基于ARM嵌入式教学实验平台的设计与开发

发布时间：2017-05-10 18:05

  本文关键词：基于ARM嵌入式教学实验平台的设计与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,由于嵌入式技术的飞速发展和广泛应用,我国的许多高等院校和职业技术培训机构也开设了嵌入式系统实验教学的课程,这就使实验系统的设计开发成为嵌入式领域教学急需解决的问题。本文首先介绍了嵌入式系统的发展现状,分析了当前高校嵌入式实验教学需求,围绕理论教学和实践教学在高校人才培养、课程设计、教学方式方法方面的创新和尝试。提出了基于ARM嵌入式教学实验平台对促进高校提升教学质量和效果的全新教学方案。目的是为了解决学生眼高手低、理论知识丰富动手实践能力较弱的问题。本系统选用的是基于ARM Cortex-M3内核的高性价比STM32芯片作为嵌入式教学实验平台的核心微处理器,通过了解并掌握ARM Cortex-M3内核处理器的内在结构和特能开始,逐步深入到外部的电源供电模式、下载烧录、界面交互、存储模块、通信模块等硬件电路设计。并在硬件电路的基础上编写外设的驱动,由浅入深地设计嵌入式教学实验。本文的嵌入式教学实验设计需要兼顾了理论学习和实践教学的需要,同时也要照顾到不同层次,不同水平的学生。因此,嵌入式教学实验分为基础实验、扩展实验、综合实验三大类。其中基础实验教学是本课题最重要的设计部分。这一部分开发了三个层次的实验,而前两个层次的实验属于基础教学实验和扩展教学实验。前两个层次与硬件模块结合紧密的无操作系统教学实验,主要是培养学生的兴趣,完成一些简单的命令控制。第三个层次,基于操作系统的基础教学实验,这部分与教学课件配套使用。这一层次的实验包括:操作系统的移植,任务的创建与删除,任务的挂起与恢复,以及任务通信等,使得学生能够进行二次开发。
【关键词】：精简指令集微处理器 嵌入式操作系统 教学实验
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP368.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 嵌入式教学系统的现状12
• 1.3 研究的主要内容及意义12-13
• 1.3.1 研究主要内容12-13
• 1.3.2 研究的目的及意义13
• 1.4 论文结构13-15
• 第二章 嵌入式教学实验平台系统需求分析15-20
• 2.1 嵌入式系统与教学改革15-16
• 2.2 教学系统需求分析16-17
• 2.2.1 创新教育教学需求16
• 2.2.2 嵌入式教学实践需求16-17
• 2.3 嵌入式系统介绍17-19
• 2.3.1 ARM处理器初探17-18
• 2.3.2 嵌入式操作系统18-19
• 2.3.3 STM32官方固件库简介19
• 2.4 本章小结19-20
• 第三章 嵌入式教学实验平台硬件设计20-32
• 3.1 ARM嵌入式教学实验平台总体设计20
• 3.2 微处理器器件选型与最小系统设计20-23
• 3.2.1 ARM微处理器选型20-21
• 3.2.2 最小系统原理图设计21
• 3.2.3 最小系统PCB图设计21-23
• 3.3 系统启动模式23-25
• 3.4. 供电模式及下载电路25-26
• 3.4.1 供电部分电路25
• 3.4.2 一键下载电路25-26
• 3.5 按键及LED显示电路26-27
• 3.6 LCD显示模块27
• 3.7 内置存储模块27-29
• 3.7.1 EEPROM27-28
• 3.7.2 SPI FLASH28-29
• 3.8 外置存储模块29
• 3.9 通信模块29-31
• 3.10 本章小结31-32
• 第四章 嵌入式教学实验平台实验设计32-63
• 4.1 实验设计综述32
• 4.2 基础实验设计32-47
• 4.2.1 GPIO实验32-37
• 4.2.2 按键中断实验37-41
• 4.2.3 串口实验41-44
• 4.2.4 PMW输出实验44-47
• 4.3 扩展实验设计47-62
• 4.3.1 TFTLCD显示实验47-54
• 4.3.2 RTC时钟实验54-57
• 4.3.3 SPI实验57-60
• 4.3.4 UCOSII实验60-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第五章 实验验证及仿真测试63-72
• 5.1 系统测试63
• 5.2 基础功能测试63-68
• 5.2.1 GPIO仿真测试63-65
• 5.2.2 按键中断仿真测试65-67
• 5.2.3 串口实验验证67-68
• 5.2.4 PMW输出实验验证68
• 5.3 扩展功能测试68-71
• 5.3.1 TFTLCD实验验证68-69
• 5.3.2 RTC实时时钟实验验证69
• 5.3.3 SPI实验验证69-70
• 5.3.4 UCOSII实验验证70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 结论72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 宋扬;马彪;秦晓丽;;基于Boa的嵌入式Web服务器关键技术研究[J];大连民族学院学报;2007年03期

2 崔龙,周启明,江文瑞;基于ARM的实时测控系统开发平台[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年01期

3 张舞杰;南亦民;;基于STM32F103VB的应用编程技术的实现[J];计算机应用;2009年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 叶雷;基于ARM的嵌入式系统设计[D];电子科技大学;2005年

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本文编号：355265