。由于有了前期理论知识所建立的分析问题的能力, 以及实验操作所建立的动手能力, 在课程设计阶段就应该采取开放式教学模式, 如问答形式。

通过总结各届学生完成课程设计的效果, 以下一些项目不论从难易程度还是从知识点的涵盖上均较为合适的。

(1) 电子菜单系统。

该类设计使学生熟悉如何利用Qt开发客户端和服务器端的图形界面, 如何进行基于嵌入式数据库的软件开发, 如何使嵌入式开发平台与无线通信模块进行通信, 如何实现多线程等。

(2) 短信群发系统。

该类设计主要使学生熟悉如何进行GPRS无线模块驱动移植, 如何实现嵌入式网络编程等。涉及较多的移动通信相关专业知识。

(3) 图像采集系统。

该类设计主要使学生熟悉如何设置基于USB的摄像头驱动程序, 如何进行图像与视频的压缩处理等。涉及较多的信息处理相关的专业知识。

上述课程设计项目比较适合以团队的形式参与, 教师除了针对项目实现本身进行指导之外, 还需要引导学生如何进行项目的分模块实现。如果以单个学生来完成某个课程设计项目, 则应该设置相对简单一些的题目, 如基于触摸屏的五子棋游戏的实现、MP3播放器的实现、基于Web Service的嵌入式计算器等。

总之, 在课程设计过程中, 教师应该采取相对灵活的方式, 教师给出多个可供选择的项目, 学生依据自身的特长, 选择自己感兴趣的项目。

(3) 科技创新。

经过理论知识的学习, 经过实验和课程设计的动手操作, 可以让学生初步认识了嵌入式系统, 从而迈进嵌入式系统的开发之门。但现实中的嵌入式系统项目开发与之还有一定的差异, 可以通过科技创新让学生深入到实际项目的开发过程中去。

科技创新课题可以来自于教师的自研项目, 可以是研究所的开放课题, 也可以是与企业相结合的科研项目。这些项目不仅要求学生进行软件的设计和编制, 而且还要进行一部分硬件电路的设计和制作, 甚至可能会涉及到系统方案的制定。利用现有的开发设备和条件进行科技创新活动, 可以为全国性的嵌入式系统设计大赛培养后备力量, 并且使学生进入嵌入式系统科学的研究领域, 为创新型、创造型人才的培养奠定坚实的基础。

4. 结束语

嵌入式系统是物联网发展的关键, 物联的基础就是嵌入式运算。对当代大学生而言, 后PC时代带来的是机遇也是挑战。如果大学教育能够建立起一个健全而合理的嵌入式人才培养模式, 将加快我国物联网的发展速度, 为后续智能化社会培养更多更优秀的人才。

参考文献

[1]邵贝贝.关于嵌人式系统教学的思考:第三届全国高等院校嵌人式系统教学研讨会论文集[C].北京:清华大学出版社, 2005.3-7.

[2]何立民.嵌入式系统的定义与发展历史[J].单片机与嵌入式系统应用, 2004 (1) .

[3]符意德.嵌入式系统设计原理及应用.2版[M].北京:清华大学出版社, 2010.

[4]王建萍, 费跃农, 王燕瑜.嵌入式系统“边干边学”教学模式探究[J].电气电子教学学报, 2007 (10) .

嵌入式系统开发教学改革研究 篇9

嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统, 是软件和硬件的综合体。经过几十年的发展, 嵌入式系统逐渐进入工业生产、军事、航天、交通运输、无线通信、及消费电子产品等众多重要行业, 应用领域非常广泛[1]。嵌入式系统的广泛适应能力和多样性, 促使嵌入式产品市场得到了迅猛发展, 社会对嵌入式相关技术人才提出了越来越迫切的需求, 学习嵌入式系统技术具有较好的市场前景。

嵌入式系统应用是计算机的一个重要分支, 涉及计算机学科、电子技术学科、通信学科等多门学科。嵌入式系统开发课程教学内容较多, 硬件包括ARM处理器体系结构、硬件结构、硬件电路与接口技术;软件包括指令系统、汇编语言程序设计、C编程、嵌入式操作系统及开发。学习嵌入式系统开发课程的学生, 要求其具备的先修课程包括:电路分析基础、模拟/数字电子技术、微机原理及应用、计算机组成原理、C语言程序设计、汇编语言、操作系统等课程。在课程体系的组织上, 要求学生熟悉嵌入式系统的硬件体系结构、支持ARM处理器的硬件开发平台的组成及使用方法;掌握嵌入式Linux应用程序开发与调试过程;能够构建嵌入式开发环境, 进行嵌入式Linux系统的编译、移植;使学生具备独立开发一个较为完整的嵌入式系统的初步能力。

运城学院计算机科学与技术系自2011年开始面向多个专业的本科生开设了“嵌入式系统开发”课程。课题组多次获得多个省级、院级教改项目的支持, 在嵌入式系统系列课程的教学研究方面进行了具体深入的教学实践与探索, 取得了一定的成绩, 获得了一些有益经验。

1. 嵌入式系统开发课程特点

1.1 综合性强

嵌入式系统具有嵌入式、内含计算机、专用性的特点, 依靠不断完善的基础技术和各个领域的应用技术。嵌入式系统开发过程涉及到的广泛的技术领域, 是计算机学科、电子技术学科、微电子学科、自动控制等学科的交叉与综合。因此, 嵌入式系统开发课程教学内容涉及面较多, 硬件上包括ARM处理器体系结构、硬件结构、硬件电路与接口技术;软件包括指令系统、程序设计、汇编编程、C语言程序设计以及嵌入式操作系统等方面的讲解。课程包括硬件、软件知识及其综合应用, 综合性很强[2]。

1.2 实践性强

嵌入式系统开发课程实践性强, 实验是学生掌握嵌入式系统设计技术的关键。通过实验, 可以帮助学生巩固课堂上所学的相关理论知识, 增加感性认识, 激发学生的学习兴趣;帮助学生正确理解嵌入式系统开发、设计流程;有助于学生深入了解嵌入式系统硬件基本体系和结构, 熟悉系统运行模式, 全面掌握嵌入式系统设计、开发、调试的方法。

2. 嵌入式系统开发课程目前存在问题

2.1 教材不合理。

目前出版的嵌入式相关教材, 大多以知识结构为主线, 首先讲述嵌入式系统基本知识, 然后以某种嵌入式处理器 (如ARM系列) 出发介绍体系结构、硬件组成、指令系统、程序设计, 最后讲解嵌入式操作系统 (如Linux) 及应用系统开发、设计流程及方法。此类型教材优点是内容详实、知识点介绍清楚完整、理论性强、系统性强。但工程实例较少、缺乏直观性, 应用性不强。

2.2 授课方式不合理。

传统的授课方式以教师讲授为主, 学生被动接受知识, 不能主动参与到知识的学习过程, 从而感到枯燥乏味, 学习的兴趣不高, 缺乏学习积极性。

2.3 实验设置不合理。

传统的实验类型多为验证性实验, 设计性实验项目较少, 不利于培养学生的创新能力。

2.4 考核方式不合理。

传统的考核方式以笔试成绩为主, 无法体现学生的实际动手能力和创新能力。嵌入式系统开发课程实践性很强, 主要目标是培养学生工程实践能力, 包括硬件电路设计、软件编程、系统调试能力, 能够应用所学理论知识解决实际工程问题。传统的闭卷考试方式很难考察出学生的实际动手能力, 这种考核方式不利于应用性人才的培养。

3. 嵌入式系统开发课程教学改革思路

3.1 教学内容的改革

我院计算机科学与技术系的软件是特长, 教学内容在保证软硬件结合的基础上突出软件的学习。嵌入式系统应用课程所涉及面广, 包含的知识点较多, 所涉及的软件、硬件资源丰富。在教材的选择上, 尽量选择理论知识体系系统、连续, 实验内容直观新颖, 能够密切联系实际的教材。在教学工作中, 教师应该注意保持教学内容的先进性, 教学内容要与行业内技术的发展趋势相符合。将嵌入式科研项目中的一些简单实用的知识融入教学中, 使教学内容更加丰富。结合当前嵌入式技术的发展现状, 为适应市场对嵌入式人才的需求, 我系选择将“ARM硬件平台+嵌入式Linux操作系统”作为教学内容的两大方面[3]。

3.2 引入先进的教学方法与手段

3.2.1 联合采用多种教学方式, 提高课堂教学效果

(1) 在教学中, 充分发挥教与学的积极性, 教师提出问题, 通过启发引导, 由学生分组讨论问题、自由表达对问题的理解、看法, 寻找解决问题的方法与途径。这种开放式、探索式教学方法可以调动学生的学习积极性, 锻炼思维, 提高分析解决问题的能力, 培养学生团队合作精神。有利于启发和培养学生开拓创新能力、在培养应用性人才方面具有明显的优势。

(2) 项目驱动式教学方法

教学中充分考虑了以应用型人才培养为目标, 培养学生的创新精神和创新能力。在授课过程中, 以实际项目为驱动, 将教师的科研项目、大学生创新项目、各种设计竞赛命题等进行分解、简化, 提炼变为一个个教学实例, 使教学与实际紧密联系[4]。各任课教师积极参与学生课外嵌入式产品制作及电子竞赛培训活动, 鼓励学生通过实际制作深入理解课程学习中遇到的问题, 对教改的推进起到了很好的效果。

3.2.2 组织有效的实践教学

目前嵌入式系统开发的实践课教学由验证性实验、综合设计性实验、课程设计、科研立项、以及科技创新几部分组成。

嵌入式系统开发验证性实验是各种实践教学的基础, 实验主要内容与理论课的授课内容紧密相关, 是实验教学的重点。

综合设计性实验是验证性实验的延伸, 进一步培养学生综合运用所学知识, 进行嵌入式系统的开发和设计。

嵌入式课程设计是课程实践中重要的一环, 课程设计很好的综合了课程所学的内容, 通过该实践环节达到了培养高水平的嵌入式开发人员的目的。

科研立项是嵌入式系统开发实践教学的特色之一, 它结合当今嵌入式在前沿科学技术中的应用, 设立适合实践教学的项目, 能够开阔学生的眼界和思路, 对教学起、到了很好的辅助作用。

科技创新是学生自发成立的团队, 利用课余时间进行的实验, 充分利用开放实验室的资源, 在教师的指导下进行创新性的实验。通过参加科技创新, 学生积累了丰富的项目开发经验, 培养了自身创新能力, 为进一步进行嵌入式项目研发奠定了坚实的基础。

通过以上各环节的实践教学, 充分调动了学生的学习积极性, 主动性和创造性。学生在实践教学过程中受益匪浅, 大大提高了独立开发设计嵌入式系统的能力, 取得了很好的教学效果。

3.2.3 应用现代教学技术, 搭建自主学习平台

充分利用现代网络资源, 构建师生之间的互动交流平台。将传统的课堂提问、答疑、讨论方式与网络相结合, 采用多样化的交流方式, 更加科学方便地对学生进行指导、答疑解惑, 促进了学生的学习。

课程组在课内外针对不同教学内容, 创新地运用多种教学方法, 有效地促进了学生积极思考、开拓创新, 收到了很好的教学效果。

3.3 改善评估体系

《嵌入式系统开发》课程采用面向全过程的考评体系, 课程总成绩由平时考核成绩和期末成绩两部分组成。平时考核成绩占总成绩的70%, 期末考试成绩占总成绩的30%。

(1) 平时考核成绩

平时成绩包括平时考勤、实验、作业等三部分组成。平时考勤成绩占10分, 出勤情况按出勤次数及课堂表现综合给出分值。作业20分, 根据作业提交质量情况酌情给分。实验分值40分, 本门课程共计20学时的实验教学, 根据学生在实验中的具体表现、实验结果和实验报告综合给出实验成绩。

(2) 期末成绩

期末进行课程设计, 以小组为单位组织课程设计答辩工作, 教师根据所做产品展示、答辩情况和提交报告进行综合评分, 分值30分。

课程考核成绩由以上平时考核成绩和期末考试成绩加权合计。

4. 结束语

几年来《嵌入式系统开发》的教学实践证明, 通过上述一系列的教学改革, 有效地调动了学生学习的兴趣, 充分发挥了学生的积极性、主动性和创造性, 学生参加各级嵌入式相关竞赛取得了良好的成绩。教学改革有效提高了课堂教学效率, 受到了学生的好评, 也为我院其它计算机应用技术相关课程的教学改革提供了参考。

摘要：嵌入式系统是综合性强、实践性强、技术更新快的交叉性学科, 针对嵌入式系统开发课程在教材、实践设置、考核方式等方面存在的不合理现象, 结合课程特点和学生的认知规律, 从教学内容、教学方法、实践教学、考核方式等方面提出改革思路。实践证明, 这些措施有效地调动了学生学习兴趣, 对于培养学生进行项目开发、提高其工程实践能力起到了良好的效果。

关键词：嵌入式系统,教学改革,实践教学

参考文献

[1]张晓东, 孙丽君, 鲁可.高校嵌入式系统课程教学改革探索[J].中国电力教育, 2013 (8) :35-37.

[2]王苏峰, 宁洪, 陆洪毅等.“嵌入式系统”课程体系及其创新实践的探索[J].计算机教育, 2010 (7) :45-47.

[3]姚霁.嵌入式系统课程的教学改革探索[J].科技视界, 2015 (4) :74-75.

嵌入式系统原理及应用的教学探讨 篇10

1 嵌入式系统原理应用的教学内容

嵌入式系统涉及的知识面很广, 但结合计算机信息技术的特点, 结合我校学生的水平, 对于初学者来说, 学习嵌入式系统主要从两个层面来讲:第一个层面, 针对将来只是应用嵌入式系统硬件、软件平台进行二次开发的学生而言, 应该侧重学习基于某个嵌入式系统平台进行应用系统设计和开发的能力, 即主要是学习在某个嵌入式操作系统环境下应用程序的编写、调试、学习其API函数的使用学习I/O接口部件的驱动程序编写等;第二个层面, 针对将来从事嵌入式系统平台设计, 或者需要结合应用环境设计专用硬件平台的学生而言, 需要重点学习嵌入式系统体系结构及接口设计原理, 即主要学习某个具有代表性的嵌入式CPU内部寄存器结构、汇编指令系统、中断管理机制及常用的外围接口。同时要学习无操作系统下的编程技术。进一步学习启动程序的编写和操作系统的移植。

对于计算机系的学生来说, 对嵌入式系统的研究主要是针对嵌入式系统的二次开发, 但做教学来说要全面, 嵌入式系统原理及应用中主要结合主流的嵌入式微处理器ARM, 让学生掌握嵌入式系统的概念, ARM体系结构, 嵌入式汇编指令系统, 汇编语言程序设计及C语言软件开发, 同时要熟悉protues7.5电路设计软件和MDK4.12开发环境。通过软件仿真进行硬件驱动和产品系统设计。

2 仿真软件简介

2.1 proteus7.5软件开发

Proteus是英国Labcenter公司研发的嵌入式系统仿真开发软件。在Proteus中, 从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成。真正实现了从概念到产品的完整设计。其结构图如图1。

基于此软件可以实现硬件电路的设计, 同时可以加载应用程序, 进行在线虚拟仿真。在此软件上有虚拟仪器设备、数据分析仪、示波器等多种数据分析仪器。为现实嵌入式系统软硬件开发提供一种在线模拟的平台, 改善了实际软硬件设计的成功率。

2.2 MDK4.12开发环境

不同的微处理器可能会用不同的开发环境, MDK4.12开发环境是Real View公司开发的, 这种开发环境专门应用针对ARM微处理器的软件开发, 它支持C, ASM, C++, GCC等编译器。其开发过程和VC++6.0类似, 具体步骤如下:

1) 启动KEIL FOR ARM软件;

2) 建立新工程;

3) 选择对应的微处理器CPU;

4) 新建源文件, 并输入程序, 可以保存的文件后缀名有:.s, .h, .c等文件;

5) 把文件添加到工作中去, 然后编译, 执行;

6) 设置输出文件, 把生成的.hex文件烧到微处理器中, 实现系统的开发。

有了这个软件, 完成课堂教学基本上没有问题, 同时学生还可以在此软硬件平台上进行实践性学习。为大部门同学提供了学习的平台。

当然, 软件仿真会失去很多因硬件出现的问题的解决及学习。不过对于本校的学生, 重点学习方向是基于一定的软硬件平台进行二次开发来说, 这是一种很好的教学平台和试验品平台。针对我校的实际情况, 该文主要结合protues7.5电路设计软件和MDK4.12开发环境来完成教学与实验。通过软件仿真进行系统演示, 在课堂上演示比较直观, 同时现场操作方面, 降低了实验箱的成本。

3 嵌入式原理及应用教学探索

3.1 倒推思想教学

嵌入式系统是一门实践性很强的科目, 如果没有可视的实验效果, 很难让学生了解, 为了达到教学的效果, 该文采用一种倒推思想教学的方法。基本思路:也让学生产生兴趣, 让学生看到实际的产品, 然后进行剖析, 融入理论教学, 让学生有个研发产品的贯穿过程。即在授课之前, 通过要讲授的知识做出一套产品系统, 并进行演示, 让学生看到直观的效果, 产生好奇, 然后一此产品系统为目标, 将产品系统进行分解, 倒推的开发此产品系统的每个过程, 从“产品”到“部件”的倒推, 把归属与课程不同的章节的内容放到相关的教学单元去讲解完成。通过这样的思路, 在学习的具体过程中, 不断的解决问题, 进而提高每位学生的学习兴趣, 并能使学生牢固的掌握嵌入式系统的应用开发能力。最后通过综合性实验验证并让学生自己动手开发产品系统。但是这样的授课方式在备课的时间特别费时, 不过其授课效果比较好。

例如:在讲授微处理器基本输入输出GPIO端口时, 以一个流水灯的实例, 先给学生演示, 当演示完毕后, 在对其分析。实例的功能:实现8个LED灯流水的显示;微处理器ARM7的某个微处理器。具体过程怎么通过微处理器来控制GPIO, 实现LED灯的亮与灭。然后具体介绍其实现思路, 写程序、编译、执行、烧入到微处理器中、在线执行等。

这样就可以让学生更直观, 更清晰的理解整个实验的过程, 同时进一步的创新设计。给学生留有更多的实践空间。

3.2 C与汇编语言对比教学

对于嵌入式系统实时性要求很好的系统来说, 汇编语言的学习是嵌入式系统必不可少的课程, 但经过近两年的教学经验, 通过更深入的了解学生, 如果让学生直接接触去学习汇编语言, 学生会感到很抽象、听不懂, 并会出现就算大概知道每条指令什么意思, 但是在设计的就会出现很多的问题。例如寄存器的应用、互锁现象、数据冲突、异常返回地址丢失等多种问题, 并且程序还不能达到最优化。

针对以上存在的问题, 本人采用一种感觉效果还不错的教学方法, 就是以C语言为基础, 反过来去学习汇编语言, C语言和汇编语言对比着去学习汇编语言, 让学生更清楚的了解微处理器的工作过程, 理解寄存器的应用方法等。

C语言与汇编语言对比教学的思路:在讲授汇编语言指令系统时, 先以学生比较容易理解的C语言为例, 设计程序并执行得出结果, 其次在把C语言反编译为汇编语言进行作对比, 分析他们不同的原因, 然后进一步介绍汇编语言的格式、指令规则、条件等。这样学生就能很清楚的理解C语言与汇编语言的不同, 同时对汇编语言的设计思路有一定了解, 如何优化的程序, 符合合理的应用寄存器, 如何正确的找到异常返回地址等。

例如:一个最简单的延时函数的代码, C语言与汇编语言的代码对比:

C语言实现代码:

汇编语言实现代码:

这只是个最简单例子, 在课堂教学中通过C与汇编语言行对比的教学方式, 让学生产生学习兴趣, 同时对于后期的嵌入式系统开发的驱动程序代码的编写和应用程序代码的编写提供更好, 更灵活的学习方法。

4 总结

本文结合本校的实际情况, 针对目前的教学存在的问题, 基于proteus7.5电路设计软件和Keil for ARM开发环境MDK4.12软件, 利用倒推思想教学和C与汇编对比教学的方法, 对整个嵌入式系统原理及应用进行改革, 从整个教学效果及学生反应, 此方法能很好的让学生对嵌入式系统原理及应用学的更为深入, 并能在课下自行开发, 提高学生的动手能力。

摘要：目前嵌入式系统是一种涉及到生活方方面面的新的领域, 针对嵌入式系统原理及应用是一门实践性特别强的课程, 结合我校当前的教学条件, 该文采用protues7.5软件+Keil for ARM (MDK4.12) 开发环境进行仿真模拟, 利用一种倒推的思想进行教学。这种教学能够达到一种较好的效果。

关键词：protues7.5,MDK4.12,倒推思想教学,C与汇语言对比教学

参考文献

[1]符意德.嵌入式系统设计原理及应用[M].2版.北京:清华大学出版社, 2011.

[2]章民融, 徐亚锋.嵌入式教学关键点的研究和嵌入式实验教学平台的设计[J].计算机应用与软件, 2006 (3) :160-162.

[3]proteus最全教程.Pdf[J].嵌入式系统设计仿真与开发平台研讨会专刊.

[4]http://www.windway.cn, Proteus嵌入式系统仿真与开发平台培训.

[5]田泽.嵌入式系统开发与应用教程[M].北京:北京航天航空出版社, 2005.

[6]杜小杰, 曾磊.嵌入式系统课程体系建设研究[J].软件导刊:教育技术, 2012, (11) :41-43.