嵌入式实训总结大全11篇

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篇（1）

1.嵌入式技术的教学计划

(1)概述

嵌入式技术具有较强的工程实践性、理论性，在其硬件的发展历程中主要是从8位单片机到32位微处理器ARM，软件发展历程主要是从没有操作系统到有操作系统，同时该技术具有较高的难度，如果没有科学合理的教学计划，高职学生很难高效的掌握相关技术知识。因此在教学技术设计时应当结合学生的实际认知水平，循序渐进的进行教学活动。关于嵌入式技术硬件方面的教学应制定单片机原理和应用等课程，为学生更好的学习嵌入式技术有更加深入的认识。关于嵌入式技术软件方面的教学应当设计操作系统原理等课程，使学生可以更加扎实的掌握该技术的运用[1]。

(2)建立课程体系

在掌握嵌入式技术的基础课程之后才能学习深层次的嵌入式系统开发课程，建立适合嵌入式技术教学的课程体系，如在学习嵌入式操作系统原理、面向对象程序设计、数据结构、C语言程序设计、汇编语言程序设计等软件基础课程和单片机原理及开发、数字电子技术、模拟电子技术等硬件基础课程之后，学习基于Linux的嵌入式系统开发的系统开发课程[2]。

2.建设专业教学实训环境

(1)教学平台的构建

教学平台的处理核心应采用Intel高性能的PXA270处理器，还应当选用源码开放的Linux操作系统作为平台的操作系统，教学平台的硬件模式应设计为功能板与核心板相结合，功能板应包括各种外围接口和器件，如存储卡接口、音频和视频接口、摄像头接口、USB接口、RS232接口等外围接口;核心板应具备全部最小系统运行所需的硬件，如电源控制模块、CLPD、SDRAM、Flash、CPU等硬件，保证在接入5V电源的情况下可以单独通电作业，同时为了完成调试工作和程序的下载等还需要设置以太网接口、串口、JTAG接口。通过有机结合功能板与核心板，从而构造完整的应用系统，同时该系统还应当具有较强的处理能力、较低的功能消耗、较小的体积等优点。在平台软件环境的设计方面有时不能够直接通过硬件平台来设计，这时就需要采用其他的方法，如将编译和编辑目标板的Linux文件系统、内核、引导程序以及系统开发工具安装到宿主机上，安装之后通过将需要的软件下载到目标板上进而运行该软件系统。通常将这种开发方式称为交叉开发，交叉开发的模型为由宿主机生成目标内核映像文件系统通过各种连接方式下载到目标机上形成内核映像。而实现Linux操作系统在开发板平台上的运行主要满足两个条件，一是保留Linux操作系统的基本功能配置，通过压缩和裁剪的方式将不重要的功能模块去掉，从而在保证其所需功能能够实现的基础上为嵌入式系统节约更多的存储空间。二是将Linux内核所需的硬件进行针对性的移植，对部分和硬件直接接触的代码进行修改，例如Bootloader，保证平台上的软件可以在开发板上正常运行[3]。

(2)教学内容的设计

嵌入式教学的实训内容设计应采用具有CSM通信模块、触摸屏、音频、USB摄像头、通用的网络功能、IO功能等功能的PXA270实验平台。利用这些功能模块设计相应的教学实验，使学生对嵌入式系统的基本功能可以有更加深入的了解，从而提高学生学习嵌入式技术的积极性。具体的教学内容可设计为在学习Linux操作系统移植和嵌入式交叉环境架构方面设计文件系统制作实训、内核编译移植实训、Boot-Loader编译移植实训、Makefile编写使用实训、常用命令以及工具实训等课时训练;在学习驱动程序设计时可设计关于USB驱动配置实训、IO口驱动实训、驱动程序结构实训等内容的教学任务;在学习基于QT编程应用开发和QT移植时，可以设计Web-server的移植和网络通讯实训、USB摄像头实训、串口通讯实训、QT移植实训等教学内容;在最后嵌入式综合项目实训的时候可设置基于Webser-vice的数字粮仓监控系统、嵌入式Linux系统开发流程和一般设计教学内容等。根据具体的学习情境设计不同的教学内容，利用教学实训的方式，有机的结合教学实践与理论知识，将抽象的理论知识转为具体的实践活动，从而提高学生嵌入式技术的实际开发能力[4]。

3.总结

综上所述，通过对高职计算机应用专业嵌入式技术教学改革的研究，从中可以了解到根据嵌入式技术制定相应的教学实训计划和教学内容，以此来将复杂和难度较大的嵌入式技术以更加简单的教学方式传授给学生，使学生可以掌握更加坚实的嵌入式技术知识，提高其实践操作能力，从而为社会提供更加专业、优秀的嵌入式技术人才，为社会发展提供人才保障，从而促进社会的进步。

参考文献:

[1]邹霞玲.当前高职院校计算机应用技术专业教学改革创新探究[J].电脑知识与技术，2011，36:9571-9572.

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【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）03-0235-01

一、我校嵌入式系统专业的立足点以及嵌入式行业发展现状

近年来，我国嵌入式系统应用产品日益丰富，市场呈现快速增长趋势，尤其在家电、汽车、通信、网络、监控、工业自动化等领域应用更加广泛。全国范围内对嵌入式人才需求量非常大，因此全国很多高校、职业技术学院和培训机构纷纷开展了嵌入式系统的教学和培训，我校立足东莞松山湖高科技产业园，而东莞松山湖科技产业园正在以信息家电、汽车电子、装备控制为切入点努力来打造国家级开发和应用嵌入式系统的产业基地，因此我校在建校之初就在电子工程系开设嵌入式系统类课程。

二、我校目前嵌入式教学的现状

我校开展嵌入式系统教学已经有两年了，所遇到的问题有很多，主要有：

1.电子专业主修课程较多，嵌入式系统课程学时不够。

学习嵌入式系统必修首先具有单片机的相关基础知识，在硬件方面必须先学习模数电，和单片机原理与应用等课程，在软件方面要学习C程序设计、汇编语言、软件学和操作系统原理等课程。只有掌握了这些课程的内容，才能进入嵌入式系统课程的学习，高职、高专院校的学制一般只有3年，而真正学习的时间只有2年半左右，学生学习这些课程的时间将非常紧张。嵌入式系统这门课又强调动手能力，需要很多实验以及实训来补充才能学得好，这样一来就更加导致嵌入式系统的学时更加不够。

2.嵌入式系统课程难度大。

嵌入式系统本身的知识点很多，比51单片机所需要的知识点更多，而且也更抽象，学习难度上比较大，主要包括嵌入式硬件平台的设计和嵌入式软件平台的设计，而软件平台就包括Boot loader引导程序、驱动程序的编写、操作系统的移植以及应用软件的开发等，学习起来难度很大，这些知识如果在没有操作系统知识的基础的情况下，难度更大。

3.高职学生学习能力相对较弱。

我校的学生都是高考第三批次录取的。相对本科而言，高职院校学生的学习能力与基础要相对薄弱，接受能力也相对较差，学习嵌入式系统课程，学生遇到的困难会更大。高职院校的学生普遍都有一种自卑心理，再加上电子专业的知识逻辑性较强，如果没学好前一门课程，对后一门课程的影响较大，学生往往越往后越没信心，而嵌入式系统课程又是一门非常综合的课程，学生越来越没信心学好嵌入式系课程。

4.缺少合适的教材。

目前很多教材都是以前本科院校教材的缩减，没有体现高职教育的课程特点，嵌入式技术又发展得很迅速，教材跟不上变化，具体来说就是没有符合我们具体实际情况的教材。

三、教学方法改革

根据我校目前的情况，结合自身从事嵌入式教学的经验，我认为可以在开设嵌入式课程时采取以下措施：

1.以竞赛促进教学。

我校每年都会派出代表队参加广东省大学生电子设计竞赛，以及全国电子设计竞赛，这些竞赛的题目都很新颖，很多都用到嵌入式系统的相关知识，学生参与其中也学到很多项目化的经验。我们每年都会在参赛的题目当中拿出一道放到我们嵌入式系统的实训当中，以竞赛的方式来促进教学，让学生亲自动手去去实践，提高能力。

2.采用项目化教学法。

在传统的嵌入式课程教学过程中，教学内容遵照教学大纲，力求给学生树立一个整体和全面的嵌入式系统的知识体系。这种教学方法能够保证学生在学习嵌入式系统课程过程中所掌握的知识是一个前后连贯、相互联系的有机整体。但是这种方法学生产生不了兴趣，一旦中间某个环节脱节了，后面内容要继续下去就困难了。基于此我认为采用项目化的教学方法适合学生，首先，项目化教学能够充分调动学生的学习积极性，让他们自己去学，自己去查资料，不是老师逼他们去学，改变传统的教授式方法；第二，把每年电子设计竞赛的几个题目拿来给他们做为一个项目，让他们能够学以致用。

3.用andriod系统作为例子来讲解嵌入式操作系统。

目前流行的智能触屏手机都是基于谷歌的andriod操作系统，而andriod系统的内核又是linux，学生都对andriod系统很感兴趣，可以把这个作为切入点，首先教会大家怎么刷机（重装手机系统），让学生首先能够接触到嵌入式系统，这个过程学生就会对嵌入式系统有个框架性的认识，然后再层层剖析，慢慢深入下去讲linux系统，这样一来就避免了直接讲授复杂的嵌入式系统，这样就会激发学生的学习兴趣，同时跟实际也联系紧密。

4.利用现有教学平台出版适合学生的讲义。

每所学校的条件都各不相同，学生的情况也不尽相同，从各大出版社选的教材都是比较宽泛的教材，每年选的教材跟我们的实际情况还是有些差距，比如，实验室所用配套试验箱跟教材所选用的例子以及实验关系不大，做实验时必须要重新编排重新写程序，这样就造成了教材跟实验实训脱节的情况，费时又费力，所以要根据学校的实际情况以及学生的接受能力来编写适合自己的教材或者讲义，这其中项目化教材是最好的。

四、总结

目前我校的嵌入式系统的实践教学才刚刚起步， 在实际教学工作中还存在着许多不足， 一些实践教学方法的教学效果还需要时间来验证， 同时还将有许多新的教学手段需要我们进一步的探讨和研究。因此， 在高校嵌入式系统实践教学方面迫切需要建立起能够追随时代步伐的嵌入式系统实践教学体系， 才能够培养出真正适应社会的嵌入式系统人才。

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中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（b）-0000-00

大力发展物联网产业将成为今后一项具有国家战略意义的重要决策[1]，物联网是继计算机，互联网后又一个信息技术综合应用的代名词，掀起信息产业第三浪潮，其重要性显而易见，因此国家2011年在全国55所高校开设物联网专业，该专业是国家战略型新兴产业急需的且指定大力发展的电子信息类专业，未来有着很大的需求和发展空间。从2012年开始，我校实施了教育部制定的“卓越工程师教育培训计划”，该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[2]。

物联网工程专业是我校特色专业之一，我校将物联网工程专业作为“卓越计划”重点培养专业之一，因此，结合“卓越计划”的要求，深入进行“嵌入式系统”课程教学改革势在必行，以学生为中心，以开拓知识视野、激发学习热情、培养实践能力为目的，为国家提供大批动手能力强，满足企业发展要求，适应社会经济发展需求的高质量各类型工程技术人才。

一、教学现状

目前嵌入式系统教学存与许多其它工科专业共存的问题[3]。比如，课时安排不合理，实验课时较少；重传统理论教学，轻实验教学；实验教学方式比较单一、实验内容陈旧，缺乏创新性，跟不上目前嵌入式发展水平；实验教学缺少对非智力能力和综合能力的训练；实验室嵌入式系统实验的设备过于陈旧，实验室管理制度不完善；不能利用校外有效的合作资源进行实验教学内容的拓展[4]；课程考核方式不完善，往往单纯从理论考试成绩和实验结果评判，忽略实验过程，上述种种问题，导致目前许多学生学完嵌入式系统课程之后，即使考到高分，依然不能独自完成教学大纲要求之内的相对简单、容易实现的嵌入式系统项目的开发，学生完全处于纸上谈兵阶段，这样培养出来的学生不符合卓越工程师的要求，更不符合企业和国家所需要的复合型工程技术人才的要求。

二、以创新实践能力培养为原则的改革

1. 开展研究性学习

在理论教学中，改变传统填鸭式教学方法，老师不再只是对着现有的课本或者PPT直接讲解嵌入式系统的理论知识，而是通过提出目前实际嵌入式系统研究和开发过程中遇到的问题，或者将已有嵌入式产品中存在的问题作为探究背景，通过设置让学生和老师之间展开开放式讨论和自由提问的环节，让学生积极参加到课堂活动中来，最后，将老师的点评总结作为课堂内容的点睛环节，旨在将枯燥的基础理论知识是如何运用到实际嵌入式系统开发中、以及如何解决实际问题的过程讲解给学生。通过这种研究性的学习方式，给学生留下更加深刻的印象，激发学生学习嵌入式系统开发的兴趣，使学生对嵌入式系统的理论知识的本质有更加深刻的认识，在以后的学习过程中将知识熟练运用到实践开发项目中去。

2. 开放设计性实验

去除以往实验结果单一，过程机械化，没有拓展性，缺乏综合型和研究型的基础验证型实验[5]。改用内容比较新颖，又不太复杂的开放设计性实验，比如，当前智能手机和游戏开发是一个很流行的研究方向，智能手机中简单游戏就是一个很好的嵌入式具体应用的例子，所以我们可以选取一些相对简单、开放性强、形式新颖、吸引力足的嵌入式系统开发的游戏案例来取代已经沿用多年的实验内容，使实验课的内容真正做到来源于实际案例，又促进实际嵌入式系统开发的功能。开放性设计实验不仅丰富嵌入式系统的实验内容，而且使实验本身更加有趣、贴近生活。更重要的是在进行上述开放性设计实验的过程中，学生可以亲身体会到实践是如何检验真理、理论与实践之间如何相互促进的道理，在一定程度上可以激发学生学习嵌入式系统的兴趣，培养学生敢于创新、敢于探索、不怕困难的科研精神。

3. 以竞促学

学科竞赛是学生实践能力培养的一种重要方式，竞赛是对学生更高一层次的要求，是考察学生综合能力的一个重要方法[6]。目前诸如博创杯嵌入式比赛，“ZLG杯”中国大学生ARM嵌入式系统电子设计竞赛，微软嵌入式大赛，全国大学生电子设计竞赛等都是含金量较高的比赛，通过参加竞赛可以发掘出嵌入式系统这门课程真正的魅力所在，解决嵌入式系统实践环节中缺乏挑战与创新的不足，真正提升学生实际动手操作解决特定问题的能力，提高实践环节的质量。在比赛过程中不仅对学生嵌入式系统及其它学科知识的拓展有所帮助，而且能够培养学生团队竞争和配合意识。

4. 嵌入式系统实习实训

物联网专业作为“卓越计划”重点培养专业之一，对于实践训练要求自然极高，改变以往实习完全以老师讲解为主导，动手环节较少，完全违背实习实训方式，将学生带到当地对嵌入式研究具有一定规模的企业公司参加实习培训，了解目前企业嵌入式系统的研发流程和水平。同时将实习实训的主导权下放给学生，锻炼学生实际动手操作能力，以一种学生为主，老师为辅的实训方式让学生真正融入到嵌入式系统开发中来。

5. 改革考核方式， 体现综合能力

事实证明“一张试卷打天下”的考核方式往往并不能真正反映出学生对于知识的掌握和运用情况。为了督促学生认真做好嵌入式实验，真正考核学生实验动手和实验观察能力[7]。可将嵌入式系统课程成绩分为： ①笔试理论成绩，该项占40%，主要考察嵌入式操作系统概述、微处理器与调试技术、ARM体系结构和指令集、ARM开发工具和汇编程序设计、嵌入式存储器和接口技术等； ②开放设计性实验的成绩，该项占40%，主要考察每次实验课学生出勤次数，具体操作步骤，实验结果完成情况以及实验报告；③课外创新成绩，该项占10%，主要考察学生参加各种嵌入式比赛、实战项目开发和创新实验实践活动的获奖情况；④学期末的实习实训成绩，该项占10%，主要考察在实习实训阶段指定项目开发的完成情况。

结语

工程师是未来世界的塑造者[8]。嵌入式系统是一门实践性很强的课程，因此采用课内外、校内外相结合的实践教学体系，以卓越工程师的基本要求为导向，使学生能熟悉掌握嵌入式系统设计方法，掌握一种开发工具，熟悉一种调试方法，使学生在学完嵌入式系统课程后，能真正掌握最基本的嵌入式系统开发，成为一名合格优秀的卓越工程师。

参考文献

[1] 2009年11月3日总理向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话.

[2] 王娜君， 王杰， 李旦， 高胜东. 基于工程能力培养的实验教学改革探索[J]. 教育探索， 2011，（10）： 49-50.

[3] 冼进， 贾德良， 毕盛. 嵌入式系统实验课的教学改革初探[J]. 实验室研究与探索， 2010， 30（8）： 282-284.

[4] 周爱国. 大学生实践能力培养存在的问题及对策[J]. 教育探索， 2009， （1）：74-75.

[5] 李秀娟， 张晓东， 鲁可， 张杰. “嵌入式系统”开放实验室建设与实践[J]. 实验室研究与探索， 2011， 30（5）： 156-158.

[6] 殷建军， 张明武， 万军洲. 竞教结合的嵌入式系统实践教学改革[J]. 计算机教育， 2011， （6）： 1-4.

[7] 俞建新. 略论嵌入式系统的实验教学[J]. 实验室研究与探索， 2006. 25（7）： 741-745.

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中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)15-3647-04

物联网、云计算目前已经成为信息产业的主流方向，在这个主流方向中，最核心、最关键的部分是嵌入式系统。调查数据【1】显示，市场对嵌入式人才的需求缺口巨大。就高校而言，培养符合行业要求的人才是高校的职责，而人才的培养又始终离不开切实可行的教学计划和课程体系，制定符合行业实际的教学计划和课程体系，是培养人才的关键。而开设什么样的课程来培养符合行业要求人才，又要依据行业特点和对人才的技术要求来确定，否则就会偏离行业要求，满足不了行业需求。在2008年《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录(试行)》里已经规划了嵌入式技术与应用专业(专业代码510121)，但还没有形成一门独立的本科专业，近几年高校中的电子专业、计算机专业以及机电与自动化专业、通信专业都相继开设了嵌入式系统相关课程,大都针对本科高年级学生或者研究生开设了嵌入式系统方向。从国内不同高校不同专业开设的嵌入式系统课程来看，各具特色，有些硬件课程开设的多，有些软件课程开设的多。这主要是由于嵌入式系统本身包含软件与硬件两个层次,在设计与应用方面,又具有软硬件协同工作的特点,既要依据硬件设计软件,又要依据软件确定硬件,不能简单的说哪个更重要,只能从应用的角度讲其侧重点不同。因此对于不同专业开设的嵌入式系统课程，不能一概而论。本文主要从嵌入式从业人员进行嵌入式系统开发所具备的知识要求和技术要求为依据，确立计算机专业本科生从事嵌入式系统开发应具备的基础知识和技能，并着重对计算机专业本科生嵌入式系统的课程体系构建内容及实验平台方案进行探讨和研究。

1嵌入式系统概述

嵌入式系统是以计算机技术为基础、以应用为中心、软件硬件可裁剪并且对系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。从其概念来看，嵌入式系统是专用计算机系统，应该包含硬件系统和软件系统，具体地说，一个嵌入式系统硬件以微处理器为核心集成存储器和系统专用的输入/输出设备；嵌入式系统软件包括初始化代码及驱动、嵌入式操作系统和应用程序等，这些软件有机地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。一个典型的嵌入式系统应包含嵌入式硬件、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件三个部分构成。

由于嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，因此嵌入式系统是应用于特定环境下，针对特定用途来设计的系统，所以不同于通用计算机系统，它的硬件和软件都必须高效率地设计、“量体裁衣”、去除冗余，力争在较少的资源上实现更高的性能。嵌入式系统的基本特点就是“嵌入”、“专用性“和“计算机性”。由于系统的这些特性，导致系统的存在形式是多样的和面向特定应用的，并且对成本、功耗、可靠性和实时性特别关注，因此在嵌入式微处理器和嵌入式操作系统的选择上都要考虑这些特点。

2嵌入式系统专业人才岗位及核心能力分析

2.1嵌入式系统的技术研发岗位划分与设置

从事嵌入式技术的岗位主要是企业的研发、生产、销售部门，当然还有其它辅助部门，在此主要针对研发部门的岗位进行分析。嵌入式系统研发部门岗位的设置，离不开嵌入式系统的结构和开发过程，设置什么样的岗位、需要何种学历的人才都与嵌入式系统的开发过程紧密相关。就嵌入式系统而言，总体上可划分为硬件和软件两部分，硬件一般由高性能的微处理器和的接口电路组成，软件一般由硬件抽象层、嵌入式操作系统、软件应用平台和应用程序等组成,如图1所示。

硬件层是整个嵌入式操作系统和应用程序运行的平台，包括输入输出接口/驱动电路、处理器、存储器、定时器、串口、中断控制器、外设器件、图形控制器及相关系统电路等部分。对于硬件层的设计开发要有较深的硬件开发经验，这些岗位一般都需要资深的硬件工程师。中间层包括硬件抽象层（HAL）或板级支持包（BSP），负责对各种硬件功能提供软件接口，包括硬件初始化、时钟管理、定时器管理、中断处理、总线管理、内存地址的映射等。它位于底层硬件和操作系统之间，是二者之间的桥梁。这个层次的设计开发不仅要精通底层硬件结构，还要熟悉上层的操作系统，主要工作是开发设备驱动程序。这部分工作需要有丰富的软硬件件研发经验才可以胜任。软件层主要包括操作系统和软件应用平台，操作系统主要是实现资源的访问和管理，完成任务调度，支持应用软件的运行及开发，软件应用平台则是为了提高开发速度与软件质量，一些应用提供商开发了一些可重用的应用平台，封装了一些常用的功能，同时提供API接口，可以在此基础上进行二次开发。这些岗位要求具有丰富的嵌入式操作系统开发经验和软件工程能力。功能层主要指的是应用软件层，位于嵌入式系统层次结构的最顶层，直接与最终用户交互。针对各种特定功能来编写应用程序，实现系统的功能应用。主要是进行大量的C、C++或JAVA语言编程，不需要更多涉及底层硬件，大都是基于操作系统之上的编程。这些岗位要求就有丰富的嵌入式应用软件开发能力。从嵌入式系统开发流程看，还可以对硬件层、中间层、软件层、功能层四个层次的研发工作进一步细化。

2.2技术研发岗位从业人员核心能力分析

对于从事嵌入式系统研发的技术人员而言，必须具有与岗位匹配的核心能力才可以胜任工作。文献[3]就嵌入式整个行业的从业人员在不同岗位应具备的知识和能力进行了描述。由于目前国内就嵌入式人才的评估和认证只有嵌入式工程师认证，因此本文将从硬件设计、软件设计、系统架构、软、硬件测试这五类技术研发岗位进行研究，来确定相应人员应具备的知识和能力要求。对于每一类岗位，将从岗位工作任务、岗位知识能力、主要技能和核心能力这四个方面就行研究，其中岗位工作任务是指该岗位应完成日常基本工作的事务范围，岗位知识能力是指该岗位应具备的基本知识要求，主要技能是指该岗位技术能力的要求范围，核心能力是指该岗位工作主要能力要求。分析结果如表1所示。

2.3技术研发岗位知识要求

表1就目前嵌入式技术人员的五种岗位要求从四个方面进行了分析，从分析的结果看，对于硬件设计及测试人员而言，应具有的知识点：①熟悉或者掌握模拟电子线路、数字电路，单片机等基本的硬件电子电路设计知识；②熟悉和掌握C语言或者C++语言及接口电路程序设计；嵌入式系统硬件的设计、嵌入式系统的程序设计③至少熟悉l到2种基本的EDA工具，如MODELSIM、Quartus? lI、Protel等；④熟悉各种常用工具和仪器仪表，熟悉电子元器件性能分析。软件设计软件测试人员而言，应具有的知识点：①熟悉Linux，WinCE，Vxworks等操作系统的各种软件开发环境；②熟悉GUI开发过程、熟悉网络编程、多任务编程等；③精通C语言、汇编语言；④熟悉嵌入式系统硬件的设计、嵌入式系统的程序设计。⑤熟悉嵌入式软件开发模式及方法，熟悉白盒测试、黑盒测试和回归测试，熟悉单测试、集成测试、系统测试过程及测试的误区的分析。系统架构人员应具有的知识点：①熟悉嵌入式软件工程；②熟悉面向对象和结构化软件开发方法；③精通常用软件开发语言；④熟悉软件架构模式和设计模式，熟悉常用软件建模技术。

3计算机专业嵌入式系统课程体系及实践平台的构建及分析

3.1计算机专业嵌入式系统课程体系及实践平台的构建

从嵌入式系统专业人才岗位及核心能力分析来看，对于计算机专业，在构架课程体系时，应该结合计算机专业特点及嵌入式技术研发岗位和应具备的知识能力出发，可从理论与实践两个方面，去制定切实可行的专业课程体系。本文将从理论课程体系和实践课程体系两个方面阐述课程体系和实践平台的构建。其平台结构如图2所示。

在图2中，计算机专业基础和核心课程体系可依据计算机专业相关培养课程体系及目标确定，本文不再赘述。对于嵌入式系统理论课程体系可分别从硬件课程、语言课程、专业课程三个方面进行构建，其中硬件课程可包含有电路与模拟电子技术、数字逻辑电路、计算机组成与体系结构、微机原理与接口、ARM体系结构与编程、电子线路设计、计算机控制系统、单片机原理与应用、DSP技术及应用、FPGA设计基础等课程；语言课程可包含有C语言程序设计、VC＋＋程序设计、离散数学、数据结构、VB程序设计、C#程序设计、J2EE中间件技术、C语言深入编程、C++/VC++深入编程等课程；专业课程可包含有嵌入式操作系统、Linux设备管理与应用、ARM体系结构与编程、嵌入式系统设计、WinCe系统设计与应用开发、面向操作系统的程序设计、多核程序设计等。对于嵌入式系统实践课程体系可从专业实践与认证培训两个方面进行构建，其中专业实践可从课内实践、课程实训、项目团队、专业竞赛、企业实习、毕业实习等方面进行构建。在专业实践中，课内实践和课程实训是对嵌入式专门知识的巩固与提高，综合实践是阶段性综合能力培养的需求，项目实训与毕业设计是综合分析设计能力的保障。而对于培训认证，可参与ARM公司全球认证、中国软件行业协会嵌入式认证、中国电子学会认证、信息产业部认证等机构和部门的培训认证活动。

3.2嵌入式系统课程体系分析

从嵌入式系统课程体系的内容来看，具有三个方面的特点。首先是体系完整，专业特色突出，整个课程体系体现四个方面的能力培养：①编程能力培养，体现在C语言程序设计、C语言深入编程、C++/VC++深入编程及面向操作系统的程序设计等课程。②实践能力培养，体现在嵌入式系统设计与应用开发实践、Linux和WinCE操作系统与应用开发实践、嵌入式系统设计与应用综合实训及毕业实习和毕业设计等方面。③应用能力培养，体现在嵌入式系统设计与应用、嵌入式图形界面开发及嵌入式测试技术等方面。④创新能力培养，主要体现在创新团体、嵌入式竞赛、企业实习及一些嵌入式协会等。其次，整个课程体系具有侧重应用，循序渐进，层层递进的特点。从软硬件编程到专业技能培养，再到项目实训和毕业设计是递进式的。软硬件编程是整个能力培养的基础，专业技能是提高，项目实训和毕业设计是综合应用能力培养。最后，整个课程体系涵盖了微软、信产部认证课程。微软认证为微软WinCE嵌入式系统工程师认证，其课程主要包括WinCE系统设计与应用和嵌入式系统设计。信产部认证为嵌入式系统设计师认证，其主要课程包括嵌入式系统设计、嵌入式测试技术和ARM体系结构与编程。

4计算机专业嵌入式系统实验教学平台的构建

根据嵌入式系统实践课程体系构建的设想，对于教学实践，要根据计算机专业和嵌入式系统开发的技术要求和岗位职责，可进行合理规划。既要让学生掌握坚实的基础知识，又要让学生跟得上主流技术潮流。由于嵌入式系统在构成上可由硬件和软件构成，因此在进行实验教学时，可从硬件和软件两个方面进行构建。根据目前嵌入式系统开发的主流技术来看，在硬件选型上要以X86CPU、单片机和ARM处理器为主，在操作系统的选择上要以WinCE、Linux、μC/OS-II和Vxworks等操作系统为主，可从驱动程序设计、嵌入式系统界面、应用程序等方面进行实验。本文提出了一种可行的实验架构，如图3所示。

图3嵌入式系统课内实验体系

图3从三个层面对实验教学进行了规划，最底层为硬件层，可选择不同的处理器及各种电路及存储设备进行实验，如X86CPU、ARM处理器、单片机、数模转化电路、I/O接口、通用接口、ROM、RAM等。中间为操作系统层，可选择主流嵌入式操作系统进行实验，如WinCE、Linux、μC/OS-II、Vxworks等。最上层为应用层，可从嵌入式驱动层序开发、嵌入式图形用户界面以及应用程序的设计等方面进行实验，其中在程序设计语言的选择上可重点考虑汇编语言、C/C++语言、JAVA为主要训练语言。

5总结

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2建立嵌入式系统教学体系以夯实基础，突出重点，提高学生动手实践能力、综合应用能力和创新能力为目标，充分考虑通信类专业嵌入式系统课程特点和学生实际情况，建立了高效整合的实践体系。首先，我们基于嵌入式中对硬件电学知识和电路知识的掌握，分别开设60课时的“电工技术”和60课时的“电子技术基础”；其次，基于嵌入式中对软件设计知识的掌握，分别开设90课时“C语言程序设计”和90课时的“单片机项目开发与实践”；最后，通过128课时的“嵌入式项目设计与实践”完成整个教学体系。由于课时有限，在安排课程时宁缺勿滥，既然学了就要学透，学扎实，避免后续课程出现“烫剩饭”现象。为了做到讲、练、讨论相结合，所学的知识能及时实践，做到技能不过夜，少遗忘，因此采用4节课连上的形式，在综合实验室边讲、边练、边讨论完成教学。学生实践时间大于50％。在打好基础的同时，重点培养学生初步分析能力、综合应用能力和解决问题能力。对嵌入式感兴趣并且学有余力的学生可以参加由专业教师组织的嵌入式社团，利用业余时间帮助教师完成某些项目开发和调试工作。有兴趣的学生也可以参加电子设计大赛和嵌入式设计大赛，提高学生独立分析问题、解决问题的能力和实践创新精神。

3建立和完善实验、实训环境实验、实训环境关系到教学是否正常完成。嵌入式系统涉及的实验设备种类较多，耗资较大，损坏率比较高，但利用率却较低。为了解决学校与学生两难问题，满足多层次实践教学的要求，我们一方面向学校申请经费，一方面鼓励教师申报科研课题，调动教师的积极性，自主研发实验设备。截至2009年中旬，我院教师已申请到江苏省产业化项目一项、江苏省教改项目一项、教育部教职委教改项目一项、院级教改项目一项、院级创新基金一项，到帐经费约5万元。学院已为嵌入式教学体系实验课程配备了实验设备，其中“单片机项目开发与实践”课程采用自主设计的实验板。一般人认为，学好单片机不是教出来的，而是“玩出”来的。为了便于学生购买，应花大力气降低实验板成本。最终，整套成本才25元，学院补贴60％，学生只要付10元就可以购买属于自己的单片机实验板。实验脱离了实验室的束缚，只要有电脑，随时随地都可以做。“嵌入式项目设计与实践”课程采用与中国电子学会嵌入式分委会、北京博创公司联合建设的形式，既有Intel公司的PXA270实验箱、三星S3C－2410实验箱，又有便于学生学习购买的三星S3C－2410开发板，从而满足不同层次的学生对实验、实训的要求。在节省了大量的实验室建设和维护资金的同时，锻炼、提高了教师的教学、科研水平，更重要的是保证了教学实践优质、顺利完成。

4建立嵌入式系统课程体系由于嵌入式系统内容比较多、比较综合，我们抓住学生职业需求，以学生以后的工作过程为基础，通过任务驱动和项目教学2部分完成，教会学生嵌入式应用程序设计与调试的方法，以及提高学生解决实际问题的能力。第一部分，通过任务驱动完成Linux程序设计基础教学，如表1所示。通过任务驱动，使学生对Linux程序设计有一个感性的认识，对设计流程和方法有一个灵活的掌握，为下一阶段学习打下一个良好的基础。第二部分，教师通过职业行为领域引导一些典型的嵌入式系统通信项目在课程中进行分解，把项目的内容分成若干个任务，按照项目开发流程，逐步由易变难，同时将学生分组，锻炼学生团队组织能力和相互协作能力。在教学过程中以学生为主体，淡化讲授和实验的界限，采用一体化教学，以项目为载体，打乱知识结构，使其内容根据一个个通信项目重新组合在一起。通过做项目将常用的命令和知识点融合其中，突出能力目标。一些使用率低的命令和知识点由于课时有限，学生的精力也有限，就舍弃不讲，鼓励学有余力的学生自学，尽量做到“丢芝麻，捡西瓜”。通过对工作过程分析，抽象出3个典型工作项目，涉及有线、无线通信多个领域，如表2所示。学生通过自己的操作很快能看到正确结果，成就感很强，兴趣很高，同时通过分组考核，激发学生全队合作意识和创造性。学生根据课程的进度逐步完成项目中的各个模块实验，在课程中不断学习新的知识点，并应用所学知识完成项目。

5实践教学方法改革

5．1学生主体，多种教学方式相结合嵌入式系统内容比较多，仅通过一两种教学方式达不到教学目的，所以，我们采用授课、案例分析、演示、实验、查阅资料并总结，以及项目驱动等多种教学形式相结合的方式进行，让学生能够及时汲取和充分掌握所学知识［7］。初期，我们通过教师在多媒体上做、学生在计算机上模仿的讲练结合的教学方式为主。这种方法很重要。随着课程的发展，教师讲得越来越少，随之，鼓励学生通过多种手段（如走访、上网、去图书馆、实验等）收集大量信息［8］，并利用自学等多种学习方式开展学习。最后，根据能力挑选出小老师，辅导其他学生上机［9］，并由他们组织学生团队。一些项目基本由学生团队自主完成。在学习过程中鼓励学生和其他相关专业学生交流，有利于学生对其他知识的摄取和掌握。在学习过程中，教师和学生之间没有任何界限，教师是学生团队的合作伙伴，是解决实际问题的朋友。教师通过解决问题的方法启发学生，影响学生，培养学生良好的解决问题的能力，而不单纯是传授专业知识和技能，使受教育者通过职业教育具备一种能力，不仅能“有饭碗”，而且会有一个“好饭碗”。

篇（6）

1 引言

伴随科学技术和生活水平的不断发展，汽车逐步融入大众的生活，大型化生活小区地下停车场如雨后春笋不断建设，需要自动化水平高，便捷的停车场智能化监管体系来提升停车场的监管水准。智能化停车场监管体系综合先进的技术策略以及高效的机电装备，采用计算机监管车辆的出行，达到智能化收费，保存信息的目标。本文结合嵌入式和PLC完成DP网络低下停车体系的搭建，具有很强的现实意义。

2 嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统整体设计思路

2.1 嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统组成

整个嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统包含多个车库部分，核心控制模块选取S7-200 2DP服务端。DP总线主要实现和从站模块间的信息通讯，整个体系包含18个从站，各个从站均存在一台S7-200PLC与触摸屏构成，各个PLC的功能是控制车库。

2.2 嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统信号测试

采用红外监测模块分析停车场内部的车位状况，采用声音完成音频信息监测，并将获取的数据传送到可编程装置中，实现整个车库的照明测控，并且将测试得到的数据传送给触摸频与监测模块。

2.3 嵌入式多PLC下的DP网络停车场连线模型

主控服务装置通过315-2DP主站控制18个从站，各个从站部分分别链接触摸屏，主控服务装置和主站的衔接总线先去PROFIBUS-DP总线，而各个分部分之间则采用PPI总线相连接。

2.4 嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统工作思路设计

当各个车库在车辆进出时均用数码管进行编码的显示，当车库内无人时车库中的照明电路则闭合用以节约电能，若有人接近车库则采用声音数据测试电路将获取的数据传送会PLC总部。而各个车库的停车位均设定一个红外监测模块，并将获取的数据传送会PLC核心中，采用触摸屏展示车位的利用状况。

2.5 本文总结

本文主要给出嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统整体设计思路，首先研究了停车场系统组成，DP网络停车场系统信号测试，嵌入式多PLC下的DP网络停车场连线模型以及嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统工作思路设计。

3 嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统具体设计

3.1 智能停车场系统DP网络状态

整个停车场系统采用在编码界面中搭建S7-200主站的模式，把全部从站PLC挂接在DP总线之上，并在S7-300的体系中不需要针对通讯实现组态和编码处理，仅需要将通信信息保存在存储空间中，将S7-200的EM277和硬件的I/O地址相互对应。

3.2 智能停车场系统的主站通讯机制

在DP网络中实现主站部分设定，将主站和从站的通讯地址设置为1#某车库，若给入数据为1100，则给出结果是Q100。而相应的2#，3#，...，18#车库的给入数据分别对应1102，1103，...，1118，并分别给出输出结果为Q102，Q103，...，Q118。

3.3 智能停车场系统的从站通讯机制

在DP网络中实现从站的设定，将1车库的PLC硬件地址设定为3，网络通讯单元的地址设定为V1200。此外，其他车库的硬件地址分别设定为5和6，通讯单元的地址均设置为V1200。

3.4 智能停车场系统PLC程序流程设计

整体程序流程为首先按动启动按键，使得车库完成初始化，显示车库编码，并完成和主机之间的通讯，若要进车则车辆数目自加1，若要出车则车辆数目自减1，车辆数目等于50时，则禁止停车。若有声音则打开车库灯两秒。并显示车辆数目。

3.5 智能停车场系统组态设计

整个嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统的组态包含I/O装备链接，数据字典构建，窗口界面编辑，动画连接，使用者权限设置，组态方案，按钮，菜单，脚本代码。并完成整体界面设计。

3.6 本章总结

本章主要给出嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统具体设计，包含智能停车场系统DP网络状态，主站通讯机制，从站通讯机制，PLC程序流程设计以及系统组态设计。

4 本文总结

针对不断建成正在应用的停车收费系统而言，本文设计的嵌入式多PLC下的DP网络停车场监控模型在保障稳定性和实用性的基准上，依据使用者需求完成设计，系统易于操作，自动化水平高。

本文首先给出嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统整体设计思路，研究了停车场系统组成，DP网络停车场系统信号测试，嵌入式多PLC下的DP网络停车场连线模型以及嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统工作思路设计。进而给出嵌入式多PLC下的DP网络停车场系统具体设计，包含智能停车场系统DP网络状态，主站通讯机制，从站通讯机制，PLC程序流程设计以及系统组态设计。

参考文献

[1]陈洪河.PROFIBUS-DP网络在德州电厂一期干除灰控制系统的应用[J].中国仪器仪表，2011，32（07）：154-157.

[2]李红萍，张德泉，贾秀明.基于虚拟技术的CS3000实训室的构建[J].工业仪表与自动化装置，2011，41（05）：71-73.

[3]李t萍，贾秀明，张德泉.基于虚拟技术的组态王控制技术实训室的构建[J].工业控制计算机，2011，24（03）：106-107.

[4]史建平.S7-300PLC构成PROFIBUS-DP网络的原理及应用[J].网络技术，2002，60（03）：22-24.

篇（7）

1.引言

目前，国内开设有关嵌入式系统课程的独立学院极少，培养出的基于Linux平台上的嵌入式软件开发人员更是凤毛麟角。所以，注重应用能力培养的独立院校，特别是有计算机、电子技术等相关专业的工科独立院校，应该尽早引入嵌入式系统的教育，结合自己专业特点，大力开展嵌入式系统的教学工作。

2.嵌入式系统简介

嵌入式系统一般指非PC系统，而是指小型、专用的计算机系统。它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起，应用程序控制着系统的运作和行为；操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。

3.国内嵌入式系统教学的现状

国内教育界将嵌入式系统的教学大致分为三类：软件学院专业嵌入式教学；计算机专业嵌入式教学；电子、自动化等相关专业嵌入式教学，对于嵌入式系统的教学研讨从嵌入式课程体系的设置、嵌入式理论教学的开展、嵌入式实验教学的开展、嵌入式综合设计与学生工程实训等几方面展开。

4.嵌入式系统教学模式的探讨

综观国内外，长期以来都没有专门针对嵌入式系统专业的学科设置，从事该领域的研发人员都来自不同专业背景，例如自控、电子工程、通信工程、计算机应用等专业。由于知识结构不能完全满足嵌入式系统工程的要求，需要经过较长的再培训才能胜任嵌入式系统工程师的工作。嵌入式系统教育给传统计算机、电子信息工程教育带来了巨大的冲击和挑战，也带来了历史的发展机遇。嵌入式系统工程（ESE）是一个全新的专业，需要企业和社会的认知过程，课程体系需要经历设计、发展、完善的过程。

通过与国内其他高校的专家的探讨与学习，结合西部高校普遍存在的资金非常缺乏，实验条件的局限，以及电子信息工程专业学生的特点，我们积累和总结出关于嵌入式系统教育教学模式的一些想法，列举如下：

4.1 建立一套适合学校特点的课程体系

嵌入式课程是近几年来建立的一门新课程，有它自身的特点、规律。嵌入式的课牵扯面很广，包括研究生的课程、本科生的课程、技能课程的培训等。由于该课程与实际结合得非常紧密，容易教成短期培训，而作为一门课程要有自己的规律，不要把这个课程做成嵌入式系统教学的技能培训，要结合独立学院的自身培养目标特点制定出相应的教学计划以及实施方案。例如在我校，针对电子信息工程专业，目前师资力量等都不能满足直接建立一个嵌入式系统的专业，设想把嵌入式系统设定为电子信息工程专业本科主修方向，在低年级时开设相关的专业选修课，让有意于此方向的学生打好基础，在本科高年级进一步学习。作为电子信息工程专业，在教学中一定不能光注重应用，也要将清楚计算机本身的规律在什么地方，为什么发展嵌入式，有什么原理进行探讨，从而建立一套适合我们特点的课程体系。

4.2 课程应该分层次

嵌入式系统教学的层面应不同，有研究生、本科生高年级、重点大学、普通大学、独立学院等的分别，在授课时有所区别。在本学院推行这门课，考虑到针对的是电子信息工程专业，和其他学院的侧重点是不同的，但作为电子信息专业中的一个主修方向，在教学中应该突出原理与应用的紧密结合且能体现出理论和实践并重的特点，在教材的选定上应该包括有关嵌入式处理器、操作系统（linux或ubantu）、开发平台和应用，重点学习原理及相关应用。

4.3 主动去获得更多的支持

由于学校在技术、经验、资金等方面有很多的困难，所以应该主动寻求以获得更多的帮助，例如主动跟国内外相关公司索取资料、设备，要求一些技术支持等，积极组织教师参加全国范围的各种嵌入式系统教学研讨会、及到各知名企业进修，让教师深入了解技术发展。

4.4 可利用仿真软件、书籍内容辅助实验教学

如果让理论知识能让学生达到所见即所得是本课程教学的重点和难点，由于资金的缺乏，现成的实验板很昂贵，应采用仿真和实验相结合的方法，一部分学生在SkyEye、microwindows仿真环境下做实验，一部分学生在实验板上面做实验，在实验之后再一起互相讨论。

4.5 利用互联网进行教学交流

由于教师对嵌入式系统课程不熟悉，在教学中要自己一边学习一边讲课，应该充分利用极其丰富的网络资源，例如教学课件及背景资料都可以从网站上下载，教师和学生均可通过论坛交流。

4.6 全国高校大学生电子竞赛及行业相关竞赛

通过组织学生参加全国高校大学生电子竞赛来深入了解和学习嵌入式系统。虽现在的电子竞赛还没有直接用到嵌入式系统，但是我们必须现在开始在思想上有所改变，主要是使学生多搞创新想法，而不仅仅是产品创新。

5.结语

嵌入式系统工程是一个全新的专业，目前的关键是怎样与现有专业学科融合，以及怎样进行现有课程体系的改革和调整。我国在嵌入式系统教育方面起步较早的是北京大学软件与微电子学院的嵌入式系统系，他们已经形成了较为完善的课程体系、专业水平较高的师资队伍和与国际技术接轨的嵌入式系统工程实践环境，目前，嵌入式系统系在我院本科生达到480人。独立学院由于很多因素的制约在教育上也比较落后，但已经积极行动起来，投身到嵌入式系统教育中去，为我国嵌入式系统的发展输送更多的优秀人才。

参考文献

[1]马忠梅.嵌入式系统教学模式探讨[J].单片机与嵌入式系统应用，2008（11）：5-37.

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一、引言

当前，嵌入式系统是最热门并且最有发展前途的it应用领域之一，而arm技术则广泛应用于便携式通信产品、手持运算、多媒体和嵌入式解决方案等领域。可以说，arm技术无处不在。因而国内诸多嵌入式相关专业均开设arm类相关课程。

然而高职院校生源特点决定了arm类课程的学习与教学难度较大，高职院校直接面向企业的需求订单式人才培养方案，需要嵌入式学生除具备扎实的嵌入式理论知识外，还应具有很强的动手能力和实际项目的开发设计能力，因而高职arm类课程必须注重实践环节和动手技能的培养，改革教学方法，合理设置课程，建全教学实训设备，培养学生达到嵌入式系统应用入门的教学目的。

本文以《arm结构与程序开发入门》为例，讲授高职arm结构课程的教学方法改革思路。

二、教学现状

缺乏好的教材。arm嵌入式技术是一门新兴技术，在大部分教材中的理论知识偏多、难懂，大多按照芯片手册描述的流程来编写，知识点相对比较孤立。因此对于基础比较差的高职学生来说，往往开始学习时候热情大，但后来越学越不懂，导致最后学生不爱听，教师教学也难以开展。本着“理论够用，注重实际动手能力”的前提下，需要深将深奥的理论知识简单化，提高学生的学习热情，就需要改革和调整教学内容，由浅入深，将原本孤立的知识点串联起来，辅以项目，增强嵌入式系统应用能力。

实践环节少。嵌入式系统类课程最重要的就是实践，通过实践，才能将所学知识巩固并灵活应用。但arm9结构的实验又不像单片机，可以做一个最小系统，或是利用仿真软件来搭建电路仿真测试，学生所完成的几个典型实验也只是验证性实验，他们在实验中大多只是按照指导书给出的实验步骤完成实验，不能灵活应用所学知识。这样的实践方式使学生在学习过程中仍然是理论与实际脱节，达不到理想教学效果。

知识点没有串联。该课程的教学内容以arm的体系结构展开的，讲解gpio模块、串口模块、定时器模块、lcd模块等，这些知识在教师讲解和学生在实验箱上实践后，都能基本被学生掌握。但是学生在学习后，也都把这些模块当做是孤立的模块，往往不能前后联系，不能灵活应用到具体的项目中。针对这点，需要将上述的模块串成一些项目，把理论融入项目实践中讲解，调动了学生的兴趣，增加学生的实践环节时间，同时辅以教学和练习两个项目，讲授一个项目，学生独立思考完成另一个项目，提高了他们的实践创新能力。

三、《arm结构与程序开发》课程教学设计

arm体系结构原理是一门实践性很强课程，在课程教学中体现“项目驱动”教学法，学生在做中学，学中做，在完成项目、任务的过程中中自主地去探求知识、获取知识、运用知识，合理设计和引进项目案件进行教学，调整教学知识点，培养学生独立探索、勇于开拓进取的自学能力，增强学生对所学知识的系统掌握和提高学生的综合应用能力，融教、学、做为一体，提高该课程的教学效果。

（1）教学案例与知识点设计。该课程设计了3个综合性的项目：闪烁灯、串口电子钟和电子相册，各项目案件相对独立融合独立功能模块，又可以串联成更大的项目案件。

（2）教学情境设计。教学情境设计能激发学生学习兴趣，引导学生动手分析问题，解决问题。本文仅举出引导性教学情境。如：闪烁灯的设计教学情境设计：现有一个温度报警系统，需要在温度达到某个范围时，通过灯光闪烁的方式警告用户温度已超出范围，现利用arm9实验箱上的已有led发光二极管，来实现这种效果。某工控设备采集处理一批数据，现在要将这些数据传送到上位pc机，如何实现呢？如果发送的数据有若干批次，那么需要记录每次发送数据的采集时间，又如何来实现记录其采集到的时间。大家通常会有很多的证书、奖状、作品等，摆放在客厅内，使得整个客厅很杂乱，将其担成相片，又不能随时看到，那么就可以将其做成一个电子相册，来实时播放这些珍贵的图片。

四、考查方案调整

传统的教学考查以理论考核为主，用试卷的方式检验学生的学习情况，已不适合注重动手能力培养的

职嵌入式arm教学，将单纯的理论考核扩展到理论考核、实操考核、作业单考核和素质考核，全面考核学生的综合能力。

五、总结

通过引进教学项目案例，合理调整教学内容，设置教学情境，激发学生的学习热情，增强理论学习的主动性，将复杂的理论知识简单化，提高了学生的动手解决问题能力，促进了学生进一步学生的欲望，从浅入深，由散到综，教学效果显著提高，当然在项目的设计上，如果更加贴近企业需求则更好，也是下一步的改革重点。

参考文献：

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【中图分类号】G642.423 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2014）20-0022-01

引言

嵌入式系统方向知识更新快、知识的市场周期缩短、技术门槛要求高，因此嵌入式系统设计方向总是需要大量的新生工程应用型人才。为了使学生能从学校平滑过渡到企业，满足市场对人才的渴求，高校不得不改变嵌入式系统方向人才培养的观念，以培养具有专业技术知识与技能、学习能力、实践创新能力、团队合作与沟通能力的创新人才为目标[1]。《单片机原理及应用》、《嵌入式可编程片上系统（SOPC）》、《嵌入式系统设计》、《EDA技术及应用》等作为嵌入式系统方向的核心课程都被引入到本科教学中，这些课程包涵了电子设计的核心技术，也是学生从事电子设计必备的技能，因此建立与实际应用紧密相关的嵌入式系统实验教学体系是至关重要的。

一、传统实验教学模式

传统的嵌入式系统教学体系一直是以“课堂为主实验为辅”，教学和考核过程中老师和学生都不够重视实验教学[2]。由于实验学时及实验场地、实验仪器的条件限制，为了能在规定的时间内完成教学任务，实验内容基本以验证实验为主，实验指导书上规定了实验任务及详细的实验操作步骤，所有的学生在规定的时间内，按照相同的实验方法、步骤以及由教师提供的源程序来完成实验。学生是操作工，将程序输人计算机，通过编译后下载到实验箱验证实验结果。这个实验过程中，学生不可能碰到实际的工程设计问题，也没有动力去了解实验箱的硬件电路原理。

二、基于创新应用能力培养的CDIO工程教育理念

CDIO工程教育理念是一种主张“做中学”的教育模式，适合于应用型人才培养目标，它是集Conceive（构思）一Design（设计）--Implement（实现）一0perate（运作）等实践过程于一体。这种教育模式以实践项目为主要载体，利用大学现有的各种学习资源以及丰富的条件，结合专业核心课程教学。CDIO是一种基于项目的学习过程，在整个CDIO过程中不断提升学生的学习能力、团队合作能力、专业技术知识、和工程系统能力。因此，结合项目化的理论教学研究基础，在嵌入式系统课程群的实验教学中融入CDIO工程教学理念，对加强创新应用人才培养具有重要意义[3]。

三、实施CDIO模式实验教学的资源和条件

CDIO理念不仅继承和发展了欧美20多年以来的工程教育大改革的理念，并且从培养计划、教学方法、师资、学生考核以及学习环境、实施过程和结果检验等方面提出了12条标准，要求具有可操作性。

1.开展任务驱动的项目化理论教学模式

实施CDIO模式实验教学的前提是开展任务驱动的项目化理论教学模式，这种教学模式的教学大纲以实践项目为载体，按照项目所需要的知识进行重组教学内容，课程理论知识体系虽然被打乱，但要保证理论知识能涵盖到每个教学项目中。由于嵌入式系统课程群中《单片机原理及应用》、《EDA技术及应用》、《嵌入式系统设计》这几门课程涉及电子技术的共性和特点，项目的选取要根据工程实践以及社会的实际需求体现不同技术和不同方法的特性。

2.利用仿真软件，建立虚拟实验系统

要实现应用型人才的培养目标，嵌入式系统课程群必须经过大量的实践，才能在实践中感悟理论的精髓，逐步提高学生的编程能力。各种仿真软件中有丰富的元器件仿真模型，不用焊接真实的硬件电路，既能弥补实验室元器件的不足，还能提高实验效率，在硬件系统制作之前，可以通过仿真电路初步验证硬件电路的可行性和软件程序的正确性，避免盲目制作，费时费力。

3.自制模块化的实验开发系统

课程群中使用的实验平台已经由可编程逻辑器件、单片机、嵌入式最小系统开发板和模块代替了实验箱[4]。庞大的实验箱上虽然器件齐全，看似使用方便，但不利于学生了解各部分的电路设计原理，并且随着主芯片的落后整个实验箱上的所有元器件将被淘汰，造成资源浪费。采用了模块化系统之后，课程群中各课程的实验系统除了最小系统板采用的处理器不同之外，其他的电路模块可以通用，极大地提高了实验资源的利用率。

四、分层次设立“三段式”项目的实验教学体系

1.基础实验项目

基础实验项目是课程教学大纲规定的实践教学任务，并使用最小系统板与简单外设结合进行实践训练，目的是让学生掌握基础理论。在实施过程中，充分发挥学生的能动性，不管任务大小，实验项目只提出任务要求或者实验目的，让学生自己选择元器件甚至设立实验项目，要求学生根据任务要求设计原理图，采用自己的编程思想，绘制程序流程图，根据现象分析总结是否达到实验目的。

2.团队合作实验项目

基础实验培养学生基本的工程能力，通过自学获取知识的能力，通过解决问题运用知识的能力。通过团队合作能挖掘共享知识的能力，通过创新发现知识的能力，通过交流沟通传播知识的能力。团队项目实施的组织方式一般以4～6名学生为一个项目小组；项目在课堂外执行，以小组为单位进行活动；项目在组内的任务分配、交流研讨，系统性总结等均可以作为团队合作管理评价内容；组间活动主要采用项目演示、建议评价等方式促进交流学习。

3.创新性训练的开放实验项目

开设一些面向实际应用的创新性项目，作为学生科研项目于让本专业优秀的学生在校内实践教学基地完成。实际应用项目的训练与研发能够培养与训练学生技术开发能力。为了提高同学的积极性，可以采取学分、奖金等激励机制。

五、总结

自从学校在2011年开始大力推广实施基于应用型人才培养的教学模式改革以来，嵌入式系统课程群都经过了基于项目化教学模式改革和学习团队建设，形成了基于工程教育模式下的新型授课体系，学生在全国大学生电子竞赛和全国大学生飞思卡尔智能车竞赛中都取得国家级奖项，突破学校竞赛历史记录，改革效果良好。

参考文献

[1]张婧.CDIO模式下工程教育实践教学体系与传统实践教学体系对比[J].中国科教创新导刊2012（5）：107

[2]崔永利，沈泓，李妍，李兰英.SOPC嵌入式系统实验教学探索与创新人才培养[J]实验室科学.2011（6）：16-20

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中图分类号:G642文献标识码:A

1引言

网络、通信、多媒体和信息家电时代的到来,无疑为32位嵌入式系统高端应用提供了空前巨大的发展空间;同时,也为力不从心的8位单片机向高端发展起到了接力作用。嵌入式技术及产品的快速成长成了全球IT产业发展的显著特征,嵌入式技术是二十一世纪最有活力和生命力的新技术之一。然而在中国,嵌入式软件复合型人才的缺乏,已成为嵌入式产业的可持续发展的瓶颈,作为对新技术研究和探索最活跃的群体之一――高等院校中独立软件学院,如何接受嵌入式技术带来的挑战,学习嵌入式、研究嵌式、使用嵌入式,已成为一个重要的研究课题,加强与完善高校嵌入式系统教学迫在眉睫。由于国内嵌入式系统教学起步较晚,目前还没有形成适应高校教学的一个统一的教学体系和教学规范。由此强调要以信息技术为手段,深化教学改革和人才培养模式改革,如何根据社会的实际需要,培养具有一定专业特色的和特定能力强的软件实用型、复合型人才是我们学院应首要解决的问题。因此必须深入探究嵌入式系统课程体系结构,寻求各专业嵌入式系统实践教学解决方案,积累教学实践经验,建立较规范的嵌入式系统教学体系,使嵌入式系统应用开发技术更好地融入到教学与科研活动中,以适应社会对嵌入式系统人才的需求,对于深化我国高校的教学改革具有重要的现实意义。

2嵌入式系统教学体系探究

嵌入式系统作为一个新兴的课程体系,目前在教学过程中相关先修课程与基础知识的准备教学内容(包括硬件平台与软件平台)的选择、实验教学与实践环节组织等问题依然处于争论和探索阶段。国内高校对于嵌入式系统的教学研讨从嵌入式课程体系的设置、嵌入式理论教学的开展、嵌入式实验教学的开展、嵌入式综合设计与学生工程实训等几方面展开。

2.1嵌入式系统教学分析

(1) 从应用角度来分析,具有世界最大嵌入式技术市场的中国,嵌入式系统教学中更多的强调以“应用”为中心。嵌入式系统应用程序的开发还必须具有一定的行业领域知识,教学中最好要在一个实际的应用项目开发环境中去实践,提高嵌入式软件开发方面的综合应用能力。

(2) 从学科专业角度来分析,嵌入式系统涉及多门交叉学科致使将嵌入式系统的教学大致分为三类:软件学院专业嵌入式教学;计算机专业嵌入式教学;微电子、电子信息工程、自动化等相关专业嵌入式教学。在嵌入式系统教学中应重视不同专业嵌入式课程体系建设、课程目标和内容等方面展开。

(3) 从技术角度来分析,嵌入式系统是软件和硬件有机的结合体。要考虑什么样的硬件设计更容易编写驱动程序,软件处理效率等因素就必须要学习操作系统和驱动程序开发相关的知识,同时需要考虑如何取舍软硬件设计。由此嵌入式系统教学中应注重培养同时具备软件和硬件两方面及综合性知识分析能力。

2.2嵌入式系统方向理论课程体系

本科阶段的按专业方向课程规划既要重视基础理论的学习,又要注重实践性,既要突出专业自身特点,又要把握嵌入式系统在多学科知识领域中相互渗透的规律。不同专业嵌入式系统方向课程体系如图1所示。信息工程专业涉及的专业基础课包括数字电路、微机原理与接口技术、单片机原理与接口技术、计算机组成原理、可编程逻辑器件、EDA设计等课程。而软件工程专业涉及的专业基础课则为C/C++语言、数据结构、计算机网络编成、编译原理、软件工程、操作系统等。嵌入式系统课程体系包含两个专业的相关内容。数字电路的知识是从事嵌入式系统的必备,关键要增强逻辑思维能力。C语言作为一种“高级的低级”语言、易移植、易维护、可读性强、具有强大的内存操作能力,成为嵌入式系统开发的最佳选择。数据结构与算法在嵌入式系统教学中要作为重点,可适当增加实验课时,无论学生以后从事嵌入式系统的软件还是硬件开发,这门课的思想将贯穿其中,这两门课程教师应当要求学生加强上机实验的操作,鼓励相互交流,体会编程的思想。

嵌入式处理器体系结构:在嵌入式领域中广泛应用的是ARM(Advanced RISC Machines)系列微处理器。ARM公司引发了嵌入式领域的一场革命,在低功耗、低成本的嵌入式应用领域确立了市场领导地位,是目前32位市场中使用最广泛的微处理器,学习以ARM为架构的嵌入式技术具有非常广阔的前景。对于嵌入式操作系统:目前比较适合用于本院教学主要有VxWorks、Windows CE、Linux(uClinux)和μC/OS-Ⅱ等。基于Linux内核稳定可靠、源码免费开放等优势成了教学和学习嵌入式操作系统的首选。嵌入式的软件开发从智能手机开发(SYMBIAN)、J2ME程序设计、数字媒体终端等实践编程。嵌入式软件开发语言主要有汇编语言、C/C++语言、Java语言等。

2.3嵌入式系统方向实验课程体系

嵌入式系统是实践性很强的课程体系,学好嵌入式系统课程不仅有助于学生了解系统设计的基本方法,而且能提高学生对于相关学科的理解和实际应用能力。在嵌入式系统教学中,实验是最重要的环节之一,是学生掌握嵌入式系统设计技术的关键。为满足不同专业学生的学习要求,我校现有嵌入式系统实验设备40套(XScale PXA270处理器)及相关配套实验仪器及测试仪器,实验教学内容涉及微处理器系统设计、嵌入式实时操作系统开发、嵌入式中间件平台开发、嵌入式系统应用开发等内容。为达到教学目标,将实验教学体系分为基础类实验、系统设计类实验和创新类实验。基础类实验:采用理论授课与动手实验相结合的方式,让学生了解开发环境和开发流程,掌握实验开发工具的使用方法,熟悉软件编程环境,根据实验指导书的内容进行实验的调试,读懂实验源程序和程序的运行过程,使学生能够进行修改、组合和补充式的应用编程。包括ARM集成开发环境ADS1.2的使用与仿真调试方法、ARM中的汇编程序与C语言调用的混合编成等15个实验。系统设计类实验:主要采取精讲精练的方式进行,使学生能够掌握嵌入式系统设计的基本方法。教师指定几个设计课题,并提供任务书,任务书内容包括实验题目、实验所涉及的主要内容、要实现的功能说明及实验中应注意的问题。学生自行设计实验方案,编写实验程序,选择硬件接口并调试,独立进行课题设计,并写出设计实验报告,教师在设计过程中仅起指导作用。包括嵌入式Linux内核分析、裁减、移植和烧写在内的10个实验。创新类实验:为了培养学生的科研能力、创新思维能力和工程实践能力,研究课题和内容由他们自己提出,或是来自教师的科研课题,或是与企业相结合的科研项目,学生自己讨论确定研究方法和研究手段,利用现有的实验设备和条件进行课题研究,教师在一定阶段给予必要的指导。

3嵌入式系统教学实践

(1) 注重理论知识和实践训练相结合教学,着力培养学生创新能力。

结合实例讲解理论,使理论来源于实践,又进一步指导实践。在课堂教学中,要求教师注重体现工科特色,突出本课程在嵌入式软件开发中的基础性作用。由于嵌入式系统是一个实践性很强的课程体系,学生的动手能力的培养是嵌入式系统教学中的一个非常重要的环节。在教学方式上,注重采用理论与案例相结合的课堂教学、系统的多级课程实践、工程实习以及前沿技术讲座等多种形式的教学与实训,使学生在掌握扎实的嵌入式软件基础理论、开发技术和工具的基础上,进行嵌入式软件的设计和开发。实现对嵌入式系统的感性认识和理性认识相统一。在实践教学手段上,除了继续加强毕业设计(论文)、毕业实习、课程设计和理论课内实践教学外,还提出了“实验选修课”的新模式,要求各专业大学生必须修满一定的实验选修课学分。实验选修课面向全校各专业开放,课程强调以实践为主,进行综合性、设计性的训练。而该课程的教授中占据着核心地位的是创新能力的培养:采取学校与企业合作,企业中有工程经验丰富的一线工程人员和高水平的技术团队,构建这样一个高水平的学生工程实践环境,为学生提供实际项目开发机会,完善自身职业素质和工程能力;通过大学生嵌入式设计竞赛可以针对具体问题使学生在实践中提高发现问题,解决问题的能力。

(2) 配套立体化教材,共享嵌入式系统教学资源。

如果仅仅是购买了一个开发套件而没有相应的配套技术资料,可想而知学习的效果肯定是很差的,因为只有配套的资料才能体现出设计者的原创思想,更为重要的是在学习过程中遇到了困难,配套的技术资料可以帮助老师和学生加深理解、解决问题。各硬件厂商提供的产品芯片说明和开发参考以及嵌入式操作系统的源代码和相应软件环境使用说明是最好的教材。但资料多为英文,学生使用起来比较吃力,所以此时教材的选择非常重要,课程开始给学生推荐经典的教材,在此基础上引导学生尽快过渡到英文资料的阅读和使用上。多媒体教学比传统教学的模式具有更大的优势,多媒体教学把枯燥的计算机内容转化为生动的图像、交互和视听媒体,把教学内容直观化,有利于学生更好地接受知识。同时,加强教师的培训,提高教师应用网上资源进行教学、整合网上资源的技能。

(3) 总结教学方法,提高实际教学效益。

运用“学教并重”进行课程教学设计、采取了互动式教学、采用启发式、范例式课堂教学、现代与传统教学手段相结合,直观、生动的等多种教学方法,激发学生主动学习热情,让他们成为教学中的主体,并培养其收集相关领域信息、拓宽知识面的能力。将教学的重点放在培养学生发现、分析问题、解决问题能力上。从而达到能理解嵌入式软件设计文档;独立负责嵌入式软件组件编码和调试;执行软件组件的单元测试;符合嵌入式软件开发企业的入职要求等教学效益。

4结语

嵌入式系统在国内真正得到发展还是近几年的事情,还没有形成统一的教学体系和规范,加之社会对高素质嵌入式系统人才的需求日益增加,各个高校迫切要求建立嵌入式系统课程体系、实验体系、教材体系和教师培养体系,本文所探究的针对软件本科专业的嵌入式系统理论课程体系和实验课程体系,积累嵌入式系统的教学实践,融合了社会企业的需求和软件专业的特点,符合实际应用。当然,独立软件学院的嵌入式方向的教学还任重道远,需要从事嵌入式系统教学的教师在实践中不断地进行研究、不断地积累经验,不断地创新,才能培养出社会所需要的高素质嵌入式技术人才。

参考文献:

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[2] 毛德操,胡希明. 嵌入式系统―采用公开源代码和StrongARM/XScale处理器[M]. 杭州:浙江大学出版社,2003.

[3] 李耀波,杜丽敬,徐洋. 高校嵌入式系统课程群规划的探讨[J]. 信息科技,2007,10(19):9,25.

[4] 管秋梅.“嵌入式系统”课程教学的研究[J]. 电气电子教学学报,2007(12):108-109,112.

[5] 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,2006(04):85-87.

The Teaching Research and Practice of Embedded System for the Software Speciality

HE Jian-feng, JIANG Lin, LIU Lin

篇（11）

中图分类号：TP751.1 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）02-0223-03

Abstract： Higher education reform focused on "heavy practice， integrated heavy， heavy and innovation"，this paper introduced how to design a mobile robot teaching platform which was based on LPC1768 system. some experiments will design for student in order to improve students' practical ability. and could make student connect knowledge， practical application of knowledge and improve qualities together .

Key words： Embedded systems； mobile robot； practice； teaching platform；

机器人技术是一个国家科学技术水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，而嵌入式系统则是机器人控制的核心部分[2]。针对笔者所在的院校向应用化改革的目标要求，设计了一门针对探索建立新型概念课的方法和方式，把知识的学习、素质的培养和实际应用联系起来。树立以学生为本，知识传授与能力培养并举，素质提高与协调发展并重的实验教学观念；以实验技能训练为核心，重应用，强调规范和精确[3-4]。本课程是将电子专业课程《C语言程序设计》，《嵌入式系统》，《传感器技术》， 《移动机器人技术》结合起来，将电子专业学生掌握的专业技能项目进行重新整合，建构一门新型实习实训课程。本课程着重于学生的应用能力的培养。

1 课程设计架构

本课程的设计根据学生的差异性分成两部分。

本课程的基础部分的整体框架是以传感器信号作为输入，以LPC1768作为CPU处理器[5]，以串口或者LCD1602作为输出显示。从而构成一个简单的系统。综合部分学生可以结合自动控制的内容，实现诸如温控系统、超声探障报警系统等内容的设计。总体框架如图1所示。

图1中最左边是传感器，示意图中列出了超声传感器，红外传感器，温度传感器。当然可以设计其余的传感器传入。中间是处理信息的中心也即是嵌入式系统，设计中采用的是cortex-M3芯片，右边是数据获取显示部分，可以采取串口通过USB转串口线在上位机超级终端上显示，也可以通过无线传输模块将数据传输到上位机上，通过超级终端上显示。还可以通过I2C挂接LCD1602，在LCD1602上显示数据信息。

本课程的扩展部分是自主控制移动机器人的设计。使用嵌入式系统LPC1768作为主CPU，实现移动机器人的运动控制以及传感器数据的获取，移动机器人周围会搭载一系列传感器，如超声传感器，红外传感器，陀螺仪，电子罗盘，里程计等等。通过CPU控制电机实现控制移动机器人运动，通过超声传感器和红外传感器结合实现移动机器人周围障碍物的探测，而后CPU会处理传感器数据，通过处理的信息会进一步控制移动机器人的运动，通过陀螺仪，电子罗盘，里程计等传感器信息去获取移动机器人的位置信息。因为涉及到移动机器人运动控制部分的内容，所以会将学生分成几个小组，也会将任务分成各个部分。让学生以综合作业的形式提交。

图2所示则为扩展部分移动机器人设计框架，左边是获取周围环境的传感器信息，右边是显示部分，可以通过串口或者是无线模块nrf24l01将数据传输到PC上。传感器的数据获取以及处理则在LPC1768上实现。由图2可以看出，此设计仅仅使用了创意之星的底层框架，会使用LPC1768控制舵机运行。传感器数据获取处理，以及移动机器人的控制也是由LPC1768实现的。由于考虑到CPU的处理能力，后续会继续在此基础上使用多CPU进行改进。

2 课程体系设计

本课程将分成理论课程，实验课程以及综合设计三块内容。

第一部分是嵌入式基础知识的学习。主要包括嵌入式系统的软硬件介绍，开发环境介绍，会就嵌入式C与普通C语言的区别以及一些嵌入式C中常用的关键字如volatile进行介绍。而后会对一些与传感器连接需要使用的外设接口进行介绍，包括四个小部分，分别是通用GPIO的介绍，定时计数器的介绍，无线通讯模块的介绍以及I2C接口的介绍。

第二部分是传感器相关模块的介绍。首先介绍什么是传感器，而后分别介绍各个传感器，包括红外传感器，温度传感器，超声传感器，电子罗盘，陀螺仪等。

第三部分会留出一段时间让学生以项目的形式自己设计一个系统。会给定一些可选题目，学生也可以选择自己感兴趣的传感器去进行研究，形成一个完整的系统，需要学生提交项目计划书，产品使用说明书以及软件测试代码，测试报告等内容。

与理论课程相对应的会有实验课程结合，针对嵌入式系统的基本知识会有5个实验相对应，分别是嵌入式开发环境如何使用，主要是介绍keil软件的使用，如何创建工程，如何调试代码等。而后是对于通用GPIO接口的使用，之后是定时计数器的使用，主要是实现利用定时器精确进行计时。最后是I2C总线的介绍和使用。

针对传感器知识也设计了相关的实验，首先针对红外传感器会让学生学习如何设计了一个简单的遥控器，针对温度传感器DS18B20，要求学生能够设计一个温度报警系统，能够获取当前温度信息，当温度信息超过一定限值的时候，通过蜂鸣器进行报警。针对超声传感器，主要可以用于获取15cm-4m范围内的环境信息，希望学生能够实现每次按键中断能够获取一个障碍物距离信息。且能够通过I2C接口将数据显示在LCD1602的屏幕上。接下来九轴传感器的数据信息获取是基于I2C接口的，所以需要学生在了解I2C接口的基础上能够获取九轴传感器上电子罗盘，陀螺仪，加速度计的数据信息，且能够进行相应的处理。

针对自选项目会分层次给出题目。一般性题目诸如温度报警控制系统，有毒气体探测报警系统，超声障碍探测系统等。针对自主控制移动机器人部分，会给出诸如多红外传感器感测移动机器人四周障碍系统设计，该设计会作为独立模块要求学生使用单片机实现），超声红外探测障碍系统：与第一部分的区别是会要求学生使用舵机控制超声传感器动态探测前方障碍等。

3 课程的教学方式

本课程属于全新课程建设，包含理论教学、实验教学以及项目驱动教学。

（1）对于嵌入式系统的教学采用理论知识，软件代码以及实验结合教学的方法。

由于嵌入式系统是一门综合性很强的课程。从工程的角度分析，它是涉及了机械、电子、计算机等多个学科的系统，单个学习者很难掌握当前嵌入式系统开发的全部知识和技能。因此，各个专业的嵌入式系统教学所侧重的内容是不同的。比如电子和电气专业的嵌入式课程的教学内容更多的侧重于硬件电路设计。就计算机专业的角度分析，嵌入式系统涉及了计算机体系结构、微机原理和接口技术、实时操作系统和计算机编程等诸多知识内容。而且目前存在多种不同的嵌入式硬件平台、嵌入式操作系统平台和开发工具，如何在诸多的技术中进行教学内容的选择，是首先需要解决的问题。本课程计划采取嵌入式系统教学采用理论知识，软件代码以及实验结合教学的方法。由于本实验实训课程主要着重于嵌入式系统的外设使用，因此会避开硬件设计、操作系统、makefile等相关内容，直接采取首先介绍各个接口，而后介绍用到的寄存器，之后介绍如何使用寄存器操作接口，如何使用下载器，通过例子代码以及实物演示的方法来介绍如何使用，之后通过给定实验题目让学生在实验课程上使用理论课学习的知识来编写代码实现相关外设使用。

（2）对于传感器知识部分，采取首先介绍相关传感器的理论知识，而后实物展示，之后通过讲解传感器数据获取，处理代码让学生大概了解内部的工作原理，由于时间限制所以不要求学生会编写所有的传感器内部数据获取、处理的代码，最后会在实验课提供给学生实验课程的相关传感器初始化，读取，使用的接口代码。学生只需要能够使用各个传感器的接口代码获取传感器数据就可以了。

（3）对于最后的综合实验课程以项目组织实施的方式对学生进行指导和管理。

嵌入式系统无处不在，越来越多的数码产品充斥着我们的日常生活，如手机、数码相机、各式各样的机器人、电子交通工具、智能仪器和车载电子系统等等，而且其更新升级的速度也越来越快。这些都体现了嵌入式系统的设计和开发需要有不断创新的精神，并且需要采用研究性方法来进行设计和开发。

传统的嵌入式教学只是注重于知识的单向传播，即老师向学生灌输最终的概念、原理和结论，学生则是被动的接收和被动的记忆。学生被禁锢在课堂上、实验指导书上，极大地限制了学生的素质和创新能力的培养。在本实验实训课程的教学中，通过项目和自行创新实验的设置，大大地激发了学生的创造潜力，培养了学生的科研能力。而且通过鼓励学生参加各种机器人相关的比赛，也能够提高了学生自主创新的积极性和成就感。

本设计最后的项目，可以学生自己提出一个自己想要实现的程序，而后利用我们LPC1768实现相关的内容，同时我们也会分层次给出几个设计题目供学生选择。如气体传感器探测系统。学生可以自己选择相关的传感器，目前气体传感器有MQ2气体传感器、可燃气体传感器、二氧化碳气体传感器、空气质量传感器等很多。学生可以自己选择某种传感器去进行设计。

如学生可以选择一个可燃气体传感器做一个可燃气体探测报警系统的设计。这种设计能够用于家庭，放在厨房，当厨房可燃气体超过一定数值的时候就能够报警，对于家用安全有非常重要的作用。学生也可以选择空气质量传感器做一个系统，当今社会越来越多的人对于空气质量的指标越来越重视，如果学生能够设计出一个这样的系统去实时探测当前的空气质量，既有实际意义也能够激发学生对于电子专业的强烈的兴趣。

此外对于项目设计，要求学生在整体项目完成的过程中需要有项目需求说明书，概要设计说明书，详细设计说明书，在设计的过程中需要有对于每个设计文件的说明书以及测试代码，测试文档。对于整体设计完成之后需要有结题相关文档等。让学生在过程中了解一个软件项目中应该要做的不仅仅只是软件代码编写，还包括需求说明，设计说明，详细设计说明文档，软件功能测试代码，软件功能测试文档，系统测试代码，系统测试文档等等内容。

4 课程的考核方式

课程考核由实物演示、设计报告和答辩等三个环节组成，分别按照40%、30%、30%的比例构成。要求学生演示自己的实物，需要提交自己设计产品的使用说明书以及实验报告，最后会有一个答辩环节，三者结合给出最后成绩。

5 总结

本课程主要是将本校电子专业学生所学习的知识融合起来，让学生能够利用所学的知识进行应用。笔者在所带嵌入式系统课程上针对基础设计部分做了尝试，效果良好。学生就在学习嵌入式系统理论知识，实验操作之后，最后的大作业就设计出温度报警系统，超声传感器测距模块等应用系统。

参考文献：

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[2] 孙士明，刘新平，郑秋梅，等. 计算机专业嵌入式系统实践教学体系探索[J]. 实验室研究与探索，2009，28（5）：122-125.

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[4] 汪治华，刘岩，全晓莉， 杜凯； 构筑综合学习平台， 改革创新工程教育[J]. 高等工程教育研究，2011（1）：139-142.

[5] 周立功.ARM 嵌入式系统基础教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2005.