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嵌入式系统原理与设计实验大纲

2014-10-19

嵌入式系统原理与设计》实验课程教学大纲

 

实验课程名称嵌入式系统原理与设计课程编号23204410 XX220170
实验室名称 信息与通信实验中心
  • 适用课程与专业
1、适用课程

   嵌入式系统原理与设计

2、适用专业 

电子信息工程、通信工程等专业

二、学时数      

16学时

三、实验课程教学目的与任务

本课程是一门应用型课程,通过实验,学生对嵌入式系统原理和应用有进一步的了解,熟悉嵌入式系统的软件开发环境,掌握汇编语言和C语言程序设计,掌握ARM嵌入式系统的片上外设的控制和应用,能设计简单的嵌入式应用系统.

四、考核与评分

日常考核、操作考核、提交实验报告

五、实验项目表

实验项目名称时数每组

人数

实验

类型

开课实验室名称备注
1ADS开发环境练习22验证验证 
2汇编语言指令实验22验证验证 
3ARM工作模式实验22验证验证 
4GPIO输出实验22验证验证 
5GPIO输入实验22验证验证 
6外部中断实验22验证验证 
7外部存储器实验22验证验证 
8UART实验22验证验证 

注:依据大纲要求,实验开出率为:   100   %

 

 

 

 

六、实验项目内容与要求
  1. ADS开发环境

实验内容: 

建立一个新的工程,建立一个C源文件,并添加到工程中,设置编译连接控制选项,编译连接工程。

实验要求:

    熟悉ADS开发环境,使用ADS开发环境, 熟悉实验台的结构和硬件分布,运行简单软件,为后续实验打好基础

  1. 汇编语言指令

实验内容: 

使用LDR指令读取0X40003100地址上的数据,将数据加1,若结果小于10,则使用STR指令把结果写回原地址,若结果大于等于10则把0写回原地址。

使用ADS仿真软件,单步,全速运行程序,设置断点,打开寄存器窗口,监视R0和R1的值,打开存储器观察窗口,监视0X40003100地址上的值。

使用MOV和MVN指令访问ARM通用寄存器。使用ADD,SUB,AND ,ORR,CMP 和TST等指令完成数据加减运算及逻辑运算。

使用STMFD/LDMFD,MUL指令编写一个整数乘方的子程序,然后使用BL指令调用子程序计算Xn的值

使用ARM指令实现IF条件执行,FOR循环结构,WHILE循环结构,DO WHILE循环结构。

实验要求:

了解ADS集成开发环境及ARMulator软件仿真,掌握ARMTDMI汇编指令的用法,并能编写简单的汇编程序,掌握指令的条件执行和使用LDR/STR指令完成存储器的访问。

掌握ARM数据处理指令的使用方法,了解ARM指令灵活的第2操作数。

掌握ARM乘法指令的使用方法,了解子程序编写及调用。

了解如何使用ARM汇编指令实现结构化程序编程。

  1. ARM工作模式

实验内容:

用汇编语言指令设置ARM的不同工作模式, 观察ARM 在各种模式下寄存器的区别。

使用MRS/MSR指令切换工作模式,并初始化各种模式下的堆栈指针。观察ARM微控制器在各种模式下寄存器的区别。

实验要求:

熟悉ARM的不同工作模式及其切换, 学会用汇编语言指令设置ARM工作模式,掌握如何使用MRS/MSR指令实现ARM微控制器各种模式的切换。了解在各个各种模式下的寄存器。

  1. GPIO输出

实验内容:

控制ARM 的引脚功能, 作为GPIO输出功能,控制EasyARM2200实验平台的蜂鸣器,先使用片外RAM进行调试,调试通过后,固化到片外FLASH,然后脱机运行。

使用GPIO口模拟SPI总线与74HC595进行连接,控制74HC595驱动8个LED流水灯显示。

实验要求:

学会用指令选择ARM 的引脚功能, 作为GPIO输出功能, 掌握专用工程模板和JTAG仿真的使用方法.,熟悉LPC2000系列ARM7微控制器的GPIO控制。

熟悉LPC2000系列ARM7微控制器的GPIO控制,能够使用GPIO模拟SPI总线输出。

5.GPIO输入

实验内容:

控制ARM 的引脚功能, 作为GPIO输入功能。读取P0.14口上的电平值,然后将读取到的值输出到控制蜂鸣器。

实验要求:

学会用指令选择ARM 的引脚功能, 作为GPIO输出功能。能够使用GPIO的输入模式读取开关信号。

6.外部中断

实验内容:

控制ARM 的引脚功能, 作为外部中断输入功能, 观察中断处理效果。

设置P0.14脚为EINT1功能,初始化为非向量中断,并设置为电平触发模式,然后等待外部中断,中断服务程序将蜂鸣器控制输出信号取反,然后等待中断信号的撤销,最后清除中断标志并退出中断。

设置P0.14脚为EINT1功能,初始化为向量中断,并设置为下降沿触发,然后等待外部中断,中断服务程序将蜂鸣器控制输出信号取反,然后清除中断标志并退出中断。

实验要求:

学会用指令选择ARM 的引脚功能, 作为外部中断输入功能, 学会中断应用, 掌握向量中断控制器的设置, 了解中断服务函数的编写。

掌握向量中断控制器的设置。掌握外部中断引脚功能设置及外部中断的工作模式设置。了解中断服务函数的编写。

掌握向量IRQ中断的设置及应用。掌握外部中断引脚功能设置及外部中断的工作模式设置。

7.外部存储器

实验内容:

了解外部存储器与芯片联结方法, 使用外部存储器读写。

使用外部存储器接口BANK1连接一片16位总线FLASH,然后使用程序初始化EMC,接着对FLASH进行全片擦除,编写两字节数据,再读出校验,若校验通过则蜂鸣器响一声,否则不断地蜂鸣报警。

在外部RAM运行LED流水灯显示控制程序,并使用定时器0来测量每一轮循环所需要的时间,将定时器的值通过串口向上位机发送,通过更改EMC存储器组的配置,控制外部RAM的访问速度,观察程序的运行速度。

实验要求:

掌握外部存储器控制器的设置及外部存储器接口的应用。

通过实验掌握外部存储器控制器EMC的设置,使外部存储器的访问速度优化,提高外部程序的运行速度。

8.UART 实验

实验内容:

设置UART初始化, 作数据串行实验。

使用UART0向PC机发送字符串,UART0设置为通信波特率115200,8位数据,1位停止位,无奇偶校验。

使用串口UART0接收上位机的数据,使能UART0的FIFO进行数据发送接收接收采用中断处理方式。

实验要求:

掌握UART各控制寄存器的设置, 掌握串行数据通信方法。能使用串口向PC机发送数据。

掌握UART中断程序的设计,熟悉发送FIFO和接收FIFO的功能。

 

 

 

 

审批人:                审核人:                编写人:邬勤文         

审核日期:

编号: C4/JW-7016/025

 

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