论文嵌入式系统原理与应用项目引导式实验教学探究，本文是嵌入式系统类论文范文和嵌入式系统和实验教学和原理有关学术论文怎么写.
[摘 要]传统的“嵌入式系统原理及应用”课程实验教学存在学时少、内容多,偏验证性实验为主,缺乏硬件平台设计过程等缺点.通过采用项目引导式实验实践教学改革研究,通过合理构建嵌入式系统微小项目,采用实验教师逐步引导的教学方式,将课程内容和知识体系以项目的形式融入实验教学,提高了学生的学习兴趣,培养了学生思考问题、解决问题的主动性.项目引导式实验教学在提高学生的工程实践能力和水平方面发挥了更加突出的作用.
[关键词]项目引导；实验教学；嵌入式系统；教学改革
[中图分类号]G642
[文献标志码]A
[文章编号]2096-0603( 2016 )17-0006-02
“嵌入式系统原理及应用”课程是电子信息、计算机、物联网、通信工程等专业的一门重要专业课.主要基于嵌入式微处理器和嵌入式操作系统,介绍嵌入式系统的基本原理和基本设计方法,为深入开展嵌入式系统应用与开发奠定良好的基础. 课程一般通过理论教学与实验教学相结合的方式,其中理论教学32学时,实验教学16学时.课程所涉及知识点内容较多,而且比较繁杂.如何利用较少的学时对课程教学的内容系统化、条理化,特别是如何充分利用实验教学,使学生掌握嵌入式系统的设计方法,促进理论知识的应用,培养实践动手能力显得尤为重要.
一、“嵌入式系统原理及应用”实验教学中存在的问题
(一)学时少,内容多
实验课程不同于课程设计,要在仅仅16个学时内完成嵌入式系统开发平台的学习与使用、嵌入式系统接口设计、嵌入式操作系统的移植和嵌入式操作系统的移植的应用等相关实验,需要对实验内容进行整合,利用较少的学时,达到最好的效果,实现实验教学的目标.
(二)验证性实验为主
很多高校的实验设备主要是购置配套的嵌入式系统实验箱,厂家提供所有实验的源代码.一般学生直接依照源代码进行程序的设计、仿真和调试,有的甚至直接将源代码拿过来编译、下载到实验箱,查看实验结果.这无形中将原本的综合性、设计性实验变成了验证性实验,学生对实验原理和设计过程很难深入理解和领会,实验缺乏实践动手能力和解决实际问题能力的培养.
(三)缺乏硬件平台设计过程
因实验采用现有的嵌入式系统实验箱,整个硬件平台已经由生产厂家设计、制作完成,在嵌入式系统原理及应用实验课程中,缺乏硬件平台设计过程,学生在实验过程中,无法将程序设计与硬件平台结合起来,使得理论学习变得抽象难懂,学生很难将理论知识与实际应用结合起来,也不利于提高和培养学生的学习兴趣.
二、项目引导式实验教学
项目引导式实验教学,就是充分利用有限的课堂教学和实验教学学时,构建若干典型实验,每个实验是以微小型项目的形式呈现,并将嵌入式系统原理及应用各主要知识点连接在一起,在已有硬件平台和实验例程的基础上,在实验指导教师的引导下,逐步设计实现新的项目功能.
项目引导式实验的任务要求应该比课程设计的任务要求简单,但需要考虑课程的特点和教学内容,将整个课程的内容以及实验目标融入一个或者几个实验教学项目中,利用较少的学时,达到较好的教学效果.
三、项目引导式实验教学实例
我院使用博创公司的实验箱教学设备,硬件平台含有三星公司的S34BOX与ZLG7289接口,外扩8位LED数码管和17按键通用键盘等硬件资源.下面就以设计基于该实验平台的键盘和LED数码管控制项目为例,介绍项目引导式实验教学的构建.
(一)项目设计要求
1．熟悉ZLG7289芯片原理、与ARM7的硬件接口及硬件原理图.
2．各功能按键的设计以及数码管显示控制.数码管及按键结构图如图1所示.
功能要求：
“↑”：加一键.0到9循环加一.
“↓”：减一键.9到0循环减一.
“←”：左移键.控制数码管闪亮的数据位左移一位,并加减可调,原设定的低位数据不变,移到最左端后,再按此按键,仍然为最左端数码管闪烁可调.
“→”：右移键.控制的数码管闪亮的数据位右移一位,并加减可调,原来闪亮的高位清零且不显示,移到最右端后,再按此按键,仍然为右端数码管闪烁可调.
“SET”：设置键.按下后,加、减、左移、右移控制按键起作用,亮着的最高位闪烁、可调；
“OK”：确定键.按下后,原来闪烁的位停止闪烁,且加、减、左移、右移控制按键不再起作用,原已设置的各位数据有效,保存到一个变量中,并通过串口将数据输出到PC机.
(3)uC/OS-II嵌入式操作系统移植到ARM7.
(4)键盘和LED数码管控制功能作为u,c/os-n的任务运行.同时将“SET”和“OK”按键功能的实现由条件控制调整为信号量控制.
(二)项目引导式实验实施
1．利用理论课堂教学2学时以及实验教学1学时的时间,给学生讲解ZLC7289芯片原理、指令以及编程,结合实验平台硬件原理图,讲解与ARM7的硬件接口、按键的物理地址、键盘映射表、键值等内容,为下一步按键及数码管功能控制实验打下基础,弥补缺乏硬件接口设计的不足.
2．采用逐步引导式、模块化的程序设计.将键盘和LED数码管控制程序按照功能分成不同模块,如图2所示.
项目中各模块的提出只做功能上的要求,功能实现由简单到复杂,引导学生逐步设计实现每个模块的功能.为了培养学生的动手实践能力和解决实际问题的能力,在项目功能引导时,不仅不限定具体算法,而且鼓励同一功能的多种算法的讨论和实现.对所出现的问题,引导学生独立去思考、解决.
3．通过理论课讲解μc/os-n嵌入式操作系统移植的条件以及在ARM处理器上的移植,并通过实验教学1学时,使学生掌握μC/OS-II移植的程序结构以及特点,实现操作系统在S34BOX处理器上的移植.
4．在完成μc/os-II嵌入式操作系统移植以及系统学习μC/OS -II任务、调度、信号量等理论知识的基础上,通过项目引导式实验教学,完成μC/OS -n任务的创建和管理,掌握信号量的使用,并结合已完成的键盘和LED数码管控制,将其作为μCos-n的任务运行起来,并利用信号量,实现“SET”和“OK”按键的功能,使学生更深入地理解嵌入式操作系统.
5．对实验结果验收,采用现场演示和现场提问相结合的方式进行考核,并结合实验报告完成对项目的总结,并讨论实验中遇到的问题及解决措施,同时对项目引导式实验提出好的建议和意见.
四、项目引导式实验教学课程内容及学时分配
表中前两个实验为基础验证性实验,主要在于学习嵌入式系统开发环境,熟悉整个硬件开发平台.这部分内容虽然也可以结合到项目引导式试验中去,但效果不如单独分立出来明显,因此单独拿出了这4个学时.第三和第四个实验虽然分为两个实验,但构成了同一个嵌入式系统的微小项目.
这里只是以“键盘和LED数码管控制”为例.另外可以结合实验系统平台,构建“基于ARM的多通道仪表信号采集”“面向游戏图形界面的LCD控制与应用”等多个项目引导式实验,在实验条件和师资允许的情况下,多个项目引导式实验可以分组并行开展.
嵌入式系统原理及应用项目引导式实验教学将工程实践引入到实验教学中,使抽象的理论知识与实际应用结合起来.很多学生对项目引导式实验内容感到非常的有趣,并且对通过自己的努力得到的实验结果非常的有成就感.这些大大提高了学生的学习兴趣,培养了学生思考问题、解决问题的主动性,增强了学生实践动手能力和对所学知识的应用能力.
项目引导式实验教学通过有限的实验学时,将嵌入式系统原理及应用课程的知识点以项目的形式提出,由实验教师引导学生逐步深入,在努力提高学生的工程实践能力和水平方面发挥更加突出的作用.
参考文献：
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总结，该文是一篇关于经典嵌入式系统专业范文可作为嵌入式系统和实验教学和原理方面的大学硕士与本科毕业论文嵌入式系统论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献.
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