嵌入式實(shí)訓(xùn)總結(jié)大全11篇

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篇（1）

1.嵌入式技術(shù)的教學(xué)計(jì)劃

(1)概述

嵌入式技術(shù)具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐性、理論性，在其硬件的發(fā)展歷程中主要是從8位單片機(jī)到32位微處理器ARM，軟件發(fā)展歷程主要是從沒(méi)有操作系統(tǒng)到有操作系統(tǒng)，同時(shí)該技術(shù)具有較高的難度，如果沒(méi)有科學(xué)合理的教學(xué)計(jì)劃，高職學(xué)生很難高效的掌握相關(guān)技術(shù)知識(shí)。因此在教學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知水平，循序漸進(jìn)的進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。關(guān)于嵌入式技術(shù)硬件方面的教學(xué)應(yīng)制定單片機(jī)原理和應(yīng)用等課程，為學(xué)生更好的學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)有更加深入的認(rèn)識(shí)。關(guān)于嵌入式技術(shù)軟件方面的教學(xué)應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)原理等課程，使學(xué)生可以更加扎實(shí)的掌握該技術(shù)的運(yùn)用[1]。

(2)建立課程體系

在掌握嵌入式技術(shù)的基礎(chǔ)課程之后才能學(xué)習(xí)深層次的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程，建立適合嵌入式技術(shù)教學(xué)的課程體系，如在學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng)原理、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等軟件基礎(chǔ)課程和單片機(jī)原理及開(kāi)發(fā)、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)等硬件基礎(chǔ)課程之后，學(xué)習(xí)基于Linux的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程[2]。

2.建設(shè)專業(yè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)境

(1)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

教學(xué)平臺(tái)的處理核心應(yīng)采用Intel高性能的PXA270處理器，還應(yīng)當(dāng)選用源碼開(kāi)放的Linux操作系統(tǒng)作為平臺(tái)的操作系統(tǒng)，教學(xué)平臺(tái)的硬件模式應(yīng)設(shè)計(jì)為功能板與核心板相結(jié)合，功能板應(yīng)包括各種外圍接口和器件，如存儲(chǔ)卡接口、音頻和視頻接口、攝像頭接口、USB接口、RS232接口等外圍接口;核心板應(yīng)具備全部最小系統(tǒng)運(yùn)行所需的硬件，如電源控制模塊、CLPD、SDRAM、Flash、CPU等硬件，保證在接入5V電源的情況下可以單獨(dú)通電作業(yè)，同時(shí)為了完成調(diào)試工作和程序的下載等還需要設(shè)置以太網(wǎng)接口、串口、JTAG接口。通過(guò)有機(jī)結(jié)合功能板與核心板，從而構(gòu)造完整的應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)該系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的處理能力、較低的功能消耗、較小的體積等優(yōu)點(diǎn)。在平臺(tái)軟件環(huán)境的設(shè)計(jì)方面有時(shí)不能夠直接通過(guò)硬件平臺(tái)來(lái)設(shè)計(jì)，這時(shí)就需要采用其他的方法，如將編譯和編輯目標(biāo)板的Linux文件系統(tǒng)、內(nèi)核、引導(dǎo)程序以及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具安裝到宿主機(jī)上，安裝之后通過(guò)將需要的軟件下載到目標(biāo)板上進(jìn)而運(yùn)行該軟件系統(tǒng)。通常將這種開(kāi)發(fā)方式稱為交叉開(kāi)發(fā)，交叉開(kāi)發(fā)的模型為由宿主機(jī)生成目標(biāo)內(nèi)核映像文件系統(tǒng)通過(guò)各種連接方式下載到目標(biāo)機(jī)上形成內(nèi)核映像。而實(shí)現(xiàn)Linux操作系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)板平臺(tái)上的運(yùn)行主要滿足兩個(gè)條件，一是保留Linux操作系統(tǒng)的基本功能配置，通過(guò)壓縮和裁剪的方式將不重要的功能模塊去掉，從而在保證其所需功能能夠?qū)崿F(xiàn)的基礎(chǔ)上為嵌入式系統(tǒng)節(jié)約更多的存儲(chǔ)空間。二是將Linux內(nèi)核所需的硬件進(jìn)行針對(duì)性的移植，對(duì)部分和硬件直接接觸的代碼進(jìn)行修改，例如Bootloader，保證平臺(tái)上的軟件可以在開(kāi)發(fā)板上正常運(yùn)行[3]。

(2)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

嵌入式教學(xué)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)采用具有CSM通信模塊、觸摸屏、音頻、USB攝像頭、通用的網(wǎng)絡(luò)功能、IO功能等功能的PXA270實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。利用這些功能模塊設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)的基本功能可以有更加深入的了解，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)的積極性。具體的教學(xué)內(nèi)容可設(shè)計(jì)為在學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)移植和嵌入式交叉環(huán)境架構(gòu)方面設(shè)計(jì)文件系統(tǒng)制作實(shí)訓(xùn)、內(nèi)核編譯移植實(shí)訓(xùn)、Boot-Loader編譯移植實(shí)訓(xùn)、Makefile編寫(xiě)使用實(shí)訓(xùn)、常用命令以及工具實(shí)訓(xùn)等課時(shí)訓(xùn)練;在學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)時(shí)可設(shè)計(jì)關(guān)于USB驅(qū)動(dòng)配置實(shí)訓(xùn)、IO口驅(qū)動(dòng)實(shí)訓(xùn)、驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)實(shí)訓(xùn)等內(nèi)容的教學(xué)任務(wù);在學(xué)習(xí)基于QT編程應(yīng)用開(kāi)發(fā)和QT移植時(shí)，可以設(shè)計(jì)Web-server的移植和網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)訓(xùn)、USB攝像頭實(shí)訓(xùn)、串口通訊實(shí)訓(xùn)、QT移植實(shí)訓(xùn)等教學(xué)內(nèi)容;在最后嵌入式綜合項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的時(shí)候可設(shè)置基于Webser-vice的數(shù)字糧倉(cāng)監(jiān)控系統(tǒng)、嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程和一般設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容等。根據(jù)具體的學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)不同的教學(xué)內(nèi)容，利用教學(xué)實(shí)訓(xùn)的方式，有機(jī)的結(jié)合教學(xué)實(shí)踐與理論知識(shí)，將抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)為具體的實(shí)踐活動(dòng)，從而提高學(xué)生嵌入式技術(shù)的實(shí)際開(kāi)發(fā)能力[4]。

3.總結(jié)

綜上所述，通過(guò)對(duì)高職計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)嵌入式技術(shù)教學(xué)改革的研究，從中可以了解到根據(jù)嵌入式技術(shù)制定相應(yīng)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容，以此來(lái)將復(fù)雜和難度較大的嵌入式技術(shù)以更加簡(jiǎn)單的教學(xué)方式傳授給學(xué)生，使學(xué)生可以掌握更加堅(jiān)實(shí)的嵌入式技術(shù)知識(shí)，提高其實(shí)踐操作能力，從而為社會(huì)提供更加專業(yè)、優(yōu)秀的嵌入式技術(shù)人才，為社會(huì)發(fā)展提供人才保障，從而促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn):

[1]鄒霞玲.當(dāng)前高職院校計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革創(chuàng)新探究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011，36:9571-9572.

篇（2）

【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）03-0235-01

一、我校嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的立足點(diǎn)以及嵌入式行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品日益豐富，市場(chǎng)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其在家電、汽車、通信、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛。全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)嵌入式人才需求量非常大，因此全國(guó)很多高校、職業(yè)技術(shù)學(xué)院和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)紛紛開(kāi)展了嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)和培訓(xùn)，我校立足東莞松山湖高科技產(chǎn)業(yè)園，而東莞松山湖科技產(chǎn)業(yè)園正在以信息家電、汽車電子、裝備控制為切入點(diǎn)努力來(lái)打造國(guó)家級(jí)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)基地，因此我校在建校之初就在電子工程系開(kāi)設(shè)嵌入式系統(tǒng)類課程。

二、我校目前嵌入式教學(xué)的現(xiàn)狀

我校開(kāi)展嵌入式系統(tǒng)教學(xué)已經(jīng)有兩年了，所遇到的問(wèn)題有很多，主要有：

1.電子專業(yè)主修課程較多，嵌入式系統(tǒng)課程學(xué)時(shí)不夠。

學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)必修首先具有單片機(jī)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，在硬件方面必須先學(xué)習(xí)模數(shù)電，和單片機(jī)原理與應(yīng)用等課程，在軟件方面要學(xué)習(xí)C程序設(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言、軟件學(xué)和操作系統(tǒng)原理等課程。只有掌握了這些課程的內(nèi)容，才能進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)，高職、高專院校的學(xué)制一般只有3年，而真正學(xué)習(xí)的時(shí)間只有2年半左右，學(xué)生學(xué)習(xí)這些課程的時(shí)間將非常緊張。嵌入式系統(tǒng)這門(mén)課又強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力，需要很多實(shí)驗(yàn)以及實(shí)訓(xùn)來(lái)補(bǔ)充才能學(xué)得好，這樣一來(lái)就更加導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)的學(xué)時(shí)更加不夠。

2.嵌入式系統(tǒng)課程難度大。

嵌入式系統(tǒng)本身的知識(shí)點(diǎn)很多，比51單片機(jī)所需要的知識(shí)點(diǎn)更多，而且也更抽象，學(xué)習(xí)難度上比較大，主要包括嵌入式硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)和嵌入式軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)，而軟件平臺(tái)就包括Boot loader引導(dǎo)程序、驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)、操作系統(tǒng)的移植以及應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)等，學(xué)習(xí)起來(lái)難度很大，這些知識(shí)如果在沒(méi)有操作系統(tǒng)知識(shí)的基礎(chǔ)的情況下，難度更大。

3.高職學(xué)生學(xué)習(xí)能力相對(duì)較弱。

我校的學(xué)生都是高考第三批次錄取的。相對(duì)本科而言，高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與基礎(chǔ)要相對(duì)薄弱，接受能力也相對(duì)較差，學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)課程，學(xué)生遇到的困難會(huì)更大。高職院校的學(xué)生普遍都有一種自卑心理，再加上電子專業(yè)的知識(shí)邏輯性較強(qiáng)，如果沒(méi)學(xué)好前一門(mén)課程，對(duì)后一門(mén)課程的影響較大，學(xué)生往往越往后越?jīng)]信心，而嵌入式系統(tǒng)課程又是一門(mén)非常綜合的課程，學(xué)生越來(lái)越?jīng)]信心學(xué)好嵌入式系課程。

4.缺少合適的教材。

目前很多教材都是以前本科院校教材的縮減，沒(méi)有體現(xiàn)高職教育的課程特點(diǎn)，嵌入式技術(shù)又發(fā)展得很迅速，教材跟不上變化，具體來(lái)說(shuō)就是沒(méi)有符合我們具體實(shí)際情況的教材。

三、教學(xué)方法改革

根據(jù)我校目前的情況，結(jié)合自身從事嵌入式教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為可以在開(kāi)設(shè)嵌入式課程時(shí)采取以下措施：

1.以競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)。

我校每年都會(huì)派出代表隊(duì)參加廣東省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，以及全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，這些競(jìng)賽的題目都很新穎，很多都用到嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，學(xué)生參與其中也學(xué)到很多項(xiàng)目化的經(jīng)驗(yàn)。我們每年都會(huì)在參賽的題目當(dāng)中拿出一道放到我們嵌入式系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)當(dāng)中，以競(jìng)賽的方式來(lái)促進(jìn)教學(xué)，讓學(xué)生親自動(dòng)手去去實(shí)踐，提高能力。

2.采用項(xiàng)目化教學(xué)法。

在傳統(tǒng)的嵌入式課程教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)內(nèi)容遵照教學(xué)大綱，力求給學(xué)生樹(shù)立一個(gè)整體和全面的嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)體系。這種教學(xué)方法能夠保證學(xué)生在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)課程過(guò)程中所掌握的知識(shí)是一個(gè)前后連貫、相互聯(lián)系的有機(jī)整體。但是這種方法學(xué)生產(chǎn)生不了興趣，一旦中間某個(gè)環(huán)節(jié)脫節(jié)了，后面內(nèi)容要繼續(xù)下去就困難了。基于此我認(rèn)為采用項(xiàng)目化的教學(xué)方法適合學(xué)生，首先，項(xiàng)目化教學(xué)能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓他們自己去學(xué)，自己去查資料，不是老師逼他們?nèi)W(xué)，改變傳統(tǒng)的教授式方法；第二，把每年電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的幾個(gè)題目拿來(lái)給他們做為一個(gè)項(xiàng)目，讓他們能夠?qū)W以致用。

3.用andriod系統(tǒng)作為例子來(lái)講解嵌入式操作系統(tǒng)。

目前流行的智能觸屏手機(jī)都是基于谷歌的andriod操作系統(tǒng)，而andriod系統(tǒng)的內(nèi)核又是linux，學(xué)生都對(duì)andriod系統(tǒng)很感興趣，可以把這個(gè)作為切入點(diǎn)，首先教會(huì)大家怎么刷機(jī)（重裝手機(jī)系統(tǒng)），讓學(xué)生首先能夠接觸到嵌入式系統(tǒng)，這個(gè)過(guò)程學(xué)生就會(huì)對(duì)嵌入式系統(tǒng)有個(gè)框架性的認(rèn)識(shí)，然后再層層剖析，慢慢深入下去講linux系統(tǒng)，這樣一來(lái)就避免了直接講授復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)，這樣就會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)跟實(shí)際也聯(lián)系緊密。

4.利用現(xiàn)有教學(xué)平臺(tái)出版適合學(xué)生的講義。

每所學(xué)校的條件都各不相同，學(xué)生的情況也不盡相同，從各大出版社選的教材都是比較寬泛的教材，每年選的教材跟我們的實(shí)際情況還是有些差距，比如，實(shí)驗(yàn)室所用配套試驗(yàn)箱跟教材所選用的例子以及實(shí)驗(yàn)關(guān)系不大，做實(shí)驗(yàn)時(shí)必須要重新編排重新寫(xiě)程序，這樣就造成了教材跟實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)脫節(jié)的情況，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，所以要根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況以及學(xué)生的接受能力來(lái)編寫(xiě)適合自己的教材或者講義，這其中項(xiàng)目化教材是最好的。

四、總結(jié)

目前我校的嵌入式系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)才剛剛起步， 在實(shí)際教學(xué)工作中還存在著許多不足， 一些實(shí)踐教學(xué)方法的教學(xué)效果還需要時(shí)間來(lái)驗(yàn)證， 同時(shí)還將有許多新的教學(xué)手段需要我們進(jìn)一步的探討和研究。因此， 在高校嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)方面迫切需要建立起能夠追隨時(shí)代步伐的嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系， 才能夠培養(yǎng)出真正適應(yīng)社會(huì)的嵌入式系統(tǒng)人才。

篇（3）

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）02（b）-0000-00

大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將成為今后一項(xiàng)具有國(guó)家戰(zhàn)略意義的重要決策[1]，物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)后又一個(gè)信息技術(shù)綜合應(yīng)用的代名詞，掀起信息產(chǎn)業(yè)第三浪潮，其重要性顯而易見(jiàn)，因此國(guó)家2011年在全國(guó)55所高校開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，該專業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)急需的且指定大力發(fā)展的電子信息類專業(yè)，未來(lái)有著很大的需求和發(fā)展空間。從2012年開(kāi)始，我校實(shí)施了教育部制定的“卓越工程師教育培訓(xùn)計(jì)劃”，該計(jì)劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的各類型工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)[2]。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是我校特色專業(yè)之一，我校將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為“卓越計(jì)劃”重點(diǎn)培養(yǎng)專業(yè)之一，因此，結(jié)合“卓越計(jì)劃”的要求，深入進(jìn)行“嵌入式系統(tǒng)”課程教學(xué)改革勢(shì)在必行，以學(xué)生為中心，以開(kāi)拓知識(shí)視野、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、培養(yǎng)實(shí)踐能力為目的，為國(guó)家提供大批動(dòng)手能力強(qiáng)，滿足企業(yè)發(fā)展要求，適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。

一、教學(xué)現(xiàn)狀

目前嵌入式系統(tǒng)教學(xué)存與許多其它工科專業(yè)共存的問(wèn)題[3]。比如，課時(shí)安排不合理，實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少；重傳統(tǒng)理論教學(xué)，輕實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式比較單一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，缺乏創(chuàng)新性，跟不上目前嵌入式發(fā)展水平；實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺少對(duì)非智力能力和綜合能力的訓(xùn)練；實(shí)驗(yàn)室嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備過(guò)于陳舊，實(shí)驗(yàn)室管理制度不完善；不能利用校外有效的合作資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的拓展[4]；課程考核方式不完善，往往單純從理論考試成績(jī)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)判，忽略實(shí)驗(yàn)過(guò)程，上述種種問(wèn)題，導(dǎo)致目前許多學(xué)生學(xué)完嵌入式系統(tǒng)課程之后，即使考到高分，依然不能獨(dú)自完成教學(xué)大綱要求之內(nèi)的相對(duì)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，學(xué)生完全處于紙上談兵階段，這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生不符合卓越工程師的要求，更不符合企業(yè)和國(guó)家所需要的復(fù)合型工程技術(shù)人才的要求。

二、以創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為原則的改革

1. 開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)

在理論教學(xué)中，改變傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)方法，老師不再只是對(duì)著現(xiàn)有的課本或者PPT直接講解嵌入式系統(tǒng)的理論知識(shí)，而是通過(guò)提出目前實(shí)際嵌入式系統(tǒng)研究和開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，或者將已有嵌入式產(chǎn)品中存在的問(wèn)題作為探究背景，通過(guò)設(shè)置讓學(xué)生和老師之間展開(kāi)開(kāi)放式討論和自由提問(wèn)的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生積極參加到課堂活動(dòng)中來(lái)，最后，將老師的點(diǎn)評(píng)總結(jié)作為課堂內(nèi)容的點(diǎn)睛環(huán)節(jié)，旨在將枯燥的基礎(chǔ)理論知識(shí)是如何運(yùn)用到實(shí)際嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中、以及如何解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程講解給學(xué)生。通過(guò)這種研究性的學(xué)習(xí)方式，給學(xué)生留下更加深刻的印象，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的興趣，使學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)的理論知識(shí)的本質(zhì)有更加深刻的認(rèn)識(shí)，在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中將知識(shí)熟練運(yùn)用到實(shí)踐開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中去。

2. 開(kāi)放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

去除以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果單一，過(guò)程機(jī)械化，沒(méi)有拓展性，缺乏綜合型和研究型的基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)[5]。改用內(nèi)容比較新穎，又不太復(fù)雜的開(kāi)放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，比如，當(dāng)前智能手機(jī)和游戲開(kāi)發(fā)是一個(gè)很流行的研究方向，智能手機(jī)中簡(jiǎn)單游戲就是一個(gè)很好的嵌入式具體應(yīng)用的例子，所以我們可以選取一些相對(duì)簡(jiǎn)單、開(kāi)放性強(qiáng)、形式新穎、吸引力足的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的游戲案例來(lái)取代已經(jīng)沿用多年的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容真正做到來(lái)源于實(shí)際案例，又促進(jìn)實(shí)際嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的功能。開(kāi)放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不僅豐富嵌入式系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而且使實(shí)驗(yàn)本身更加有趣、貼近生活。更重要的是在進(jìn)行上述開(kāi)放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生可以親身體會(huì)到實(shí)踐是如何檢驗(yàn)真理、理論與實(shí)踐之間如何相互促進(jìn)的道理，在一定程度上可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新、敢于探索、不怕困難的科研精神。

3. 以競(jìng)促學(xué)

學(xué)科競(jìng)賽是學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的一種重要方式，競(jìng)賽是對(duì)學(xué)生更高一層次的要求，是考察學(xué)生綜合能力的一個(gè)重要方法[6]。目前諸如博創(chuàng)杯嵌入式比賽，“ZLG杯”中國(guó)大學(xué)生ARM嵌入式系統(tǒng)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，微軟嵌入式大賽，全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等都是含金量較高的比賽，通過(guò)參加競(jìng)賽可以發(fā)掘出嵌入式系統(tǒng)這門(mén)課程真正的魅力所在，解決嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐環(huán)節(jié)中缺乏挑戰(zhàn)與創(chuàng)新的不足，真正提升學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作解決特定問(wèn)題的能力，提高實(shí)踐環(huán)節(jié)的質(zhì)量。在比賽過(guò)程中不僅對(duì)學(xué)生嵌入式系統(tǒng)及其它學(xué)科知識(shí)的拓展有所幫助，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)和配合意識(shí)。

4. 嵌入式系統(tǒng)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)作為“卓越計(jì)劃”重點(diǎn)培養(yǎng)專業(yè)之一，對(duì)于實(shí)踐訓(xùn)練要求自然極高，改變以往實(shí)習(xí)完全以老師講解為主導(dǎo)，動(dòng)手環(huán)節(jié)較少，完全違背實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)方式，將學(xué)生帶到當(dāng)?shù)貙?duì)嵌入式研究具有一定規(guī)模的企業(yè)公司參加實(shí)習(xí)培訓(xùn)，了解目前企業(yè)嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)流程和水平。同時(shí)將實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的主導(dǎo)權(quán)下放給學(xué)生，鍛煉學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力，以一種學(xué)生為主，老師為輔的實(shí)訓(xùn)方式讓學(xué)生真正融入到嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中來(lái)。

5. 改革考核方式， 體現(xiàn)綜合能力

事實(shí)證明“一張?jiān)嚲泶蛱煜隆钡目己朔绞酵⒉荒苷嬲从吵鰧W(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握和運(yùn)用情況。為了督促學(xué)生認(rèn)真做好嵌入式實(shí)驗(yàn)，真正考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手和實(shí)驗(yàn)觀察能力[7]。可將嵌入式系統(tǒng)課程成績(jī)分為： ①筆試?yán)碚摮煽?jī)，該項(xiàng)占40%，主要考察嵌入式操作系統(tǒng)概述、微處理器與調(diào)試技術(shù)、ARM體系結(jié)構(gòu)和指令集、ARM開(kāi)發(fā)工具和匯編程序設(shè)計(jì)、嵌入式存儲(chǔ)器和接口技術(shù)等； ②開(kāi)放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的成績(jī)，該項(xiàng)占40%，主要考察每次實(shí)驗(yàn)課學(xué)生出勤次數(shù)，具體操作步驟，實(shí)驗(yàn)結(jié)果完成情況以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告；③課外創(chuàng)新成績(jī)，該項(xiàng)占10%，主要考察學(xué)生參加各種嵌入式比賽、實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)的獲獎(jiǎng)情況；④學(xué)期末的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)成績(jī)，該項(xiàng)占10%，主要考察在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)階段指定項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的完成情況。

結(jié)語(yǔ)

工程師是未來(lái)世界的塑造者[8]。嵌入式系統(tǒng)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因此采用課內(nèi)外、校內(nèi)外相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系，以卓越工程師的基本要求為導(dǎo)向，使學(xué)生能熟悉掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，掌握一種開(kāi)發(fā)工具，熟悉一種調(diào)試方法，使學(xué)生在學(xué)完嵌入式系統(tǒng)課程后，能真正掌握最基本的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，成為一名合格優(yōu)秀的卓越工程師。

參考文獻(xiàn)

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篇（4）

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)15-3647-04

物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算目前已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)的主流方向，在這個(gè)主流方向中，最核心、最關(guān)鍵的部分是嵌入式系統(tǒng)。調(diào)查數(shù)據(jù)【1】顯示，市場(chǎng)對(duì)嵌入式人才的需求缺口巨大。就高校而言，培養(yǎng)符合行業(yè)要求的人才是高校的職責(zé)，而人才的培養(yǎng)又始終離不開(kāi)切實(shí)可行的教學(xué)計(jì)劃和課程體系，制定符合行業(yè)實(shí)際的教學(xué)計(jì)劃和課程體系，是培養(yǎng)人才的關(guān)鍵。而開(kāi)設(shè)什么樣的課程來(lái)培養(yǎng)符合行業(yè)要求人才，又要依據(jù)行業(yè)特點(diǎn)和對(duì)人才的技術(shù)要求來(lái)確定，否則就會(huì)偏離行業(yè)要求，滿足不了行業(yè)需求。在2008年《普通高等學(xué)校高職高專教育指導(dǎo)性專業(yè)目錄(試行)》里已經(jīng)規(guī)劃了嵌入式技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)(專業(yè)代碼510121)，但還沒(méi)有形成一門(mén)獨(dú)立的本科專業(yè)，近幾年高校中的電子專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)以及機(jī)電與自動(dòng)化專業(yè)、通信專業(yè)都相繼開(kāi)設(shè)了嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程,大都針對(duì)本科高年級(jí)學(xué)生或者研究生開(kāi)設(shè)了嵌入式系統(tǒng)方向。從國(guó)內(nèi)不同高校不同專業(yè)開(kāi)設(shè)的嵌入式系統(tǒng)課程來(lái)看，各具特色，有些硬件課程開(kāi)設(shè)的多，有些軟件課程開(kāi)設(shè)的多。這主要是由于嵌入式系統(tǒng)本身包含軟件與硬件兩個(gè)層次,在設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面,又具有軟硬件協(xié)同工作的特點(diǎn),既要依據(jù)硬件設(shè)計(jì)軟件,又要依據(jù)軟件確定硬件,不能簡(jiǎn)單的說(shuō)哪個(gè)更重要,只能從應(yīng)用的角度講其側(cè)重點(diǎn)不同。因此對(duì)于不同專業(yè)開(kāi)設(shè)的嵌入式系統(tǒng)課程，不能一概而論。本文主要從嵌入式從業(yè)人員進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所具備的知識(shí)要求和技術(shù)要求為依據(jù)，確立計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生從事嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)具備的基礎(chǔ)知識(shí)和技能，并著重對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生嵌入式系統(tǒng)的課程體系構(gòu)建內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方案進(jìn)行探討和研究。

1嵌入式系統(tǒng)概述

嵌入式系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、以應(yīng)用為中心、軟件硬件可裁剪并且對(duì)系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從其概念來(lái)看，嵌入式系統(tǒng)是專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)該包含硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，具體地說(shuō)，一個(gè)嵌入式系統(tǒng)硬件以微處理器為核心集成存儲(chǔ)器和系統(tǒng)專用的輸入/輸出設(shè)備；嵌入式系統(tǒng)軟件包括初始化代碼及驅(qū)動(dòng)、嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序等，這些軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，形成系統(tǒng)特定的一體化軟件。一個(gè)典型的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)包含嵌入式硬件、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件三個(gè)部分構(gòu)成。

由于嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，因此嵌入式系統(tǒng)是應(yīng)用于特定環(huán)境下，針對(duì)特定用途來(lái)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，所以不同于通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)、“量體裁衣”、去除冗余，力爭(zhēng)在較少的資源上實(shí)現(xiàn)更高的性能。嵌入式系統(tǒng)的基本特點(diǎn)就是“嵌入”、“專用性“和“計(jì)算機(jī)性”。由于系統(tǒng)的這些特性，導(dǎo)致系統(tǒng)的存在形式是多樣的和面向特定應(yīng)用的，并且對(duì)成本、功耗、可靠性和實(shí)時(shí)性特別關(guān)注，因此在嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)的選擇上都要考慮這些特點(diǎn)。

2嵌入式系統(tǒng)專業(yè)人才崗位及核心能力分析

2.1嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)崗位劃分與設(shè)置

從事嵌入式技術(shù)的崗位主要是企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售部門(mén)，當(dāng)然還有其它輔助部門(mén)，在此主要針對(duì)研發(fā)部門(mén)的崗位進(jìn)行分析。嵌入式系統(tǒng)研發(fā)部門(mén)崗位的設(shè)置，離不開(kāi)嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)過(guò)程，設(shè)置什么樣的崗位、需要何種學(xué)歷的人才都與嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程緊密相關(guān)。就嵌入式系統(tǒng)而言，總體上可劃分為硬件和軟件兩部分，硬件一般由高性能的微處理器和的接口電路組成，軟件一般由硬件抽象層、嵌入式操作系統(tǒng)、軟件應(yīng)用平臺(tái)和應(yīng)用程序等組成,如圖1所示。

硬件層是整個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序運(yùn)行的平臺(tái)，包括輸入輸出接口/驅(qū)動(dòng)電路、處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)器、串口、中斷控制器、外設(shè)器件、圖形控制器及相關(guān)系統(tǒng)電路等部分。對(duì)于硬件層的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)要有較深的硬件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，這些崗位一般都需要資深的硬件工程師。中間層包括硬件抽象層（HAL）或板級(jí)支持包（BSP），負(fù)責(zé)對(duì)各種硬件功能提供軟件接口，包括硬件初始化、時(shí)鐘管理、定時(shí)器管理、中斷處理、總線管理、內(nèi)存地址的映射等。它位于底層硬件和操作系統(tǒng)之間，是二者之間的橋梁。這個(gè)層次的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)不僅要精通底層硬件結(jié)構(gòu)，還要熟悉上層的操作系統(tǒng)，主要工作是開(kāi)發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。這部分工作需要有豐富的軟硬件件研發(fā)經(jīng)驗(yàn)才可以勝任。軟件層主要包括操作系統(tǒng)和軟件應(yīng)用平臺(tái)，操作系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)資源的訪問(wèn)和管理，完成任務(wù)調(diào)度，支持應(yīng)用軟件的運(yùn)行及開(kāi)發(fā)，軟件應(yīng)用平臺(tái)則是為了提高開(kāi)發(fā)速度與軟件質(zhì)量，一些應(yīng)用提供商開(kāi)發(fā)了一些可重用的應(yīng)用平臺(tái)，封裝了一些常用的功能，同時(shí)提供API接口，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。這些崗位要求具有豐富的嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和軟件工程能力。功能層主要指的是應(yīng)用軟件層，位于嵌入式系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的最頂層，直接與最終用戶交互。針對(duì)各種特定功能來(lái)編寫(xiě)應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能應(yīng)用。主要是進(jìn)行大量的C、C++或JAVA語(yǔ)言編程，不需要更多涉及底層硬件，大都是基于操作系統(tǒng)之上的編程。這些崗位要求就有豐富的嵌入式應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)能力。從嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程看，還可以對(duì)硬件層、中間層、軟件層、功能層四個(gè)層次的研發(fā)工作進(jìn)一步細(xì)化。

2.2技術(shù)研發(fā)崗位從業(yè)人員核心能力分析

對(duì)于從事嵌入式系統(tǒng)研發(fā)的技術(shù)人員而言，必須具有與崗位匹配的核心能力才可以勝任工作。文獻(xiàn)[3]就嵌入式整個(gè)行業(yè)的從業(yè)人員在不同崗位應(yīng)具備的知識(shí)和能力進(jìn)行了描述。由于目前國(guó)內(nèi)就嵌入式人才的評(píng)估和認(rèn)證只有嵌入式工程師認(rèn)證，因此本文將從硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)架構(gòu)、軟、硬件測(cè)試這五類技術(shù)研發(fā)崗位進(jìn)行研究，來(lái)確定相應(yīng)人員應(yīng)具備的知識(shí)和能力要求。對(duì)于每一類崗位，將從崗位工作任務(wù)、崗位知識(shí)能力、主要技能和核心能力這四個(gè)方面就行研究，其中崗位工作任務(wù)是指該崗位應(yīng)完成日常基本工作的事務(wù)范圍，崗位知識(shí)能力是指該崗位應(yīng)具備的基本知識(shí)要求，主要技能是指該崗位技術(shù)能力的要求范圍，核心能力是指該崗位工作主要能力要求。分析結(jié)果如表1所示。

2.3技術(shù)研發(fā)崗位知識(shí)要求

表1就目前嵌入式技術(shù)人員的五種崗位要求從四個(gè)方面進(jìn)行了分析，從分析的結(jié)果看，對(duì)于硬件設(shè)計(jì)及測(cè)試人員而言，應(yīng)具有的知識(shí)點(diǎn)：①熟悉或者掌握模擬電子線路、數(shù)字電路，單片機(jī)等基本的硬件電子電路設(shè)計(jì)知識(shí)；②熟悉和掌握C語(yǔ)言或者C++語(yǔ)言及接口電路程序設(shè)計(jì)；嵌入式系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)③至少熟悉l到2種基本的EDA工具，如MODELSIM、Quartus? lI、Protel等；④熟悉各種常用工具和儀器儀表，熟悉電子元器件性能分析。軟件設(shè)計(jì)軟件測(cè)試人員而言，應(yīng)具有的知識(shí)點(diǎn)：①熟悉Linux，WinCE，Vxworks等操作系統(tǒng)的各種軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境；②熟悉GUI開(kāi)發(fā)過(guò)程、熟悉網(wǎng)絡(luò)編程、多任務(wù)編程等；③精通C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言；④熟悉嵌入式系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。⑤熟悉嵌入式軟件開(kāi)發(fā)模式及方法，熟悉白盒測(cè)試、黑盒測(cè)試和回歸測(cè)試，熟悉單測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程及測(cè)試的誤區(qū)的分析。系統(tǒng)架構(gòu)人員應(yīng)具有的知識(shí)點(diǎn)：①熟悉嵌入式軟件工程；②熟悉面向?qū)ο蠛徒Y(jié)構(gòu)化軟件開(kāi)發(fā)方法；③精通常用軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言；④熟悉軟件架構(gòu)模式和設(shè)計(jì)模式，熟悉常用軟件建模技術(shù)。

3計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程體系及實(shí)踐平臺(tái)的構(gòu)建及分析

3.1計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程體系及實(shí)踐平臺(tái)的構(gòu)建

從嵌入式系統(tǒng)專業(yè)人才崗位及核心能力分析來(lái)看，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)，在構(gòu)架課程體系時(shí)，應(yīng)該結(jié)合計(jì)算機(jī)專業(yè)特點(diǎn)及嵌入式技術(shù)研發(fā)崗位和應(yīng)具備的知識(shí)能力出發(fā)，可從理論與實(shí)踐兩個(gè)方面，去制定切實(shí)可行的專業(yè)課程體系。本文將從理論課程體系和實(shí)踐課程體系兩個(gè)方面闡述課程體系和實(shí)踐平臺(tái)的構(gòu)建。其平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在圖2中，計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)和核心課程體系可依據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)培養(yǎng)課程體系及目標(biāo)確定，本文不再贅述。對(duì)于嵌入式系統(tǒng)理論課程體系可分別從硬件課程、語(yǔ)言課程、專業(yè)課程三個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)建，其中硬件課程可包含有電路與模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯電路、計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)、微機(jī)原理與接口、ARM體系結(jié)構(gòu)與編程、電子線路設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、DSP技術(shù)及應(yīng)用、FPGA設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程；語(yǔ)言課程可包含有C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、VC＋＋程序設(shè)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、VB程序設(shè)計(jì)、C#程序設(shè)計(jì)、J2EE中間件技術(shù)、C語(yǔ)言深入編程、C++/VC++深入編程等課程；專業(yè)課程可包含有嵌入式操作系統(tǒng)、Linux設(shè)備管理與應(yīng)用、ARM體系結(jié)構(gòu)與編程、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、WinCe系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)、面向操作系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)、多核程序設(shè)計(jì)等。對(duì)于嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐課程體系可從專業(yè)實(shí)踐與認(rèn)證培訓(xùn)兩個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)建，其中專業(yè)實(shí)踐可從課內(nèi)實(shí)踐、課程實(shí)訓(xùn)、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、專業(yè)競(jìng)賽、企業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等方面進(jìn)行構(gòu)建。在專業(yè)實(shí)踐中，課內(nèi)實(shí)踐和課程實(shí)訓(xùn)是對(duì)嵌入式專門(mén)知識(shí)的鞏固與提高，綜合實(shí)踐是階段性綜合能力培養(yǎng)的需求，項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合分析設(shè)計(jì)能力的保障。而對(duì)于培訓(xùn)認(rèn)證，可參與ARM公司全球認(rèn)證、中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式認(rèn)證、中國(guó)電子學(xué)會(huì)認(rèn)證、信息產(chǎn)業(yè)部認(rèn)證等機(jī)構(gòu)和部門(mén)的培訓(xùn)認(rèn)證活動(dòng)。

3.2嵌入式系統(tǒng)課程體系分析

從嵌入式系統(tǒng)課程體系的內(nèi)容來(lái)看，具有三個(gè)方面的特點(diǎn)。首先是體系完整，專業(yè)特色突出，整個(gè)課程體系體現(xiàn)四個(gè)方面的能力培養(yǎng)：①編程能力培養(yǎng)，體現(xiàn)在C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、C語(yǔ)言深入編程、C++/VC++深入編程及面向操作系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)等課程。②實(shí)踐能力培養(yǎng)，體現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)踐、Linux和WinCE操作系統(tǒng)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)踐、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)及畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等方面。③應(yīng)用能力培養(yǎng)，體現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用、嵌入式圖形界面開(kāi)發(fā)及嵌入式測(cè)試技術(shù)等方面。④創(chuàng)新能力培養(yǎng)，主要體現(xiàn)在創(chuàng)新團(tuán)體、嵌入式競(jìng)賽、企業(yè)實(shí)習(xí)及一些嵌入式協(xié)會(huì)等。其次，整個(gè)課程體系具有側(cè)重應(yīng)用，循序漸進(jìn)，層層遞進(jìn)的特點(diǎn)。從軟硬件編程到專業(yè)技能培養(yǎng)，再到項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)是遞進(jìn)式的。軟硬件編程是整個(gè)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)，專業(yè)技能是提高，項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)。最后，整個(gè)課程體系涵蓋了微軟、信產(chǎn)部認(rèn)證課程。微軟認(rèn)證為微軟WinCE嵌入式系統(tǒng)工程師認(rèn)證，其課程主要包括WinCE系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。信產(chǎn)部認(rèn)證為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師認(rèn)證，其主要課程包括嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式測(cè)試技術(shù)和ARM體系結(jié)構(gòu)與編程。

4計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

根據(jù)嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐課程體系構(gòu)建的設(shè)想，對(duì)于教學(xué)實(shí)踐，要根據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)和嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的技術(shù)要求和崗位職責(zé)，可進(jìn)行合理規(guī)劃。既要讓學(xué)生掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，又要讓學(xué)生跟得上主流技術(shù)潮流。由于嵌入式系統(tǒng)在構(gòu)成上可由硬件和軟件構(gòu)成，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)建。根據(jù)目前嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主流技術(shù)來(lái)看，在硬件選型上要以X86CPU、單片機(jī)和ARM處理器為主，在操作系統(tǒng)的選擇上要以WinCE、Linux、μC/OS-II和Vxworks等操作系統(tǒng)為主，可從驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)界面、應(yīng)用程序等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本文提出了一種可行的實(shí)驗(yàn)架構(gòu)，如圖3所示。

圖3嵌入式系統(tǒng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)體系

圖3從三個(gè)層面對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了規(guī)劃，最底層為硬件層，可選擇不同的處理器及各種電路及存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如X86CPU、ARM處理器、單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)化電路、I/O接口、通用接口、ROM、RAM等。中間為操作系統(tǒng)層，可選擇主流嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如WinCE、Linux、μC/OS-II、Vxworks等。最上層為應(yīng)用層，可從嵌入式驅(qū)動(dòng)層序開(kāi)發(fā)、嵌入式圖形用戶界面以及應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的選擇上可重點(diǎn)考慮匯編語(yǔ)言、C/C++語(yǔ)言、JAVA為主要訓(xùn)練語(yǔ)言。

5總結(jié)

篇（5）

2建立嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系以夯實(shí)基礎(chǔ)，突出重點(diǎn)，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，充分考慮通信類專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際情況，建立了高效整合的實(shí)踐體系。首先，我們基于嵌入式中對(duì)硬件電學(xué)知識(shí)和電路知識(shí)的掌握，分別開(kāi)設(shè)60課時(shí)的“電工技術(shù)”和60課時(shí)的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”；其次，基于嵌入式中對(duì)軟件設(shè)計(jì)知識(shí)的掌握，分別開(kāi)設(shè)90課時(shí)“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”和90課時(shí)的“單片機(jī)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與實(shí)踐”；最后，通過(guò)128課時(shí)的“嵌入式項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐”完成整個(gè)教學(xué)體系。由于課時(shí)有限，在安排課程時(shí)寧缺勿濫，既然學(xué)了就要學(xué)透，學(xué)扎實(shí)，避免后續(xù)課程出現(xiàn)“燙剩飯”現(xiàn)象。為了做到講、練、討論相結(jié)合，所學(xué)的知識(shí)能及時(shí)實(shí)踐，做到技能不過(guò)夜，少遺忘，因此采用4節(jié)課連上的形式，在綜合實(shí)驗(yàn)室邊講、邊練、邊討論完成教學(xué)。學(xué)生實(shí)踐時(shí)間大于50％。在打好基礎(chǔ)的同時(shí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生初步分析能力、綜合應(yīng)用能力和解決問(wèn)題能力。對(duì)嵌入式感興趣并且學(xué)有余力的學(xué)生可以參加由專業(yè)教師組織的嵌入式社團(tuán)，利用業(yè)余時(shí)間幫助教師完成某些項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和調(diào)試工作。有興趣的學(xué)生也可以參加電子設(shè)計(jì)大賽和嵌入式設(shè)計(jì)大賽，提高學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和實(shí)踐創(chuàng)新精神。

3建立和完善實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)境關(guān)系到教學(xué)是否正常完成。嵌入式系統(tǒng)涉及的實(shí)驗(yàn)設(shè)備種類較多，耗資較大，損壞率比較高，但利用率卻較低。為了解決學(xué)校與學(xué)生兩難問(wèn)題，滿足多層次實(shí)踐教學(xué)的要求，我們一方面向?qū)W校申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)，一方面鼓勵(lì)教師申報(bào)科研課題，調(diào)動(dòng)教師的積極性，自主研發(fā)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。截至2009年中旬，我院教師已申請(qǐng)到江蘇省產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目一項(xiàng)、江蘇省教改項(xiàng)目一項(xiàng)、教育部教職委教改項(xiàng)目一項(xiàng)、院級(jí)教改項(xiàng)目一項(xiàng)、院級(jí)創(chuàng)新基金一項(xiàng)，到帳經(jīng)費(fèi)約5萬(wàn)元。學(xué)院已為嵌入式教學(xué)體系實(shí)驗(yàn)課程配備了實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其中“單片機(jī)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與實(shí)踐”課程采用自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)板。一般人認(rèn)為，學(xué)好單片機(jī)不是教出來(lái)的，而是“玩出”來(lái)的。為了便于學(xué)生購(gòu)買(mǎi)，應(yīng)花大力氣降低實(shí)驗(yàn)板成本。最終，整套成本才25元，學(xué)院補(bǔ)貼60％，學(xué)生只要付10元就可以購(gòu)買(mǎi)屬于自己的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板。實(shí)驗(yàn)脫離了實(shí)驗(yàn)室的束縛，只要有電腦，隨時(shí)隨地都可以做。“嵌入式項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐”課程采用與中國(guó)電子學(xué)會(huì)嵌入式分委會(huì)、北京博創(chuàng)公司聯(lián)合建設(shè)的形式，既有Intel公司的PXA270實(shí)驗(yàn)箱、三星S3C－2410實(shí)驗(yàn)箱，又有便于學(xué)生學(xué)習(xí)購(gòu)買(mǎi)的三星S3C－2410開(kāi)發(fā)板，從而滿足不同層次的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的要求。在節(jié)省了大量的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和維護(hù)資金的同時(shí)，鍛煉、提高了教師的教學(xué)、科研水平，更重要的是保證了教學(xué)實(shí)踐優(yōu)質(zhì)、順利完成。

4建立嵌入式系統(tǒng)課程體系由于嵌入式系統(tǒng)內(nèi)容比較多、比較綜合，我們抓住學(xué)生職業(yè)需求，以學(xué)生以后的工作過(guò)程為基礎(chǔ)，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目教學(xué)2部分完成，教會(huì)學(xué)生嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與調(diào)試的方法，以及提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。第一部分，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)完成Linux程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)，如表1所示。通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生對(duì)Linux程序設(shè)計(jì)有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)流程和方法有一個(gè)靈活的掌握，為下一階段學(xué)習(xí)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。第二部分，教師通過(guò)職業(yè)行為領(lǐng)域引導(dǎo)一些典型的嵌入式系統(tǒng)通信項(xiàng)目在課程中進(jìn)行分解，把項(xiàng)目的內(nèi)容分成若干個(gè)任務(wù)，按照項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程，逐步由易變難，同時(shí)將學(xué)生分組，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)組織能力和相互協(xié)作能力。在教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生為主體，淡化講授和實(shí)驗(yàn)的界限，采用一體化教學(xué)，以項(xiàng)目為載體，打亂知識(shí)結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)容根據(jù)一個(gè)個(gè)通信項(xiàng)目重新組合在一起。通過(guò)做項(xiàng)目將常用的命令和知識(shí)點(diǎn)融合其中，突出能力目標(biāo)。一些使用率低的命令和知識(shí)點(diǎn)由于課時(shí)有限，學(xué)生的精力也有限，就舍棄不講，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生自學(xué)，盡量做到“丟芝麻，撿西瓜”。通過(guò)對(duì)工作過(guò)程分析，抽象出3個(gè)典型工作項(xiàng)目，涉及有線、無(wú)線通信多個(gè)領(lǐng)域，如表2所示。學(xué)生通過(guò)自己的操作很快能看到正確結(jié)果，成就感很強(qiáng)，興趣很高，同時(shí)通過(guò)分組考核，激發(fā)學(xué)生全隊(duì)合作意識(shí)和創(chuàng)造性。學(xué)生根據(jù)課程的進(jìn)度逐步完成項(xiàng)目中的各個(gè)模塊實(shí)驗(yàn)，在課程中不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)點(diǎn)，并應(yīng)用所學(xué)知識(shí)完成項(xiàng)目。

5實(shí)踐教學(xué)方法改革

5．1學(xué)生主體，多種教學(xué)方式相結(jié)合嵌入式系統(tǒng)內(nèi)容比較多，僅通過(guò)一兩種教學(xué)方式達(dá)不到教學(xué)目的，所以，我們采用授課、案例分析、演示、實(shí)驗(yàn)、查閱資料并總結(jié)，以及項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)等多種教學(xué)形式相結(jié)合的方式進(jìn)行，讓學(xué)生能夠及時(shí)汲取和充分掌握所學(xué)知識(shí)［7］。初期，我們通過(guò)教師在多媒體上做、學(xué)生在計(jì)算機(jī)上模仿的講練結(jié)合的教學(xué)方式為主。這種方法很重要。隨著課程的發(fā)展，教師講得越來(lái)越少，隨之，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)多種手段（如走訪、上網(wǎng)、去圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)等）收集大量信息［8］，并利用自學(xué)等多種學(xué)習(xí)方式開(kāi)展學(xué)習(xí)。最后，根據(jù)能力挑選出小老師，輔導(dǎo)其他學(xué)生上機(jī)［9］，并由他們組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)。一些項(xiàng)目基本由學(xué)生團(tuán)隊(duì)自主完成。在學(xué)習(xí)過(guò)程中鼓勵(lì)學(xué)生和其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生交流，有利于學(xué)生對(duì)其他知識(shí)的攝取和掌握。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師和學(xué)生之間沒(méi)有任何界限，教師是學(xué)生團(tuán)隊(duì)的合作伙伴，是解決實(shí)際問(wèn)題的朋友。教師通過(guò)解決問(wèn)題的方法啟發(fā)學(xué)生，影響學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生良好的解決問(wèn)題的能力，而不單純是傳授專業(yè)知識(shí)和技能，使受教育者通過(guò)職業(yè)教育具備一種能力，不僅能“有飯碗”，而且會(huì)有一個(gè)“好飯碗”。

篇（6）

1 引言

伴隨科學(xué)技術(shù)和生活水平的不斷發(fā)展，汽車逐步融入大眾的生活，大型化生活小區(qū)地下停車場(chǎng)如雨后春筍不斷建設(shè)，需要自動(dòng)化水平高，便捷的停車場(chǎng)智能化監(jiān)管體系來(lái)提升停車場(chǎng)的監(jiān)管水準(zhǔn)。智能化停車場(chǎng)監(jiān)管體系綜合先進(jìn)的技術(shù)策略以及高效的機(jī)電裝備，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)管車輛的出行，達(dá)到智能化收費(fèi)，保存信息的目標(biāo)。本文結(jié)合嵌入式和PLC完成DP網(wǎng)絡(luò)低下停車體系的搭建，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

2 嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路

2.1 嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)組成

整個(gè)嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)包含多個(gè)車庫(kù)部分，核心控制模塊選取S7-200 2DP服務(wù)端。DP總線主要實(shí)現(xiàn)和從站模塊間的信息通訊，整個(gè)體系包含18個(gè)從站，各個(gè)從站均存在一臺(tái)S7-200PLC與觸摸屏構(gòu)成，各個(gè)PLC的功能是控制車庫(kù)。

2.2 嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)信號(hào)測(cè)試

采用紅外監(jiān)測(cè)模塊分析停車場(chǎng)內(nèi)部的車位狀況，采用聲音完成音頻信息監(jiān)測(cè)，并將獲取的數(shù)據(jù)傳送到可編程裝置中，實(shí)現(xiàn)整個(gè)車庫(kù)的照明測(cè)控，并且將測(cè)試得到的數(shù)據(jù)傳送給觸摸頻與監(jiān)測(cè)模塊。

2.3 嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)連線模型

主控服務(wù)裝置通過(guò)315-2DP主站控制18個(gè)從站，各個(gè)從站部分分別鏈接觸摸屏，主控服務(wù)裝置和主站的銜接總線先去PROFIBUS-DP總線，而各個(gè)分部分之間則采用PPI總線相連接。

2.4 嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)工作思路設(shè)計(jì)

當(dāng)各個(gè)車庫(kù)在車輛進(jìn)出時(shí)均用數(shù)碼管進(jìn)行編碼的顯示，當(dāng)車庫(kù)內(nèi)無(wú)人時(shí)車庫(kù)中的照明電路則閉合用以節(jié)約電能，若有人接近車庫(kù)則采用聲音數(shù)據(jù)測(cè)試電路將獲取的數(shù)據(jù)傳送會(huì)PLC總部。而各個(gè)車庫(kù)的停車位均設(shè)定一個(gè)紅外監(jiān)測(cè)模塊，并將獲取的數(shù)據(jù)傳送會(huì)PLC核心中，采用觸摸屏展示車位的利用狀況。

2.5 本文總結(jié)

本文主要給出嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路，首先研究了停車場(chǎng)系統(tǒng)組成，DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)信號(hào)測(cè)試，嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)連線模型以及嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)工作思路設(shè)計(jì)。

3 嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)

3.1 智能停車場(chǎng)系統(tǒng)DP網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)

整個(gè)停車場(chǎng)系統(tǒng)采用在編碼界面中搭建S7-200主站的模式，把全部從站PLC掛接在DP總線之上，并在S7-300的體系中不需要針對(duì)通訊實(shí)現(xiàn)組態(tài)和編碼處理，僅需要將通信信息保存在存儲(chǔ)空間中，將S7-200的EM277和硬件的I/O地址相互對(duì)應(yīng)。

3.2 智能停車場(chǎng)系統(tǒng)的主站通訊機(jī)制

在DP網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)主站部分設(shè)定，將主站和從站的通訊地址設(shè)置為1#某車庫(kù)，若給入數(shù)據(jù)為1100，則給出結(jié)果是Q100。而相應(yīng)的2#，3#，...，18#車庫(kù)的給入數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)1102，1103，...，1118，并分別給出輸出結(jié)果為Q102，Q103，...，Q118。

3.3 智能停車場(chǎng)系統(tǒng)的從站通訊機(jī)制

在DP網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)從站的設(shè)定，將1車庫(kù)的PLC硬件地址設(shè)定為3，網(wǎng)絡(luò)通訊單元的地址設(shè)定為V1200。此外，其他車庫(kù)的硬件地址分別設(shè)定為5和6，通訊單元的地址均設(shè)置為V1200。

3.4 智能停車場(chǎng)系統(tǒng)PLC程序流程設(shè)計(jì)

整體程序流程為首先按動(dòng)啟動(dòng)按鍵，使得車庫(kù)完成初始化，顯示車庫(kù)編碼，并完成和主機(jī)之間的通訊，若要進(jìn)車則車輛數(shù)目自加1，若要出車則車輛數(shù)目自減1，車輛數(shù)目等于50時(shí)，則禁止停車。若有聲音則打開(kāi)車庫(kù)燈兩秒。并顯示車輛數(shù)目。

3.5 智能停車場(chǎng)系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)

整個(gè)嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)的組態(tài)包含I/O裝備鏈接，數(shù)據(jù)字典構(gòu)建，窗口界面編輯，動(dòng)畫(huà)連接，使用者權(quán)限設(shè)置，組態(tài)方案，按鈕，菜單，腳本代碼。并完成整體界面設(shè)計(jì)。

3.6 本章總結(jié)

本章主要給出嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)，包含智能停車場(chǎng)系統(tǒng)DP網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，主站通訊機(jī)制，從站通訊機(jī)制，PLC程序流程設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)。

4 本文總結(jié)

針對(duì)不斷建成正在應(yīng)用的停車收費(fèi)系統(tǒng)而言，本文設(shè)計(jì)的嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)監(jiān)控模型在保障穩(wěn)定性和實(shí)用性的基準(zhǔn)上，依據(jù)使用者需求完成設(shè)計(jì)，系統(tǒng)易于操作，自動(dòng)化水平高。

本文首先給出嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路，研究了停車場(chǎng)系統(tǒng)組成，DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)信號(hào)測(cè)試，嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)連線模型以及嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)工作思路設(shè)計(jì)。進(jìn)而給出嵌入式多PLC下的DP網(wǎng)絡(luò)停車場(chǎng)系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)，包含智能停車場(chǎng)系統(tǒng)DP網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，主站通訊機(jī)制，從站通訊機(jī)制，PLC程序流程設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳洪河.PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)在德州電廠一期干除灰控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中國(guó)儀器儀表，2011，32（07）：154-157.

[2]李紅萍，張德泉，賈秀明.基于虛擬技術(shù)的CS3000實(shí)訓(xùn)室的構(gòu)建[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2011，41（05）：71-73.

[3]李t萍，賈秀明，張德泉.基于虛擬技術(shù)的組態(tài)王控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的構(gòu)建[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2011，24（03）：106-107.

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篇（7）

1.引言

目前，國(guó)內(nèi)開(kāi)設(shè)有關(guān)嵌入式系統(tǒng)課程的獨(dú)立學(xué)院極少，培養(yǎng)出的基于Linux平臺(tái)上的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)人員更是鳳毛麟角。所以，注重應(yīng)用能力培養(yǎng)的獨(dú)立院校，特別是有計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的工科獨(dú)立院校，應(yīng)該盡早引入嵌入式系統(tǒng)的教育，結(jié)合自己專業(yè)特點(diǎn)，大力開(kāi)展嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)工作。

2.嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介

嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，而是指小型、專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起，應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為；操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。

3.國(guó)內(nèi)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)教育界將嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)大致分為三類：軟件學(xué)院專業(yè)嵌入式教學(xué)；計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式教學(xué)；電子、自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)嵌入式教學(xué)，對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)研討從嵌入式課程體系的設(shè)置、嵌入式理論教學(xué)的開(kāi)展、嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展、嵌入式綜合設(shè)計(jì)與學(xué)生工程實(shí)訓(xùn)等幾方面展開(kāi)。

4.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式的探討

綜觀國(guó)內(nèi)外，長(zhǎng)期以來(lái)都沒(méi)有專門(mén)針對(duì)嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)科設(shè)置，從事該領(lǐng)域的研發(fā)人員都來(lái)自不同專業(yè)背景，例如自控、電子工程、通信工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)。由于知識(shí)結(jié)構(gòu)不能完全滿足嵌入式系統(tǒng)工程的要求，需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的再培訓(xùn)才能勝任嵌入式系統(tǒng)工程師的工作。嵌入式系統(tǒng)教育給傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)、電子信息工程教育帶來(lái)了巨大的沖擊和挑戰(zhàn)，也帶來(lái)了歷史的發(fā)展機(jī)遇。嵌入式系統(tǒng)工程（ESE）是一個(gè)全新的專業(yè)，需要企業(yè)和社會(huì)的認(rèn)知過(guò)程，課程體系需要經(jīng)歷設(shè)計(jì)、發(fā)展、完善的過(guò)程。

通過(guò)與國(guó)內(nèi)其他高校的專家的探討與學(xué)習(xí)，結(jié)合西部高校普遍存在的資金非常缺乏，實(shí)驗(yàn)條件的局限，以及電子信息工程專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，我們積累和總結(jié)出關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教育教學(xué)模式的一些想法，列舉如下：

4.1 建立一套適合學(xué)校特點(diǎn)的課程體系

嵌入式課程是近幾年來(lái)建立的一門(mén)新課程，有它自身的特點(diǎn)、規(guī)律。嵌入式的課牽扯面很廣，包括研究生的課程、本科生的課程、技能課程的培訓(xùn)等。由于該課程與實(shí)際結(jié)合得非常緊密，容易教成短期培訓(xùn)，而作為一門(mén)課程要有自己的規(guī)律，不要把這個(gè)課程做成嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的技能培訓(xùn)，要結(jié)合獨(dú)立學(xué)院的自身培養(yǎng)目標(biāo)特點(diǎn)制定出相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃以及實(shí)施方案。例如在我校，針對(duì)電子信息工程專業(yè)，目前師資力量等都不能滿足直接建立一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)，設(shè)想把嵌入式系統(tǒng)設(shè)定為電子信息工程專業(yè)本科主修方向，在低年級(jí)時(shí)開(kāi)設(shè)相關(guān)的專業(yè)選修課，讓有意于此方向的學(xué)生打好基礎(chǔ)，在本科高年級(jí)進(jìn)一步學(xué)習(xí)。作為電子信息工程專業(yè)，在教學(xué)中一定不能光注重應(yīng)用，也要將清楚計(jì)算機(jī)本身的規(guī)律在什么地方，為什么發(fā)展嵌入式，有什么原理進(jìn)行探討，從而建立一套適合我們特點(diǎn)的課程體系。

4.2 課程應(yīng)該分層次

嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的層面應(yīng)不同，有研究生、本科生高年級(jí)、重點(diǎn)大學(xué)、普通大學(xué)、獨(dú)立學(xué)院等的分別，在授課時(shí)有所區(qū)別。在本學(xué)院推行這門(mén)課，考慮到針對(duì)的是電子信息工程專業(yè)，和其他學(xué)院的側(cè)重點(diǎn)是不同的，但作為電子信息專業(yè)中的一個(gè)主修方向，在教學(xué)中應(yīng)該突出原理與應(yīng)用的緊密結(jié)合且能體現(xiàn)出理論和實(shí)踐并重的特點(diǎn)，在教材的選定上應(yīng)該包括有關(guān)嵌入式處理器、操作系統(tǒng)（linux或ubantu）、開(kāi)發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用，重點(diǎn)學(xué)習(xí)原理及相關(guān)應(yīng)用。

4.3 主動(dòng)去獲得更多的支持

由于學(xué)校在技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、資金等方面有很多的困難，所以應(yīng)該主動(dòng)尋求以獲得更多的幫助，例如主動(dòng)跟國(guó)內(nèi)外相關(guān)公司索取資料、設(shè)備，要求一些技術(shù)支持等，積極組織教師參加全國(guó)范圍的各種嵌入式系統(tǒng)教學(xué)研討會(huì)、及到各知名企業(yè)進(jìn)修，讓教師深入了解技術(shù)發(fā)展。

4.4 可利用仿真軟件、書(shū)籍內(nèi)容輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)

如果讓理論知識(shí)能讓學(xué)生達(dá)到所見(jiàn)即所得是本課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，由于資金的缺乏，現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)板很昂貴，應(yīng)采用仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，一部分學(xué)生在SkyEye、microwindows仿真環(huán)境下做實(shí)驗(yàn)，一部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)板上面做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)之后再一起互相討論。

4.5 利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)交流

由于教師對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程不熟悉，在教學(xué)中要自己一邊學(xué)習(xí)一邊講課，應(yīng)該充分利用極其豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，例如教學(xué)課件及背景資料都可以從網(wǎng)站上下載，教師和學(xué)生均可通過(guò)論壇交流。

4.6 全國(guó)高校大學(xué)生電子競(jìng)賽及行業(yè)相關(guān)競(jìng)賽

通過(guò)組織學(xué)生參加全國(guó)高校大學(xué)生電子競(jìng)賽來(lái)深入了解和學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)。雖現(xiàn)在的電子競(jìng)賽還沒(méi)有直接用到嵌入式系統(tǒng)，但是我們必須現(xiàn)在開(kāi)始在思想上有所改變，主要是使學(xué)生多搞創(chuàng)新想法，而不僅僅是產(chǎn)品創(chuàng)新。

5.結(jié)語(yǔ)

嵌入式系統(tǒng)工程是一個(gè)全新的專業(yè)，目前的關(guān)鍵是怎樣與現(xiàn)有專業(yè)學(xué)科融合，以及怎樣進(jìn)行現(xiàn)有課程體系的改革和調(diào)整。我國(guó)在嵌入式系統(tǒng)教育方面起步較早的是北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院的嵌入式系統(tǒng)系，他們已經(jīng)形成了較為完善的課程體系、專業(yè)水平較高的師資隊(duì)伍和與國(guó)際技術(shù)接軌的嵌入式系統(tǒng)工程實(shí)踐環(huán)境，目前，嵌入式系統(tǒng)系在我院本科生達(dá)到480人。獨(dú)立學(xué)院由于很多因素的制約在教育上也比較落后，但已經(jīng)積極行動(dòng)起來(lái)，投身到嵌入式系統(tǒng)教育中去，為我國(guó)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展輸送更多的優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn)

[1]馬忠梅.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式探討[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2008（11）：5-37.

篇（8）

一、引言

當(dāng)前，嵌入式系統(tǒng)是最熱門(mén)并且最有發(fā)展前途的it應(yīng)用領(lǐng)域之一，而arm技術(shù)則廣泛應(yīng)用于便攜式通信產(chǎn)品、手持運(yùn)算、多媒體和嵌入式解決方案等領(lǐng)域。可以說(shuō)，arm技術(shù)無(wú)處不在。因而國(guó)內(nèi)諸多嵌入式相關(guān)專業(yè)均開(kāi)設(shè)arm類相關(guān)課程。

然而高職院校生源特點(diǎn)決定了arm類課程的學(xué)習(xí)與教學(xué)難度較大，高職院校直接面向企業(yè)的需求訂單式人才培養(yǎng)方案，需要嵌入式學(xué)生除具備扎實(shí)的嵌入式理論知識(shí)外，還應(yīng)具有很強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力，因而高職arm類課程必須注重實(shí)踐環(huán)節(jié)和動(dòng)手技能的培養(yǎng)，改革教學(xué)方法，合理設(shè)置課程，建全教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生達(dá)到嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用入門(mén)的教學(xué)目的。

本文以《arm結(jié)構(gòu)與程序開(kāi)發(fā)入門(mén)》為例，講授高職arm結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)方法改革思路。

二、教學(xué)現(xiàn)狀

缺乏好的教材。arm嵌入式技術(shù)是一門(mén)新興技術(shù)，在大部分教材中的理論知識(shí)偏多、難懂，大多按照芯片手冊(cè)描述的流程來(lái)編寫(xiě)，知識(shí)點(diǎn)相對(duì)比較孤立。因此對(duì)于基礎(chǔ)比較差的高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，往往開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí)候熱情大，但后來(lái)越學(xué)越不懂，導(dǎo)致最后學(xué)生不愛(ài)聽(tīng)，教師教學(xué)也難以開(kāi)展。本著“理論夠用，注重實(shí)際動(dòng)手能力”的前提下，需要深將深?yuàn)W的理論知識(shí)簡(jiǎn)單化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，就需要改革和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，由淺入深，將原本孤立的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，輔以項(xiàng)目，增強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用能力。

實(shí)踐環(huán)節(jié)少。嵌入式系統(tǒng)類課程最重要的就是實(shí)踐，通過(guò)實(shí)踐，才能將所學(xué)知識(shí)鞏固并靈活應(yīng)用。但arm9結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)又不像單片機(jī)，可以做一個(gè)最小系統(tǒng)，或是利用仿真軟件來(lái)搭建電路仿真測(cè)試，學(xué)生所完成的幾個(gè)典型實(shí)驗(yàn)也只是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中大多只是按照指導(dǎo)書(shū)給出的實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)，不能靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。這樣的實(shí)踐方式使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中仍然是理論與實(shí)際脫節(jié)，達(dá)不到理想教學(xué)效果。

知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有串聯(lián)。該課程的教學(xué)內(nèi)容以arm的體系結(jié)構(gòu)展開(kāi)的，講解gpio模塊、串口模塊、定時(shí)器模塊、lcd模塊等，這些知識(shí)在教師講解和學(xué)生在實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)踐后，都能基本被學(xué)生掌握。但是學(xué)生在學(xué)習(xí)后，也都把這些模塊當(dāng)做是孤立的模塊，往往不能前后聯(lián)系，不能靈活應(yīng)用到具體的項(xiàng)目中。針對(duì)這點(diǎn)，需要將上述的模塊串成一些項(xiàng)目，把理論融入項(xiàng)目實(shí)踐中講解，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣，增加學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)時(shí)間，同時(shí)輔以教學(xué)和練習(xí)兩個(gè)項(xiàng)目，講授一個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生獨(dú)立思考完成另一個(gè)項(xiàng)目，提高了他們的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

三、《arm結(jié)構(gòu)與程序開(kāi)發(fā)》課程教學(xué)設(shè)計(jì)

arm體系結(jié)構(gòu)原理是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)課程，在課程教學(xué)中體現(xiàn)“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法，學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中做，在完成項(xiàng)目、任務(wù)的過(guò)程中中自主地去探求知識(shí)、獲取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)，合理設(shè)計(jì)和引進(jìn)項(xiàng)目案件進(jìn)行教學(xué)，調(diào)整教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探索、勇于開(kāi)拓進(jìn)取的自學(xué)能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)掌握和提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，融教、學(xué)、做為一體，提高該課程的教學(xué)效果。

（1）教學(xué)案例與知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)。該課程設(shè)計(jì)了3個(gè)綜合性的項(xiàng)目：閃爍燈、串口電子鐘和電子相冊(cè)，各項(xiàng)目案件相對(duì)獨(dú)立融合獨(dú)立功能模塊，又可以串聯(lián)成更大的項(xiàng)目案件。

（2）教學(xué)情境設(shè)計(jì)。教學(xué)情境設(shè)計(jì)能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。本文僅舉出引導(dǎo)性教學(xué)情境。如：閃爍燈的設(shè)計(jì)教學(xué)情境設(shè)計(jì)：現(xiàn)有一個(gè)溫度報(bào)警系統(tǒng)，需要在溫度達(dá)到某個(gè)范圍時(shí)，通過(guò)燈光閃爍的方式警告用戶溫度已超出范圍，現(xiàn)利用arm9實(shí)驗(yàn)箱上的已有l(wèi)ed發(fā)光二極管，來(lái)實(shí)現(xiàn)這種效果。某工控設(shè)備采集處理一批數(shù)據(jù)，現(xiàn)在要將這些數(shù)據(jù)傳送到上位pc機(jī)，如何實(shí)現(xiàn)呢？如果發(fā)送的數(shù)據(jù)有若干批次，那么需要記錄每次發(fā)送數(shù)據(jù)的采集時(shí)間，又如何來(lái)實(shí)現(xiàn)記錄其采集到的時(shí)間。大家通常會(huì)有很多的證書(shū)、獎(jiǎng)狀、作品等，擺放在客廳內(nèi)，使得整個(gè)客廳很雜亂，將其擔(dān)成相片，又不能隨時(shí)看到，那么就可以將其做成一個(gè)電子相冊(cè)，來(lái)實(shí)時(shí)播放這些珍貴的圖片。

四、考查方案調(diào)整

傳統(tǒng)的教學(xué)考查以理論考核為主，用試卷的方式檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，已不適合注重動(dòng)手能力培養(yǎng)的

職嵌入式arm教學(xué)，將單純的理論考核擴(kuò)展到理論考核、實(shí)操考核、作業(yè)單考核和素質(zhì)考核，全面考核學(xué)生的綜合能力。

五、總結(jié)

通過(guò)引進(jìn)教學(xué)項(xiàng)目案例，合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，將復(fù)雜的理論知識(shí)簡(jiǎn)單化，提高了學(xué)生的動(dòng)手解決問(wèn)題能力，促進(jìn)了學(xué)生進(jìn)一步學(xué)生的欲望，從淺入深，由散到綜，教學(xué)效果顯著提高，當(dāng)然在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上，如果更加貼近企業(yè)需求則更好，也是下一步的改革重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

篇（9）

【中圖分類號(hào)】G642.423 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）20-0022-01

引言

嵌入式系統(tǒng)方向知識(shí)更新快、知識(shí)的市場(chǎng)周期縮短、技術(shù)門(mén)檻要求高，因此嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方向總是需要大量的新生工程應(yīng)用型人才。為了使學(xué)生能從學(xué)校平滑過(guò)渡到企業(yè)，滿足市場(chǎng)對(duì)人才的渴求，高校不得不改變嵌入式系統(tǒng)方向人才培養(yǎng)的觀念，以培養(yǎng)具有專業(yè)技術(shù)知識(shí)與技能、學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力的創(chuàng)新人才為目標(biāo)[1]。《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《嵌入式可編程片上系統(tǒng)（SOPC）》、《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》、《EDA技術(shù)及應(yīng)用》等作為嵌入式系統(tǒng)方向的核心課程都被引入到本科教學(xué)中，這些課程包涵了電子設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，也是學(xué)生從事電子設(shè)計(jì)必備的技能，因此建立與實(shí)際應(yīng)用緊密相關(guān)的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是至關(guān)重要的。

一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系一直是以“課堂為主實(shí)驗(yàn)為輔”，教學(xué)和考核過(guò)程中老師和學(xué)生都不夠重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)[2]。由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)儀器的條件限制，為了能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上規(guī)定了實(shí)驗(yàn)任務(wù)及詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟，所有的學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按照相同的實(shí)驗(yàn)方法、步驟以及由教師提供的源程序來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生是操作工，將程序輸人計(jì)算機(jī)，通過(guò)編譯后下載到實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生不可能碰到實(shí)際的工程設(shè)計(jì)問(wèn)題，也沒(méi)有動(dòng)力去了解實(shí)驗(yàn)箱的硬件電路原理。

二、基于創(chuàng)新應(yīng)用能力培養(yǎng)的CDIO工程教育理念

CDIO工程教育理念是一種主張“做中學(xué)”的教育模式，適合于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，它是集Conceive（構(gòu)思）一Design（設(shè)計(jì)）--Implement（實(shí)現(xiàn)）一0perate（運(yùn)作）等實(shí)踐過(guò)程于一體。這種教育模式以實(shí)踐項(xiàng)目為主要載體，利用大學(xué)現(xiàn)有的各種學(xué)習(xí)資源以及豐富的條件，結(jié)合專業(yè)核心課程教學(xué)。CDIO是一種基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)過(guò)程，在整個(gè)CDIO過(guò)程中不斷提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、專業(yè)技術(shù)知識(shí)、和工程系統(tǒng)能力。因此，結(jié)合項(xiàng)目化的理論教學(xué)研究基礎(chǔ)，在嵌入式系統(tǒng)課程群的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入CDIO工程教學(xué)理念，對(duì)加強(qiáng)創(chuàng)新應(yīng)用人才培養(yǎng)具有重要意義[3]。

三、實(shí)施CDIO模式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源和條件

CDIO理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年以來(lái)的工程教育大改革的理念，并且從培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)方法、師資、學(xué)生考核以及學(xué)習(xí)環(huán)境、實(shí)施過(guò)程和結(jié)果檢驗(yàn)等方面提出了12條標(biāo)準(zhǔn)，要求具有可操作性。

1.開(kāi)展任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化理論教學(xué)模式

實(shí)施CDIO模式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提是開(kāi)展任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化理論教學(xué)模式，這種教學(xué)模式的教學(xué)大綱以實(shí)踐項(xiàng)目為載體，按照項(xiàng)目所需要的知識(shí)進(jìn)行重組教學(xué)內(nèi)容，課程理論知識(shí)體系雖然被打亂，但要保證理論知識(shí)能涵蓋到每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目中。由于嵌入式系統(tǒng)課程群中《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《EDA技術(shù)及應(yīng)用》、《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》這幾門(mén)課程涉及電子技術(shù)的共性和特點(diǎn)，項(xiàng)目的選取要根據(jù)工程實(shí)踐以及社會(huì)的實(shí)際需求體現(xiàn)不同技術(shù)和不同方法的特性。

2.利用仿真軟件，建立虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，嵌入式系統(tǒng)課程群必須經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐，才能在實(shí)踐中感悟理論的精髓，逐步提高學(xué)生的編程能力。各種仿真軟件中有豐富的元器件仿真模型，不用焊接真實(shí)的硬件電路，既能彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室元器件的不足，還能提高實(shí)驗(yàn)效率，在硬件系統(tǒng)制作之前，可以通過(guò)仿真電路初步驗(yàn)證硬件電路的可行性和軟件程序的正確性，避免盲目制作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

3.自制模塊化的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)

課程群中使用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已經(jīng)由可編程邏輯器件、單片機(jī)、嵌入式最小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板和模塊代替了實(shí)驗(yàn)箱[4]。龐大的實(shí)驗(yàn)箱上雖然器件齊全，看似使用方便，但不利于學(xué)生了解各部分的電路設(shè)計(jì)原理，并且隨著主芯片的落后整個(gè)實(shí)驗(yàn)箱上的所有元器件將被淘汰，造成資源浪費(fèi)。采用了模塊化系統(tǒng)之后，課程群中各課程的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)除了最小系統(tǒng)板采用的處理器不同之外，其他的電路模塊可以通用，極大地提高了實(shí)驗(yàn)資源的利用率。

四、分層次設(shè)立“三段式”項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是課程教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，并使用最小系統(tǒng)板與簡(jiǎn)單外設(shè)結(jié)合進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，目的是讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論。在實(shí)施過(guò)程中，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，不管任務(wù)大小，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只提出任務(wù)要求或者實(shí)驗(yàn)?zāi)康模寣W(xué)生自己選擇元器件甚至設(shè)立實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)原理圖，采用自己的編程思想，繪制程序流程圖，根據(jù)現(xiàn)象分析總結(jié)是否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

2.團(tuán)隊(duì)合作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生基本的工程能力，通過(guò)自學(xué)獲取知識(shí)的能力，通過(guò)解決問(wèn)題運(yùn)用知識(shí)的能力。通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作能挖掘共享知識(shí)的能力，通過(guò)創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)知識(shí)的能力，通過(guò)交流溝通傳播知識(shí)的能力。團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目實(shí)施的組織方式一般以4～6名學(xué)生為一個(gè)項(xiàng)目小組；項(xiàng)目在課堂外執(zhí)行，以小組為單位進(jìn)行活動(dòng)；項(xiàng)目在組內(nèi)的任務(wù)分配、交流研討，系統(tǒng)性總結(jié)等均可以作為團(tuán)隊(duì)合作管理評(píng)價(jià)內(nèi)容；組間活動(dòng)主要采用項(xiàng)目演示、建議評(píng)價(jià)等方式促進(jìn)交流學(xué)習(xí)。

3.創(chuàng)新性訓(xùn)練的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

開(kāi)設(shè)一些面向?qū)嶋H應(yīng)用的創(chuàng)新性項(xiàng)目，作為學(xué)生科研項(xiàng)目于讓本專業(yè)優(yōu)秀的學(xué)生在校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)基地完成。實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目的訓(xùn)練與研發(fā)能夠培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生技術(shù)開(kāi)發(fā)能力。為了提高同學(xué)的積極性，可以采取學(xué)分、獎(jiǎng)金等激勵(lì)機(jī)制。

五、總結(jié)

自從學(xué)校在2011年開(kāi)始大力推廣實(shí)施基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)模式改革以來(lái)，嵌入式系統(tǒng)課程群都經(jīng)過(guò)了基于項(xiàng)目化教學(xué)模式改革和學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，形成了基于工程教育模式下的新型授課體系，學(xué)生在全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽和全國(guó)大學(xué)生飛思卡爾智能車競(jìng)賽中都取得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，突破學(xué)校競(jìng)賽歷史記錄，改革效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1]張婧.CDIO模式下工程教育實(shí)踐教學(xué)體系與傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系對(duì)比[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊2012（5）：107

[2]崔永利，沈泓，李妍，李蘭英.SOPC嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J]實(shí)驗(yàn)室科學(xué).2011（6）：16-20

篇（10）

中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1引言

網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體和信息家電時(shí)代的到來(lái),無(wú)疑為32位嵌入式系統(tǒng)高端應(yīng)用提供了空前巨大的發(fā)展空間;同時(shí),也為力不從心的8位單片機(jī)向高端發(fā)展起到了接力作用。嵌入式技術(shù)及產(chǎn)品的快速成長(zhǎng)成了全球IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的顯著特征,嵌入式技術(shù)是二十一世紀(jì)最有活力和生命力的新技術(shù)之一。然而在中國(guó),嵌入式軟件復(fù)合型人才的缺乏,已成為嵌入式產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,作為對(duì)新技術(shù)研究和探索最活躍的群體之一――高等院校中獨(dú)立軟件學(xué)院,如何接受嵌入式技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn),學(xué)習(xí)嵌入式、研究嵌式、使用嵌入式,已成為一個(gè)重要的研究課題,加強(qiáng)與完善高校嵌入式系統(tǒng)教學(xué)迫在眉睫。由于國(guó)內(nèi)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)起步較晚,目前還沒(méi)有形成適應(yīng)高校教學(xué)的一個(gè)統(tǒng)一的教學(xué)體系和教學(xué)規(guī)范。由此強(qiáng)調(diào)要以信息技術(shù)為手段,深化教學(xué)改革和人才培養(yǎng)模式改革,如何根據(jù)社會(huì)的實(shí)際需要,培養(yǎng)具有一定專業(yè)特色的和特定能力強(qiáng)的軟件實(shí)用型、復(fù)合型人才是我們學(xué)院應(yīng)首要解決的問(wèn)題。因此必須深入探究嵌入式系統(tǒng)課程體系結(jié)構(gòu),尋求各專業(yè)嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)解決方案,積累教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),建立較規(guī)范的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系,使嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)更好地融入到教學(xué)與科研活動(dòng)中,以適應(yīng)社會(huì)對(duì)嵌入式系統(tǒng)人才的需求,對(duì)于深化我國(guó)高校的教學(xué)改革具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系探究

嵌入式系統(tǒng)作為一個(gè)新興的課程體系,目前在教學(xué)過(guò)程中相關(guān)先修課程與基礎(chǔ)知識(shí)的準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容(包括硬件平臺(tái)與軟件平臺(tái))的選擇、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)組織等問(wèn)題依然處于爭(zhēng)論和探索階段。國(guó)內(nèi)高校對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)研討從嵌入式課程體系的設(shè)置、嵌入式理論教學(xué)的開(kāi)展、嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展、嵌入式綜合設(shè)計(jì)與學(xué)生工程實(shí)訓(xùn)等幾方面展開(kāi)。

2.1嵌入式系統(tǒng)教學(xué)分析

(1) 從應(yīng)用角度來(lái)分析,具有世界最大嵌入式技術(shù)市場(chǎng)的中國(guó),嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中更多的強(qiáng)調(diào)以“應(yīng)用”為中心。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)還必須具有一定的行業(yè)領(lǐng)域知識(shí),教學(xué)中最好要在一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用項(xiàng)目開(kāi)發(fā)環(huán)境中去實(shí)踐,提高嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方面的綜合應(yīng)用能力。

(2) 從學(xué)科專業(yè)角度來(lái)分析,嵌入式系統(tǒng)涉及多門(mén)交叉學(xué)科致使將嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)大致分為三類:軟件學(xué)院專業(yè)嵌入式教學(xué);計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式教學(xué);微電子、電子信息工程、自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)嵌入式教學(xué)。在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中應(yīng)重視不同專業(yè)嵌入式課程體系建設(shè)、課程目標(biāo)和內(nèi)容等方面展開(kāi)。

(3) 從技術(shù)角度來(lái)分析,嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件有機(jī)的結(jié)合體。要考慮什么樣的硬件設(shè)計(jì)更容易編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序,軟件處理效率等因素就必須要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)相關(guān)的知識(shí),同時(shí)需要考慮如何取舍軟硬件設(shè)計(jì)。由此嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)同時(shí)具備軟件和硬件兩方面及綜合性知識(shí)分析能力。

2.2嵌入式系統(tǒng)方向理論課程體系

本科階段的按專業(yè)方向課程規(guī)劃既要重視基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí),又要注重實(shí)踐性,既要突出專業(yè)自身特點(diǎn),又要把握嵌入式系統(tǒng)在多學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域中相互滲透的規(guī)律。不同專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系如圖1所示。信息工程專業(yè)涉及的專業(yè)基礎(chǔ)課包括數(shù)字電路、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)組成原理、可編程邏輯器件、EDA設(shè)計(jì)等課程。而軟件工程專業(yè)涉及的專業(yè)基礎(chǔ)課則為C/C++語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編成、編譯原理、軟件工程、操作系統(tǒng)等。嵌入式系統(tǒng)課程體系包含兩個(gè)專業(yè)的相關(guān)內(nèi)容。數(shù)字電路的知識(shí)是從事嵌入式系統(tǒng)的必備,關(guān)鍵要增強(qiáng)邏輯思維能力。C語(yǔ)言作為一種“高級(jí)的低級(jí)”語(yǔ)言、易移植、易維護(hù)、可讀性強(qiáng)、具有強(qiáng)大的內(nèi)存操作能力,成為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的最佳選擇。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中要作為重點(diǎn),可適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課時(shí),無(wú)論學(xué)生以后從事嵌入式系統(tǒng)的軟件還是硬件開(kāi)發(fā),這門(mén)課的思想將貫穿其中,這兩門(mén)課程教師應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生加強(qiáng)上機(jī)實(shí)驗(yàn)的操作,鼓勵(lì)相互交流,體會(huì)編程的思想。

嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu):在嵌入式領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的是ARM(Advanced RISC Machines)系列微處理器。ARM公司引發(fā)了嵌入式領(lǐng)域的一場(chǎng)革命,在低功耗、低成本的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域確立了市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位,是目前32位市場(chǎng)中使用最廣泛的微處理器,學(xué)習(xí)以ARM為架構(gòu)的嵌入式技術(shù)具有非常廣闊的前景。對(duì)于嵌入式操作系統(tǒng):目前比較適合用于本院教學(xué)主要有VxWorks、Windows CE、Linux(uClinux)和μC/OS-Ⅱ等。基于Linux內(nèi)核穩(wěn)定可靠、源碼免費(fèi)開(kāi)放等優(yōu)勢(shì)成了教學(xué)和學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng)的首選。嵌入式的軟件開(kāi)發(fā)從智能手機(jī)開(kāi)發(fā)(SYMBIAN)、J2ME程序設(shè)計(jì)、數(shù)字媒體終端等實(shí)踐編程。嵌入式軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言主要有匯編語(yǔ)言、C/C++語(yǔ)言、Java語(yǔ)言等。

2.3嵌入式系統(tǒng)方向?qū)嶒?yàn)課程體系

嵌入式系統(tǒng)是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程體系,學(xué)好嵌入式系統(tǒng)課程不僅有助于學(xué)生了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法,而且能提高學(xué)生對(duì)于相關(guān)學(xué)科的理解和實(shí)際應(yīng)用能力。在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)是最重要的環(huán)節(jié)之一,是學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵。為滿足不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求,我校現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備40套(XScale PXA270處理器)及相關(guān)配套實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試儀器,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容涉及微處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、嵌入式中間件平臺(tái)開(kāi)發(fā)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)等內(nèi)容。為達(dá)到教學(xué)目標(biāo),將實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系分為基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn):采用理論授課與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,讓學(xué)生了解開(kāi)發(fā)環(huán)境和開(kāi)發(fā)流程,掌握實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)工具的使用方法,熟悉軟件編程環(huán)境,根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的調(diào)試,讀懂實(shí)驗(yàn)源程序和程序的運(yùn)行過(guò)程,使學(xué)生能夠進(jìn)行修改、組合和補(bǔ)充式的應(yīng)用編程。包括ARM集成開(kāi)發(fā)環(huán)境ADS1.2的使用與仿真調(diào)試方法、ARM中的匯編程序與C語(yǔ)言調(diào)用的混合編成等15個(gè)實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn):主要采取精講精練的方式進(jìn)行,使學(xué)生能夠掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。教師指定幾個(gè)設(shè)計(jì)課題,并提供任務(wù)書(shū),任務(wù)書(shū)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)所涉及的主要內(nèi)容、要實(shí)現(xiàn)的功能說(shuō)明及實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題。學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)程序,選擇硬件接口并調(diào)試,獨(dú)立進(jìn)行課題設(shè)計(jì),并寫(xiě)出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,教師在設(shè)計(jì)過(guò)程中僅起指導(dǎo)作用。包括嵌入式Linux內(nèi)核分析、裁減、移植和燒寫(xiě)在內(nèi)的10個(gè)實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn):為了培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、創(chuàng)新思維能力和工程實(shí)踐能力,研究課題和內(nèi)容由他們自己提出,或是來(lái)自教師的科研課題,或是與企業(yè)相結(jié)合的科研項(xiàng)目,學(xué)生自己討論確定研究方法和研究手段,利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件進(jìn)行課題研究,教師在一定階段給予必要的指導(dǎo)。

3嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐

(1) 注重理論知識(shí)和實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合教學(xué),著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

結(jié)合實(shí)例講解理論,使理論來(lái)源于實(shí)踐,又進(jìn)一步指導(dǎo)實(shí)踐。在課堂教學(xué)中,要求教師注重體現(xiàn)工科特色,突出本課程在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中的基礎(chǔ)性作用。由于嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程體系,學(xué)生的動(dòng)手能力的培養(yǎng)是嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。在教學(xué)方式上,注重采用理論與案例相結(jié)合的課堂教學(xué)、系統(tǒng)的多級(jí)課程實(shí)踐、工程實(shí)習(xí)以及前沿技術(shù)講座等多種形式的教學(xué)與實(shí)訓(xùn),使學(xué)生在掌握扎實(shí)的嵌入式軟件基礎(chǔ)理論、開(kāi)發(fā)技術(shù)和工具的基礎(chǔ)上,進(jìn)行嵌入式軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)相統(tǒng)一。在實(shí)踐教學(xué)手段上,除了繼續(xù)加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和理論課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)外,還提出了“實(shí)驗(yàn)選修課”的新模式,要求各專業(yè)大學(xué)生必須修滿一定的實(shí)驗(yàn)選修課學(xué)分。實(shí)驗(yàn)選修課面向全校各專業(yè)開(kāi)放,課程強(qiáng)調(diào)以實(shí)踐為主,進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性的訓(xùn)練。而該課程的教授中占據(jù)著核心地位的是創(chuàng)新能力的培養(yǎng):采取學(xué)校與企業(yè)合作,企業(yè)中有工程經(jīng)驗(yàn)豐富的一線工程人員和高水平的技術(shù)團(tuán)隊(duì),構(gòu)建這樣一個(gè)高水平的學(xué)生工程實(shí)踐環(huán)境,為學(xué)生提供實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)機(jī)會(huì),完善自身職業(yè)素質(zhì)和工程能力;通過(guò)大學(xué)生嵌入式設(shè)計(jì)競(jìng)賽可以針對(duì)具體問(wèn)題使學(xué)生在實(shí)踐中提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。

(2) 配套立體化教材,共享嵌入式系統(tǒng)教學(xué)資源。

如果僅僅是購(gòu)買(mǎi)了一個(gè)開(kāi)發(fā)套件而沒(méi)有相應(yīng)的配套技術(shù)資料,可想而知學(xué)習(xí)的效果肯定是很差的,因?yàn)橹挥信涮椎馁Y料才能體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的原創(chuàng)思想,更為重要的是在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到了困難,配套的技術(shù)資料可以幫助老師和學(xué)生加深理解、解決問(wèn)題。各硬件廠商提供的產(chǎn)品芯片說(shuō)明和開(kāi)發(fā)參考以及嵌入式操作系統(tǒng)的源代碼和相應(yīng)軟件環(huán)境使用說(shuō)明是最好的教材。但資料多為英文,學(xué)生使用起來(lái)比較吃力,所以此時(shí)教材的選擇非常重要,課程開(kāi)始給學(xué)生推薦經(jīng)典的教材,在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生盡快過(guò)渡到英文資料的閱讀和使用上。多媒體教學(xué)比傳統(tǒng)教學(xué)的模式具有更大的優(yōu)勢(shì),多媒體教學(xué)把枯燥的計(jì)算機(jī)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為生動(dòng)的圖像、交互和視聽(tīng)媒體,把教學(xué)內(nèi)容直觀化,有利于學(xué)生更好地接受知識(shí)。同時(shí),加強(qiáng)教師的培訓(xùn),提高教師應(yīng)用網(wǎng)上資源進(jìn)行教學(xué)、整合網(wǎng)上資源的技能。

(3) 總結(jié)教學(xué)方法,提高實(shí)際教學(xué)效益。

運(yùn)用“學(xué)教并重”進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì)、采取了互動(dòng)式教學(xué)、采用啟發(fā)式、范例式課堂教學(xué)、現(xiàn)代與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合,直觀、生動(dòng)的等多種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)熱情,讓他們成為教學(xué)中的主體,并培養(yǎng)其收集相關(guān)領(lǐng)域信息、拓寬知識(shí)面的能力。將教學(xué)的重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力上。從而達(dá)到能理解嵌入式軟件設(shè)計(jì)文檔;獨(dú)立負(fù)責(zé)嵌入式軟件組件編碼和調(diào)試;執(zhí)行軟件組件的單元測(cè)試;符合嵌入式軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)的入職要求等教學(xué)效益。

4結(jié)語(yǔ)

嵌入式系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)真正得到發(fā)展還是近幾年的事情,還沒(méi)有形成統(tǒng)一的教學(xué)體系和規(guī)范,加之社會(huì)對(duì)高素質(zhì)嵌入式系統(tǒng)人才的需求日益增加,各個(gè)高校迫切要求建立嵌入式系統(tǒng)課程體系、實(shí)驗(yàn)體系、教材體系和教師培養(yǎng)體系,本文所探究的針對(duì)軟件本科專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)理論課程體系和實(shí)驗(yàn)課程體系,積累嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)踐,融合了社會(huì)企業(yè)的需求和軟件專業(yè)的特點(diǎn),符合實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)然,獨(dú)立軟件學(xué)院的嵌入式方向的教學(xué)還任重道遠(yuǎn),需要從事嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的教師在實(shí)踐中不斷地進(jìn)行研究、不斷地積累經(jīng)驗(yàn),不斷地創(chuàng)新,才能培養(yǎng)出社會(huì)所需要的高素質(zhì)嵌入式技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn):

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The Teaching Research and Practice of Embedded System for the Software Speciality

HE Jian-feng, JIANG Lin, LIU Lin

篇（11）

中圖分類號(hào)：TP751.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）02-0223-03

Abstract： Higher education reform focused on "heavy practice， integrated heavy， heavy and innovation"，this paper introduced how to design a mobile robot teaching platform which was based on LPC1768 system. some experiments will design for student in order to improve students' practical ability. and could make student connect knowledge， practical application of knowledge and improve qualities together .

Key words： Embedded systems； mobile robot； practice； teaching platform；

機(jī)器人技術(shù)是一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平和國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化、信息化的重要標(biāo)志，而嵌入式系統(tǒng)則是機(jī)器人控制的核心部分[2]。針對(duì)筆者所在的院校向應(yīng)用化改革的目標(biāo)要求，設(shè)計(jì)了一門(mén)針對(duì)探索建立新型概念課的方法和方式，把知識(shí)的學(xué)習(xí)、素質(zhì)的培養(yǎng)和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)。樹(shù)立以學(xué)生為本，知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)并舉，素質(zhì)提高與協(xié)調(diào)發(fā)展并重的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念；以實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練為核心，重應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)規(guī)范和精確[3-4]。本課程是將電子專業(yè)課程《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》，《嵌入式系統(tǒng)》，《傳感器技術(shù)》， 《移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)》結(jié)合起來(lái)，將電子專業(yè)學(xué)生掌握的專業(yè)技能項(xiàng)目進(jìn)行重新整合，建構(gòu)一門(mén)新型實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)課程。本課程著重于學(xué)生的應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

1 課程設(shè)計(jì)架構(gòu)

本課程的設(shè)計(jì)根據(jù)學(xué)生的差異性分成兩部分。

本課程的基礎(chǔ)部分的整體框架是以傳感器信號(hào)作為輸入，以LPC1768作為CPU處理器[5]，以串口或者LCD1602作為輸出顯示。從而構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。綜合部分學(xué)生可以結(jié)合自動(dòng)控制的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)諸如溫控系統(tǒng)、超聲探障報(bào)警系統(tǒng)等內(nèi)容的設(shè)計(jì)。總體框架如圖1所示。

圖1中最左邊是傳感器，示意圖中列出了超聲傳感器，紅外傳感器，溫度傳感器。當(dāng)然可以設(shè)計(jì)其余的傳感器傳入。中間是處理信息的中心也即是嵌入式系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中采用的是cortex-M3芯片，右邊是數(shù)據(jù)獲取顯示部分，可以采取串口通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口線在上位機(jī)超級(jí)終端上顯示，也可以通過(guò)無(wú)線傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)上，通過(guò)超級(jí)終端上顯示。還可以通過(guò)I2C掛接LCD1602，在LCD1602上顯示數(shù)據(jù)信息。

本課程的擴(kuò)展部分是自主控制移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)。使用嵌入式系統(tǒng)LPC1768作為主CPU，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制以及傳感器數(shù)據(jù)的獲取，移動(dòng)機(jī)器人周圍會(huì)搭載一系列傳感器，如超聲傳感器，紅外傳感器，陀螺儀，電子羅盤(pán)，里程計(jì)等等。通過(guò)CPU控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，通過(guò)超聲傳感器和紅外傳感器結(jié)合實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人周圍障礙物的探測(cè)，而后CPU會(huì)處理傳感器數(shù)據(jù)，通過(guò)處理的信息會(huì)進(jìn)一步控制移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)陀螺儀，電子羅盤(pán)，里程計(jì)等傳感器信息去獲取移動(dòng)機(jī)器人的位置信息。因?yàn)樯婕暗揭苿?dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制部分的內(nèi)容，所以會(huì)將學(xué)生分成幾個(gè)小組，也會(huì)將任務(wù)分成各個(gè)部分。讓學(xué)生以綜合作業(yè)的形式提交。

圖2所示則為擴(kuò)展部分移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)框架，左邊是獲取周圍環(huán)境的傳感器信息，右邊是顯示部分，可以通過(guò)串口或者是無(wú)線模塊nrf24l01將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C上。傳感器的數(shù)據(jù)獲取以及處理則在LPC1768上實(shí)現(xiàn)。由圖2可以看出，此設(shè)計(jì)僅僅使用了創(chuàng)意之星的底層框架，會(huì)使用LPC1768控制舵機(jī)運(yùn)行。傳感器數(shù)據(jù)獲取處理，以及移動(dòng)機(jī)器人的控制也是由LPC1768實(shí)現(xiàn)的。由于考慮到CPU的處理能力，后續(xù)會(huì)繼續(xù)在此基礎(chǔ)上使用多CPU進(jìn)行改進(jìn)。

2 課程體系設(shè)計(jì)

本課程將分成理論課程，實(shí)驗(yàn)課程以及綜合設(shè)計(jì)三塊內(nèi)容。

第一部分是嵌入式基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。主要包括嵌入式系統(tǒng)的軟硬件介紹，開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹，會(huì)就嵌入式C與普通C語(yǔ)言的區(qū)別以及一些嵌入式C中常用的關(guān)鍵字如volatile進(jìn)行介紹。而后會(huì)對(duì)一些與傳感器連接需要使用的外設(shè)接口進(jìn)行介紹，包括四個(gè)小部分，分別是通用GPIO的介紹，定時(shí)計(jì)數(shù)器的介紹，無(wú)線通訊模塊的介紹以及I2C接口的介紹。

第二部分是傳感器相關(guān)模塊的介紹。首先介紹什么是傳感器，而后分別介紹各個(gè)傳感器，包括紅外傳感器，溫度傳感器，超聲傳感器，電子羅盤(pán)，陀螺儀等。

第三部分會(huì)留出一段時(shí)間讓學(xué)生以項(xiàng)目的形式自己設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)。會(huì)給定一些可選題目，學(xué)生也可以選擇自己感興趣的傳感器去進(jìn)行研究，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)，需要學(xué)生提交項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)，產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)以及軟件測(cè)試代碼，測(cè)試報(bào)告等內(nèi)容。

與理論課程相對(duì)應(yīng)的會(huì)有實(shí)驗(yàn)課程結(jié)合，針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的基本知識(shí)會(huì)有5個(gè)實(shí)驗(yàn)相對(duì)應(yīng)，分別是嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境如何使用，主要是介紹keil軟件的使用，如何創(chuàng)建工程，如何調(diào)試代碼等。而后是對(duì)于通用GPIO接口的使用，之后是定時(shí)計(jì)數(shù)器的使用，主要是實(shí)現(xiàn)利用定時(shí)器精確進(jìn)行計(jì)時(shí)。最后是I2C總線的介紹和使用。

針對(duì)傳感器知識(shí)也設(shè)計(jì)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，首先針對(duì)紅外傳感器會(huì)讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的遙控器，針對(duì)溫度傳感器DS18B20，要求學(xué)生能夠設(shè)計(jì)一個(gè)溫度報(bào)警系統(tǒng)，能夠獲取當(dāng)前溫度信息，當(dāng)溫度信息超過(guò)一定限值的時(shí)候，通過(guò)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。針對(duì)超聲傳感器，主要可以用于獲取15cm-4m范圍內(nèi)的環(huán)境信息，希望學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)每次按鍵中斷能夠獲取一個(gè)障礙物距離信息。且能夠通過(guò)I2C接口將數(shù)據(jù)顯示在LCD1602的屏幕上。接下來(lái)九軸傳感器的數(shù)據(jù)信息獲取是基于I2C接口的，所以需要學(xué)生在了解I2C接口的基礎(chǔ)上能夠獲取九軸傳感器上電子羅盤(pán)，陀螺儀，加速度計(jì)的數(shù)據(jù)信息，且能夠進(jìn)行相應(yīng)的處理。

針對(duì)自選項(xiàng)目會(huì)分層次給出題目。一般性題目諸如溫度報(bào)警控制系統(tǒng)，有毒氣體探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，超聲障礙探測(cè)系統(tǒng)等。針對(duì)自主控制移動(dòng)機(jī)器人部分，會(huì)給出諸如多紅外傳感器感測(cè)移動(dòng)機(jī)器人四周障礙系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)會(huì)作為獨(dú)立模塊要求學(xué)生使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)），超聲紅外探測(cè)障礙系統(tǒng)：與第一部分的區(qū)別是會(huì)要求學(xué)生使用舵機(jī)控制超聲傳感器動(dòng)態(tài)探測(cè)前方障礙等。

3 課程的教學(xué)方式

本課程屬于全新課程建設(shè)，包含理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)。

（1）對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)采用理論知識(shí)，軟件代碼以及實(shí)驗(yàn)結(jié)合教學(xué)的方法。

由于嵌入式系統(tǒng)是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的課程。從工程的角度分析，它是涉及了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科的系統(tǒng)，單個(gè)學(xué)習(xí)者很難掌握當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的全部知識(shí)和技能。因此，各個(gè)專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)所側(cè)重的內(nèi)容是不同的。比如電子和電氣專業(yè)的嵌入式課程的教學(xué)內(nèi)容更多的側(cè)重于硬件電路設(shè)計(jì)。就計(jì)算機(jī)專業(yè)的角度分析，嵌入式系統(tǒng)涉及了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、微機(jī)原理和接口技術(shù)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)編程等諸多知識(shí)內(nèi)容。而且目前存在多種不同的嵌入式硬件平臺(tái)、嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)和開(kāi)發(fā)工具，如何在諸多的技術(shù)中進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的選擇，是首先需要解決的問(wèn)題。本課程計(jì)劃采取嵌入式系統(tǒng)教學(xué)采用理論知識(shí)，軟件代碼以及實(shí)驗(yàn)結(jié)合教學(xué)的方法。由于本實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程主要著重于嵌入式系統(tǒng)的外設(shè)使用，因此會(huì)避開(kāi)硬件設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、makefile等相關(guān)內(nèi)容，直接采取首先介紹各個(gè)接口，而后介紹用到的寄存器，之后介紹如何使用寄存器操作接口，如何使用下載器，通過(guò)例子代碼以及實(shí)物演示的方法來(lái)介紹如何使用，之后通過(guò)給定實(shí)驗(yàn)題目讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程上使用理論課學(xué)習(xí)的知識(shí)來(lái)編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)相關(guān)外設(shè)使用。

（2）對(duì)于傳感器知識(shí)部分，采取首先介紹相關(guān)傳感器的理論知識(shí)，而后實(shí)物展示，之后通過(guò)講解傳感器數(shù)據(jù)獲取，處理代碼讓學(xué)生大概了解內(nèi)部的工作原理，由于時(shí)間限制所以不要求學(xué)生會(huì)編寫(xiě)所有的傳感器內(nèi)部數(shù)據(jù)獲取、處理的代碼，最后會(huì)在實(shí)驗(yàn)課提供給學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的相關(guān)傳感器初始化，讀取，使用的接口代碼。學(xué)生只需要能夠使用各個(gè)傳感器的接口代碼獲取傳感器數(shù)據(jù)就可以了。

（3）對(duì)于最后的綜合實(shí)驗(yàn)課程以項(xiàng)目組織實(shí)施的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和管理。

嵌入式系統(tǒng)無(wú)處不在，越來(lái)越多的數(shù)碼產(chǎn)品充斥著我們的日常生活，如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、各式各樣的機(jī)器人、電子交通工具、智能儀器和車載電子系統(tǒng)等等，而且其更新升級(jí)的速度也越來(lái)越快。這些都體現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)需要有不斷創(chuàng)新的精神，并且需要采用研究性方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

傳統(tǒng)的嵌入式教學(xué)只是注重于知識(shí)的單向傳播，即老師向?qū)W生灌輸最終的概念、原理和結(jié)論，學(xué)生則是被動(dòng)的接收和被動(dòng)的記憶。學(xué)生被禁錮在課堂上、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上，極大地限制了學(xué)生的素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在本實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)中，通過(guò)項(xiàng)目和自行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，大大地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造潛力，培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力。而且通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生參加各種機(jī)器人相關(guān)的比賽，也能夠提高了學(xué)生自主創(chuàng)新的積極性和成就感。

本設(shè)計(jì)最后的項(xiàng)目，可以學(xué)生自己提出一個(gè)自己想要實(shí)現(xiàn)的程序，而后利用我們LPC1768實(shí)現(xiàn)相關(guān)的內(nèi)容，同時(shí)我們也會(huì)分層次給出幾個(gè)設(shè)計(jì)題目供學(xué)生選擇。如氣體傳感器探測(cè)系統(tǒng)。學(xué)生可以自己選擇相關(guān)的傳感器，目前氣體傳感器有MQ2氣體傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、二氧化碳?xì)怏w傳感器、空氣質(zhì)量傳感器等很多。學(xué)生可以自己選擇某種傳感器去進(jìn)行設(shè)計(jì)。

如學(xué)生可以選擇一個(gè)可燃?xì)怏w傳感器做一個(gè)可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)能夠用于家庭，放在廚房，當(dāng)廚房可燃?xì)怏w超過(guò)一定數(shù)值的時(shí)候就能夠報(bào)警，對(duì)于家用安全有非常重要的作用。學(xué)生也可以選擇空氣質(zhì)量傳感器做一個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越多的人對(duì)于空氣質(zhì)量的指標(biāo)越來(lái)越重視，如果學(xué)生能夠設(shè)計(jì)出一個(gè)這樣的系統(tǒng)去實(shí)時(shí)探測(cè)當(dāng)前的空氣質(zhì)量，既有實(shí)際意義也能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)于電子專業(yè)的強(qiáng)烈的興趣。

此外對(duì)于項(xiàng)目設(shè)計(jì)，要求學(xué)生在整體項(xiàng)目完成的過(guò)程中需要有項(xiàng)目需求說(shuō)明書(shū)，概要設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要有對(duì)于每個(gè)設(shè)計(jì)文件的說(shuō)明書(shū)以及測(cè)試代碼，測(cè)試文檔。對(duì)于整體設(shè)計(jì)完成之后需要有結(jié)題相關(guān)文檔等。讓學(xué)生在過(guò)程中了解一個(gè)軟件項(xiàng)目中應(yīng)該要做的不僅僅只是軟件代碼編寫(xiě)，還包括需求說(shuō)明，設(shè)計(jì)說(shuō)明，詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明文檔，軟件功能測(cè)試代碼，軟件功能測(cè)試文檔，系統(tǒng)測(cè)試代碼，系統(tǒng)測(cè)試文檔等等內(nèi)容。

4 課程的考核方式

課程考核由實(shí)物演示、設(shè)計(jì)報(bào)告和答辯等三個(gè)環(huán)節(jié)組成，分別按照40%、30%、30%的比例構(gòu)成。要求學(xué)生演示自己的實(shí)物，需要提交自己設(shè)計(jì)產(chǎn)品的使用說(shuō)明書(shū)以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后會(huì)有一個(gè)答辯環(huán)節(jié)，三者結(jié)合給出最后成績(jī)。

5 總結(jié)

本課程主要是將本校電子專業(yè)學(xué)生所學(xué)習(xí)的知識(shí)融合起來(lái)，讓學(xué)生能夠利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用。筆者在所帶嵌入式系統(tǒng)課程上針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分做了嘗試，效果良好。學(xué)生就在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)理論知識(shí)，實(shí)驗(yàn)操作之后，最后的大作業(yè)就設(shè)計(jì)出溫度報(bào)警系統(tǒng)，超聲傳感器測(cè)距模塊等應(yīng)用系統(tǒng)。

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