报告人：北京工业大学 孙景琪教授2004.8.10

• 一、北京工业大学电子工程设计实践课程情 况介绍

• 二、北京工业大学嵌入式系统课程情况介绍

• 三、嵌入式系统课程实验项目介绍

报告内容

一、电子工程设计实践课程情况介绍

1. 背景• 受 1994 、 1995 年两届全国大学生电子设计竞赛的启发与影响• 市场经济发展对高校人才培养的需求

2. 立项研究与建设： 1996~1997 年• 课程开出： 1998 年

3. 课程情况• 概况： 180 学时， 6 学分，分散在 3 个学期进行，全部在实验

室操作实施• 性质：专业必修课• 对象：电子信息工程、通信工程、电子科学与技术• 受益学生： 5 个年级 3 个专业约 1600 多名本科学生

4. 课程以实际数据采集、处理系统为载体• 以模块化结构设计、安装、调测等具体内容为手段；

• 每个学生在 2-3 个学期内独立完成电源、信号放大、 A/D 、D/A 、单片机系统、显示、无线或有线传输、闭环控制等 7~10 个模块的设计、制作与调测。最后组成一个完整的实际系统 ;

• 写出实验报告，进行演示、答辩、评定成绩 ;

• 全部过程与全国大学生电子设计竞赛过程相同。

5. 效果：深受广大学生欢迎• 2003 年受到教育部教学评估专家一致好评，成为工大教学

改革的一个亮点。

二、嵌入式系统课程情况介绍1. 背 景• 受 2003 年全国部分高校嵌入式课题邀请赛的启

发与影响• 由于科研项目的开发需求及市场对人才的需求

2. 课程情况• 48 学时，其中讲授 30 学时，实验 18 学时• 性质：专业必修课• 对象：电子信息工程、通信工程、计算机科学与技

术• 开出时间： 2003 年• 受益学生： 2 个年级 3 个专业约 300 多名本科学生• 参考教材： ARM 体系结构与编程 ，杜春雷，清华

3. 嵌入式系统课程主要内容• 嵌入式系统概述• ARM 处理器的体系结构• ARM 指令系统与汇编语言程序设计• 嵌入式硬件系统设计

– 系统组成、工作原理– 存储器、 LCD 、外设接口、电源等– 电路设计

• 嵌入式系统的 C 程序设计与调试• 嵌入式操作系统介绍

• 熟悉实验装置及 ARM SDT 开发软件的使用（ 4 学时）

• 实验装置的使用及程序设计（ 12 学时）

• 嵌入式操作系统 μC/OS-II 移植及使用（演示）（ 1 学时）

• μCLinux进程间通信实验和设备驱动程序调试实验（演示）（ 1 学时）

三、嵌入式系统课程实验情况介绍

（一）熟悉实验装置及 ARM SDT 开发软件的

使用（ 4 学时）• 熟悉实验装置

• ARM7 处理器指令系统实验熟悉 ARM 指令及 SDT 开发环境，使用 ARM 汇编语言编写简单的 GPIO 实验

• JTAG 调试器和 ARM Debugger 使用实验软件调试简单的 ARM 程序，熟悉 Debug 调试环境；

连接实验装置并口线，学习 JTAG 调试器的使用，观察寄存器及内存单元的变化，进一步熟悉 ARM 结构

• GPIO驱动 LED 实验理解CStartup 程序的作用，用 C 语言编写 GPIO驱动 LED 程序并调试

（二）实验装置的使用及程序设计 （ 12 学时）

• 串口通信实验

• 4x4键盘及中断实验

• LCD 图形显示实验

• 音频录音、 编解码、放音实验（含 DMA 实验）

• 数字存储示波器实验（含 A/D 数据采集和 LCD 图形显示实验）

• FLASH 的编程及编写 Bootloader 程序

1. 实验项目

• 理解 S3C44B0芯片及外围电路硬件工作原理

• 了解芯片相关控制寄存器的作用及使用

• 编写驱动程序

• 编写简单的测试程序

2. 实验过程

3. 实验举例 1 － 数字音频实验

• 编写音频录放程序• 完成 Talkthrough 程序• 完成录音、 G.711 实时 编码、解码、播放实验

MIC/LINEIN SPEAKER

IIS 控制器

DMA 控制器

ARM7 内核SDRAM

• MP3解码播放程序 ( 演示 )

SPEAKER

IIS 控制器

DMA 控制器

ARM7 内核解码

Flash 存放MP3音频

网络接收MP3音频

4. 实验举例 2 －数字存储示波器实验

DDS 信号发生器

8 路 A/D转换器

ARM7 内核

LCD 控制器

320X240 LCD

串口

GPIO

用户界面

4X4键盘

其他信号源

SDRAM

5. 实验装置其他外设使用实验（演示）

• USB 控制器 PDIUSBD12 （演示）理解 USB 1.1协议，编写硬件驱动程序及上层测试程序

• 100M 网卡芯片 SMSC91C113 （演示）编写网卡驱动程序理解 IP协议， UDP协议，编写 UDP协议

（三）嵌入式操作系统 μC/OS-II 移植及 使用 (演示 )

• μC/OS-II操作系统向 S3C44B0移植理解 μC/OS-II操作系统的工作原理，修改与硬件相关部分的代码

• μC/OS-II操作系统多任务环境使用编写简单的 μC/OS-II多任务程序并调试，观察操作系统在任务切换时对现场保护及任务栈使用的情况

• 三个任务互抛信号量观察任务切换时任务栈的使用情况

任务 1

任务 2

任务 3

• 加入定时中断，中断后不做任务切换 观察中断服务程序对现场的保护

任务 1

任务 2

任务 3

定时中断

• 使用定时器作任务延时，中断返回后做任务切换 观察中断服务程序对现场的保护，中断服务程序做任务切换时对任务 栈使用情况

任务 1

任务 2

任务 3

定时中断

• 加入串口中断和任务 4 ，由串口中断唤起任务 4 观察中断服务程序对现场的保护，中断服务程序做任务切换时对任务 栈使用情况

任务 1

任务 2

任务 3

定时中断

串口中断

任务 4

北京工业大学电控学院 DSP 与嵌入式系统研究室北京亿旗创新科技发展有限公司 联合研制

本课程实验装置： EAS-44B0

高档嵌入式系统实验装置： EAX-400

北京工业大学电控学院 DSP 与嵌入式系统研究室北京亿旗创新科技发展有限公司 联合研制

基于 Intel PXA255 嵌入式处理器，支持Windows CE.NET （ 4.2 ）和 Embedded Linux （ 2.4.19 ）操作系统，是学习 32位 ARM 处理器的理想实验开发平台。

Intel PXA255是业界领先的嵌入式处理器，运行速度高达 400MHz ，采用 ARM V5TE 构架， Intel超流水线技术，独特的动态功率管理技术，是高性能与低功耗的完美结合。

谢谢！