29945嵌入式軟件技術(shù)概論

1、高綱 1450江蘇省高等教育自學(xué)考試大綱29945嵌入式軟件技術(shù)概論南京航空航天大學(xué)編江蘇省高等教育自學(xué)考試委員會(huì)辦公室、課程性質(zhì)及其設(shè)置目的與要求（一）課程性質(zhì)和特點(diǎn)嵌入式軟件技術(shù)概論是高等教育自學(xué)考試計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)（獨(dú)立本科段）考試計(jì)劃規(guī)定必考的一門專業(yè)課。 通過本課程的學(xué)習(xí)， 不僅使學(xué)生了解嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念 和組織構(gòu)成，并以ARM CorteX-MO+系列微處理器為基礎(chǔ)掌握嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的開發(fā) 方法，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件開發(fā)能力。（二）本課程的基本要求本課程共分為 14章。在對(duì)嵌入式計(jì)算機(jī)的學(xué)科基礎(chǔ)、研究和應(yīng)用領(lǐng)域以及ARMCOrteX-MO+微處理器和KL

2、25子系列微控制器進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述了如何基于KL25子系列微控制器開發(fā)一個(gè)相對(duì)完整的嵌入式系統(tǒng)的具體過程，以及嵌入式系統(tǒng)中所包 含的基本接口及模塊的編程方法，包括串行通信、中斷、定時(shí)器、GPIO、FLASH、ADC、DAC、CMP、SPI、I2C、TSI、USB2.0、系統(tǒng)時(shí)鐘及其它接口與模塊。通過對(duì)本書的學(xué)習(xí)， 要求應(yīng)考者對(duì)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有一個(gè)全面和正確的了解。具體應(yīng)達(dá)到以下要求：1. 了解嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念、發(fā)展過程、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用范疇，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系；2. 理解并掌握嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本構(gòu)成和基本原理；3掌握

3、基于KL25子系列微控制器的嵌入式計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)開發(fā)的方法以及對(duì)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各基本接口及模塊的開發(fā)編程方法。（三）本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系嵌入式軟件技術(shù)概論是一門綜合性和應(yīng)用性都比較強(qiáng)的課程，其內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的大部分專業(yè)課程，學(xué)習(xí)者需要具有一定的數(shù)字電路及編程基礎(chǔ)，也要對(duì)計(jì)算機(jī)的一般組成有所了解。因此，本課程的前修課程應(yīng)至少包含數(shù)字電路、程序設(shè)計(jì)語言（以C語言為主）以及計(jì)算機(jī)組成原理，這些課程可以幫助學(xué)生很好的理解嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 的硬件結(jié)構(gòu)及盡快掌握嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件編程方法。、課程內(nèi)容與考核目標(biāo)第1章概述（一）課程內(nèi)容本章簡(jiǎn)要而全面地介紹了嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的定義、由來及特點(diǎn)，

4、以及其知識(shí)體系和相關(guān)術(shù)語，總結(jié)并收攏 C語言基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。（二）學(xué)習(xí)要求了解和掌握嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的定義、由來及特點(diǎn)，以及其知識(shí)體系和相關(guān)術(shù)語；總結(jié)和復(fù)習(xí)C語言基礎(chǔ)知識(shí)。（三）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求1領(lǐng)會(huì)：嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的知識(shí)體系及相關(guān)術(shù)語；2.掌握：嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的定義及特點(diǎn)。第2章 ARM COrteX-MO+ 處理器（一）課程內(nèi)容本章簡(jiǎn)要概述了 ARM COrteX處理器，重點(diǎn)介紹 ARM 及ARM COrteX-MO+處理器的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及匯編指令。（二）學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，要求了解ARM COrteX處理器的-A、-A50、-M及-R系列各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍；

5、了解和掌握 ARM COrteX-MO+處理器的特點(diǎn)、內(nèi)核結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器映像、內(nèi)部寄 存器、尋址方式及指令系統(tǒng)；能讀懂ARM COrteX-MO+匯編代碼。（三）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求1. 領(lǐng)會(huì)：ARM COrteX處理器的-A、-A50、-M及-R系列各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍；ARM、ARM COrteX-MO+處理器的特點(diǎn)及內(nèi)核結(jié)構(gòu)。2. 掌握：ARM COrteX-MO+處理器的存儲(chǔ)器映像、內(nèi)部寄存器、尋址方式及指令系統(tǒng)。3熟練掌握：讀懂ARM COrteX-MO+匯編代碼并能給出一段匯編代碼的運(yùn)行結(jié)果。第3章 KL25簡(jiǎn)介與硬件最小系統(tǒng)（本章3.6節(jié)內(nèi)容不做考核要求）（一）課程內(nèi)容本章介紹了

6、Kinetis系列MCU的各子系列特性及應(yīng)用領(lǐng)域，并通過對(duì)Kinetis L系列MCU進(jìn)行分析，闡述了 Kinetis系列MCU的基本知識(shí)、實(shí)現(xiàn)構(gòu)架。重點(diǎn)介紹了KL25 MCU的存儲(chǔ)映像、引腳功能和硬件最小系統(tǒng)。（二）學(xué)習(xí)要求了解Kinetis系列MCU的各子系列特性、應(yīng)用領(lǐng)域、基本知識(shí)及實(shí)現(xiàn)構(gòu)架；了解 KL25 MCU的引腳功能和硬件最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；掌握硬件最小系統(tǒng)概念及KL25 MCU的存儲(chǔ)映像。（三）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求1. 領(lǐng)會(huì)：Kinetis系列MCU的各子系列特性、應(yīng)用領(lǐng)域、基本知識(shí)及實(shí)現(xiàn)構(gòu)架；了解 KL25 MCU的引腳功能和硬件最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。2. 掌握：最小系統(tǒng)概念及 KL25

7、MCU的存儲(chǔ)映像。第4章第一個(gè)樣例程序及工程組織（本章4424.6節(jié)內(nèi)容不做考核要求）（一）課程內(nèi)容本章給出通用I/O基本概念和連接方法，簡(jiǎn)要給出KL25 MCU的端口控制模塊與 GPIo 模塊的編程結(jié)構(gòu)；闡述了給直接映像寄存器地址賦值的方法，點(diǎn)亮一盞小燈的編程步驟； 闡述制作構(gòu)件的必要性及基本方法并給出第一個(gè)構(gòu)件化編程框架、GPIO構(gòu)件、Light構(gòu)建編程實(shí)例。（二）學(xué)習(xí)要求了解通用I/O基本概念和連接方法；了解KL25 MCU的端口控制模塊與 GPIO模塊的編 程結(jié)構(gòu)；掌握給直接映像寄存器地址賦值的方法及點(diǎn)亮一盞小燈的編程步驟；了解制作構(gòu)件的必要性及基本方法。（三）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求1.

8、 領(lǐng)會(huì)：通用I/O基本概念和連接方法； KL25 MCU的端口控制模塊與 GPIO模塊的編 程結(jié)構(gòu)；制作構(gòu)件的必要性及基本方法。2. 掌握：給直接映像寄存器地址賦值的方法及點(diǎn)亮一盞小燈的編程步驟。第5章構(gòu)件化開發(fā)方法與底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)建封裝規(guī)范（一）課程內(nèi)容本章分析了嵌入式構(gòu)件化的必要性并給出了構(gòu)件化的定義;詳細(xì)給出了 KL25系統(tǒng)的硬件構(gòu)件化設(shè)計(jì)的規(guī)則及注意要點(diǎn)；闡述了基于硬件構(gòu)件的嵌入式底層軟件構(gòu)件的編程方法及 編程框架；闡述軟硬件構(gòu)件的重用和移植方法；給出了底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)件封裝規(guī)范并詳細(xì)分析了公共要素文件編寫技巧。（二）學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，了解嵌入式構(gòu)件化的必要性并掌握其定義；了解和掌握KL2

9、5系統(tǒng)的硬件構(gòu)件化設(shè)計(jì)的規(guī)則及注意要點(diǎn)；了解和掌握基于硬件構(gòu)件的嵌入式底層軟件構(gòu)件的編程方法及編程框架；了解軟硬件構(gòu)件的重用和移植方法；了解底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)件封裝規(guī)范及公共要素文件編寫技巧。（三）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求1領(lǐng)會(huì)：嵌入式構(gòu)件化的必要性；KL25系統(tǒng)的硬件構(gòu)件化設(shè)計(jì)的規(guī)則及注意要點(diǎn)；基于硬件構(gòu)件的嵌入式底層軟件構(gòu)件的編程方法及編程框架；軟硬件構(gòu)件的重用和移植方法； 底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)建封裝規(guī)范及公共要素文件編寫技巧。2掌握：嵌入式構(gòu)件化的定義；重用概念；移植概念。第6章串行通信模塊及第一個(gè)中斷程序結(jié)構(gòu)（一）課程內(nèi)容本章主要闡述了串口相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)及KL25 MCU的串口模塊功能概要并介紹了串口模塊驅(qū)

10、動(dòng)構(gòu)件編程時(shí)涉及的寄存器；設(shè)計(jì)并封裝了串行通訊的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；分析了 KL25 MCU的中斷機(jī)制并給出了中斷的編程步驟和實(shí)例。（二）學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，了解串口相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)及KL25 MCU的串口模塊功能并掌握串口模塊驅(qū)動(dòng)構(gòu)件編程時(shí)涉及的寄存器；了解串行通訊驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和封裝方法；了解KL25MCU的中斷機(jī)制并掌握中斷編程方法及編程時(shí)涉及的寄存器。（三）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求1領(lǐng)會(huì)：串口相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)及KL25 MCU的串口模塊功能；串行通訊驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和封裝方法；KL25 MCU的中斷機(jī)制。2掌握：串口模塊驅(qū)動(dòng)構(gòu)件編程方法及編程時(shí)涉及的寄存器；中斷編程方法及編程時(shí)涉及的寄存器。第7章定時(shí)

11、器相關(guān)模塊（一）課程內(nèi)容本章講述了計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的一般工作原理，主要介紹了KL25 MCU的內(nèi)核定時(shí)器和定時(shí)器接口模塊的基本功能和基本編程方法。（二）學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，了解計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器的一般工作原理；了解內(nèi)核時(shí)鐘的功能并掌握內(nèi)核時(shí)鐘的相關(guān)寄存器及設(shè)置方法；了解定時(shí)器/PWM模塊的功能、對(duì)應(yīng)外部引腳并掌握該模塊相關(guān)的寄存器及編程設(shè)置方法；了解周期中斷定時(shí)器（ PlT）的功能并掌握該模塊相關(guān)的 寄存器及編程設(shè)置方法；了解低功耗定時(shí)器（PTMR ）的功能、對(duì)應(yīng)外部引腳并掌握該模塊相關(guān)的寄存器及編程設(shè)置方法；了解實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊（PTC）的功能、對(duì)應(yīng)外部引腳并掌握該模塊相關(guān)的寄存器及編程設(shè)置方法

12、。（三）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求1. 領(lǐng)會(huì)：計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的一般工作原理； 內(nèi)核時(shí)鐘的工作原理及驅(qū)動(dòng)構(gòu)件封裝；定時(shí)器/PWM模塊的工作原理及驅(qū)動(dòng)構(gòu)件封裝；周期中斷定時(shí)器（PIT）的工作原理及驅(qū)動(dòng)構(gòu)件封裝；低功耗定時(shí)器（PTMR ）的工作原理及驅(qū)動(dòng)構(gòu)件封裝；實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊（ PTC）的工作原 理及驅(qū)動(dòng)構(gòu)件封裝。2掌握：各計(jì)數(shù)器/定時(shí)器模塊的功能、相關(guān)寄存器及編程設(shè)置方法及驅(qū)動(dòng)構(gòu)件結(jié)構(gòu)。第8章 GPIO 應(yīng)用鍵盤、LED與LCD（一）課程內(nèi)容本章講述了 KL25 MCU GPIQ 模塊的一般工作原理，主要介紹了鍵盤、LED與LCD等GPIQ模塊典型應(yīng)用的構(gòu)件化設(shè)計(jì)編程方法及上述構(gòu)件的綜合應(yīng)用范例。（二）

13、學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，了解和掌握GPIQ接口模塊的一般工作原理；了解和掌握鍵盤掃描基本原理和編程方法；了解和掌握LED掃描基本原理和編程方法；了解和掌握字符型 LCD的 基本原理和編程方法。（三）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求1. 領(lǐng)會(huì)：鍵盤掃描基本原理；LED掃描基本原理；字符型 LCD的基本原理。2. 掌握：鍵盤驅(qū)動(dòng)構(gòu)件結(jié)構(gòu)； LED驅(qū)動(dòng)構(gòu)件結(jié)構(gòu)；LCD驅(qū)動(dòng)構(gòu)件結(jié)構(gòu)。第9章 Flash在線編程（本章內(nèi)容不做考核要求）第10章 ADC、DAC與CMP模塊（本章內(nèi)容不做考核要求）第11章 SPl、I2C與TSl模塊（本章內(nèi)容不做考核要求）第12章 USB2.0編程（本章內(nèi)容不做考核要求）第13章系統(tǒng)時(shí)

14、鐘與其他功能模塊（本章內(nèi)容不做考核要求）第14章進(jìn)一步學(xué)習(xí)指導(dǎo)（本章內(nèi)容不做考核要求）三、有關(guān)說明和實(shí)施要求（一）關(guān)于“課程內(nèi)容與考核目標(biāo)”中有關(guān)提法的說明在大綱的考核要求中，提出了“領(lǐng)會(huì)”、“掌握”、“熟練掌握”等三個(gè)能力層次的要 求，它們的含義是:1領(lǐng)會(huì)：要求應(yīng)考者能夠記憶規(guī)定的有關(guān)知識(shí)點(diǎn)的主要內(nèi)容，并能夠領(lǐng)會(huì)和理解規(guī)定的 有關(guān)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵與外延， 熟悉其內(nèi)容要點(diǎn)和它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，并能根據(jù)考核的不同要求，做出正確的解釋、說明和闡述。2. 掌握：要求應(yīng)考者掌握有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，正確理解和記憶相關(guān)內(nèi)容的原理、方法步驟等。3. 重點(diǎn)掌握：要求應(yīng)考者必須掌握的課程中的核心內(nèi)容和重要知識(shí)點(diǎn)。（二）

15、自學(xué)教材本課程使用教材為：嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)踐 （第三版），王宜懷、朱仕浪、郭蕓著， 清華大學(xué)出版社，2013年版。（三）自學(xué)方法的指導(dǎo)本課程作為一門的專業(yè)課程，綜合性強(qiáng)、內(nèi)容多、難度大，應(yīng)考者在自學(xué)過程中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：1. 學(xué)習(xí)前，應(yīng)仔細(xì)閱讀課程大綱的第一部分，了解課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)，熟悉課程 的基本要求以及本課程與有關(guān)課程的聯(lián)系，使以后的學(xué)習(xí)緊緊圍繞課程的基本要求。2. 在閱讀某一章教材內(nèi)容前，應(yīng)先認(rèn)真閱讀大綱中該章的考核知識(shí)點(diǎn)、自學(xué)要求和考核 要求，注意對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的能力層次要求，以便在閱讀教材時(shí)做到心中有數(shù)。3. 閱讀教材時(shí)，應(yīng)根據(jù)大綱要求，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每

16、個(gè)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)基本概念必須深刻理解， 基本原理必須牢固掌握，在閱讀中遇到個(gè)別細(xì)節(jié)問題不清楚，在不影響繼續(xù)學(xué)習(xí)的前提下，可暫時(shí)擱置。4. 學(xué)完教材的每一章節(jié)內(nèi)容后，應(yīng)認(rèn)真完成教材中的習(xí)題和思考題，這一過程可有效地 幫助自學(xué)者理解、消化和鞏固所學(xué)的知識(shí)，增加分析問題、解決問題的能力。（四）對(duì)社會(huì)助學(xué)的要求1. 應(yīng)熟知考試大綱對(duì)課程所提出的總的要求和各章的知識(shí)點(diǎn)。2. 應(yīng)掌握各知識(shí)點(diǎn)要求達(dá)到的層次，并深刻理解各知識(shí)點(diǎn)的考核要求。3. 對(duì)應(yīng)考者進(jìn)行輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)以指定的教材為基礎(chǔ)，以考試大綱為依據(jù)，不要隨意增刪內(nèi) 容，以免與考試大綱脫節(jié)。4. 輔導(dǎo)時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)考者進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，提倡應(yīng)考者“認(rèn)真閱讀教材，刻

17、苦鉆研教材，主動(dòng)提出問題，依靠自己學(xué)懂”的學(xué)習(xí)方法。5. 輔導(dǎo)時(shí)要注意基礎(chǔ)、突出重點(diǎn)，要幫助應(yīng)考者對(duì)課程內(nèi)容建立一個(gè)整體的概念，對(duì)應(yīng) 考者提出的問題，應(yīng)以啟發(fā)引導(dǎo)為主。6. 注意對(duì)應(yīng)考者能力的培養(yǎng)， 特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)， 要引導(dǎo)應(yīng)考者逐步學(xué)會(huì)獨(dú)立學(xué)習(xí), 在自學(xué)過程中善于提出問題、分析問題、做出判斷和解決問題。7要使應(yīng)考者了解試題難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個(gè)能力層次中都存在著不同難度的試題。（五）關(guān)于命題和考試的若干規(guī)定1本大綱各章所提到的考核要求中，各條細(xì)目都是考試的內(nèi)容，試題覆蓋到章，適當(dāng)突 出重點(diǎn)章節(jié)，加大重點(diǎn)內(nèi)容的覆蓋密度。2試卷對(duì)不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“領(lǐng)會(huì)”20%,“掌握” 60%，“熟練掌握”為20%。3試題難易程度要合理，可分為四檔：易、較易、較難、難，這四檔在各份試卷中所占的比例約為2: 3: 3： 2。4本課程考試試卷采用的題型：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題、名詞解釋、簡(jiǎn)答題、案例分析題及應(yīng)用題。（見附錄題型示例）。5. 考試方式為閉卷筆試，考試時(shí)間為150分鐘。評(píng)分采用百分制，60分為及格。附錄題型舉例一、單項(xiàng)選擇題女口： KL25芯片每個(gè)GPIo端口的寄存器數(shù)量是（）A.4個(gè)B.5個(gè)C.6個(gè)D.7個(gè)二、名詞解釋女口：構(gòu)件移植三、簡(jiǎn)答題女口：簡(jiǎn)述LBX