嵌入式系統(tǒng)課程設計

內容概要

　　《高等院校計算機課程設計指導叢書：嵌入式系統(tǒng)課程設計》根據嵌入式系統(tǒng)設計課程的基本概念、基本原理和實際設計方法的要求，總結提煉出9個課程設計題目，以配合教學過程?！陡叩仍盒Ｓ嬎銠C課程設計指導叢書：嵌入式系統(tǒng)課程設計》通過分析源代碼和系統(tǒng)設計等手段，幫助讀者學習基于ARM內核的微處理器原理、嵌入式軟件技術和嵌入式Linux操作系統(tǒng)等嵌入式系統(tǒng)設計的基本原理和方法，并初步具備嵌入式系統(tǒng)設計能力?！陡叩仍盒Ｓ嬎銠C課程設計指導叢書：嵌入式系統(tǒng)課程設計》第二部分的每一章對應一個課程設計題目，其中包括課程設計的目的、要求、相關知識、課程設計分析和擴展內容，書后附有部分課程設計題目的參考程序，以及相關的參考資料。　　《高等院校計算機課程設計指導叢書：嵌入式系統(tǒng)課程設計》可以作為高等院校計算機專業(yè)、電子工程專業(yè)及其相關專業(yè)“嵌入式系統(tǒng)”及相關課程配套的課程設計教材，也可作為嵌入式系統(tǒng)設計工程人員的參考讀物。

書籍目錄

專家指導委員會叢書序言前言第1章　嵌入式系統(tǒng)課程教學、實驗與課程設計的關系1.1　嵌入式系統(tǒng)課程的教學特點1.2　嵌入式系統(tǒng)實驗教學與課程設計的關系1.3　嵌入式系統(tǒng)課程設計的主要內容1.4　課程設計要求及評分標準第2章　ARM體系結構與匯編程序源代碼分析2.1　課程設計目的2.2　課程設計要求2.3　ARM處理器系列簡介2.4　ARM處理器的模式和寄存器結構2.5　ARM處理器的指令系統(tǒng)2.5.1　數據操作指令2.5.2　比較指令2.5.3　轉移指令2.5.4　存儲器訪問指令2.6　ARM的中斷結構2.7　Linux中ARM匯編語言程序段分析2.7.1　set_bit函數源代碼分析2.7.2　保存和恢復用戶現場2.7.3　memzero源代碼分析2.8　總結與問題第3章　嵌入式系統(tǒng)引導程序分析3.1　課程設計目的3.2　課程設計要求3.3　嵌入式系統(tǒng)引導程序3.4　引導程序分析3.4.1　IO引腳初始化3.4.2　配置PXA255系統(tǒng)運行時鐘3.4.3　配置靜態(tài)存儲器和CF卡接口3.4.4　配置SDRAM接口3.5　本章總結和問題第4章　生產者－消費者問題4.1　課程設計目的4.2　課程設計要求4.3　Linux操作系統(tǒng)中的多線程API原語4.4　線程間同步機制4.5　生產者－消費者實例4.6　總結與改進第5章　心跳檢測5.1　課程設計目的5.2　課程設計要求5.3　心跳檢測的基本原理5.4　Linux下的socket程序設計5.5　心跳檢測系統(tǒng)的設計與分析5.5.1　外圍節(jié)點的設計5.5.2　主控節(jié)點的設計5.5.3　報文格式5.5.4　通信協(xié)議的時間分析5.6　總結與改進第6章　CAN總線控制器6.1　課程設計目的6.2　課程設計要求6.3　CAN總線簡介6.3.1　CAN總線的電氣特性6.3.2　CAN通信協(xié)議格式6.4　CAN總線控制器SJA10006.4.1　SJA1000硬件結構6.4.2　SJA1000外部引腳定義6.4.3　SJA1000內部寄存器定義6.4.4　SJA1000的驗收濾波機制6.5　CAN總線節(jié)點硬件結構6.6　CAN總線節(jié)點軟件設計6.6.1　SJA1000初始化6.6.2　發(fā)送程序6.6.3　接收程序6.7　總結與改進第7章　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和Linux內核的構建7.1　課程設計目的7.2　課程設計要求7.3　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式7.4　創(chuàng)建交叉編譯工具鏈7.4.1　創(chuàng)建編譯環(huán)境7.4.2　創(chuàng)建binutils二進制開發(fā)工具集合7.4.3　創(chuàng)建gcc交叉編譯器7.4.4　創(chuàng)建glibc7.4.5　建立gcc　C++編譯器7.5　開發(fā)主機和嵌入式系統(tǒng)之間的通信7.5.1　minicom終端7.5.2　BOOTP協(xié)議7.5.3　TFTP協(xié)議7.5.4　NFS網絡共享7.6　嵌入式Linux操作系統(tǒng)配置與編譯7.6.1　Linux內核重編譯命令7.6.2　Linux內核配置選項7.7　總結與練習第8章　A/D轉換器驅動程序分析8.1　課程設計目的8.2　課程設計要求8.3　Linux下設備驅動程序簡介8.3.1　設備分類8.3.2　設備文件和設備號8.3.3　設備文件的操作數據結構8.3.4　驅動程序的注冊與注銷8.3.5　設備的輪詢與中斷8.3.6　設備驅動程序的其他問題8.4　A/D轉換驅動程序的分析8.4.1　驅動程序的結構8.4.2　S3C2410嵌入式處理器中的A/D轉換器8.4.3　A/D轉換器的設備注冊和注銷8.4.4　A/D轉換驅動程序的文件訪問功能實現8.4.5　驅動程序在嵌入式Linux系統(tǒng)中的安裝和使用8.5　總結與改進第9章　功耗檢測系統(tǒng)9.1　課程設計目的9.2　課程設計要求9.3　功耗檢測系統(tǒng)的基本構成9.4　功耗檢測的電流傳感器9.5　A/D轉換的軟件操作9.6　功耗檢測設備和控制主機之間的通信協(xié)議9.7　嵌入式檢測設備的軟件結構9.8　控制主機的軟件結構9.9　總結與改進第10章　網絡門禁系統(tǒng)10.1　課程設計目的10.2　課程設計要求10.3　網絡門禁系統(tǒng)的需求分析10.4　磁條讀寫器原理與使用10.4.1　磁卡基本原理10.4.2　磁條讀寫器的原理10.4.3　磁條讀寫器的編程接口10.5　嵌入式門禁控制器10.5.1　主控CPU的硬件結構10.5.2　網絡接口10.5.3　門禁控制器軟件結構10.6　網絡安全機制10.6.1　網絡安全技術簡介10.6.2　門禁系統(tǒng)中的網絡安全方案10.7　數據傳輸通信協(xié)議設計10.8　控制主機軟件結構10.8.1　控制主機軟件總體結構10.8.2　在線部分軟件結構10.8.3　控制主機數據庫系統(tǒng)設計10.9　總結與改進第11章　數字相框11.1　課程設計目的11.2　課程設計要求11.3　數字相框的需求分析11.3.1　數字相框產品的主要特點和設計要求11.3.2　半導體存儲卡的選擇11.3.3　數字相框軟硬件平臺的選擇11.4　數字相框的軟件總體設計11.5　基于Qt的圖形界面程序設計11.5.1　Qt簡介和信號/槽機制11.5.2　數字相框中的對象通信機制11.5.3　瀏覽界面的實現方案11.6　CF卡的連接11.6.1　CF卡的基本原理11.6.2　CF卡的加載11.7　控制按鈕的實現11.8　測試11.8.1　軟件測試的基本原理11.8.2　數字相框的測試計劃11.9　總結與改進附錄A　第2章參考答案附錄B　PXA255中若干寄存器的說明附錄C　生產者、消費者源代碼附錄D　心跳檢測系統(tǒng)源代碼附錄E　SJA1000的寄存器說明附錄F　Linux的命令和配置內容附錄G　Linux內核中常用的內部函數接口附錄H　功耗檢測終端源代碼參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　嵌入式系統(tǒng)課程教學、實驗與課程設計的關系　　隨著微電子技術、軟件技術的進步，嵌入式系統(tǒng)成為當前電子和信息產業(yè)中發(fā)展最為迅速的技術之一。本書將以嵌入式系統(tǒng)設計為主線，提供豐富的分析和設計實例，全面剖析嵌入式系統(tǒng)中微處理器指令系統(tǒng)、引導程序、驅動程序的基本原理和內部結構，并通過多個設計實例介紹嵌入式系統(tǒng)中基本的程序設計方法和技術，以幫助學生將理論知識轉化為實際嵌入式系統(tǒng)的設計能力。　　1.1　嵌入式系統(tǒng)課程的教學特點　　當前，嵌入式系統(tǒng)的教學內容還沒有通行的標準，但是嵌入式系統(tǒng)課程教學要從實戰(zhàn)出發(fā)，從培養(yǎng)學生的實際工程設計能力出發(fā)，掌握嵌入式系統(tǒng)設計的主要方法和技能已成為共識。一般而言，嵌入式系統(tǒng)課程有綜合性、專用性和學科交叉性三個特點。　　1.　綜合性　　嵌入式系統(tǒng)是一門綜合性很強的課程。與傳統(tǒng)的軟件或硬件開發(fā)相比，嵌入式系統(tǒng)中集成了微處理器、存儲器、外圍電路等硬件結構，以及應用軟件、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具鏈等軟件系統(tǒng)。這就要求在嵌入式系統(tǒng)課程的學習中要融會貫通計算機原理、計算機體系結構、接口技術、操作系統(tǒng)等多門課程知識，同時還應掌握多種程序設計方法和具備一定的編程能力?！　∏度胧较到y(tǒng)中的硬件平臺往往采用單片機、32位微處理器或數字信號處理器（DSP）等可編程平臺，對于這些可編程平臺一般可以采用C語言等高級語言來設計程序。但是在很多情況下，例如設計操作系統(tǒng)中的硬件控制部分，往往需要設計者具備一定的匯編語言程序設計能力，這需要對處理器的指令系統(tǒng)和體系結構有比較深入的了解。

編輯推薦

　　本書以作者近年來的嵌入式系統(tǒng)分析和設計經驗為基礎，結合華南理工大學的教學實踐，精心選擇了10個課程設計案例，覆蓋了嵌入式系統(tǒng)課程的主要內容?！　”緯攸c：　　實戰(zhàn)性強：本書的主要內容均來自實際應用系統(tǒng)，其中包括嵌入式Linux關鍵源代碼的分析，實際芯片器件資料導讀，以便于讀者掌握實際系統(tǒng)的關鍵技術?！　「采w面廣：本書既包含了對嵌入式系統(tǒng)SoC硬件原理、嵌入式Linux等基本結構的分析，同時重點介紹了多種實用系統(tǒng)的設計和實現方法?！　≤浻布Y合：本書突出了嵌入式系統(tǒng)中軟硬件結合的技術特點，既包含了對相關硬件系統(tǒng)的介紹和分析，也包含了對相應控制軟件的設計指導。　　遵循軟件工程方法：本書以軟件工程方法為指導，介紹了嵌入式系統(tǒng)需求分析、總體設計、詳細設計、測試等多個環(huán)節(jié)，幫助讀者建立比較完整的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程觀念。

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