电子系统课程学习总结

电子系统通常是指有若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。分为模拟型和数字型或两者兼而有之的混合型电子系统通常电子系统由输入,输出,信息处理三大部分组成,用来实现对某些信息的处理,控制或带动某种负载.

电子元器件是电子元件和电小型的机器、仪器的组成部分，其本身常由若干零件构成，可以在同类产品中通用；常指电器、无线电、仪表等工业的某些零件，如电容、晶体管、游丝、发条等。子器件的总称。

电阻在电路中用"R”加数字表示,电阻在电路中的主要作用为:分流、限流、分压、偏置等.

电容在电路中一般用"C"加数字表示,电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件.电容的特性主要是隔直流通交流.

晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示,二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大.无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中.

电感器在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们在电路中同样重要是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。

数字信号处理器以数字信号来处理大量信息的器件，不仅具有可编程性，且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器它的强大数据处理能力和高运行速度。

单片机也称微控制器，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统单片机一般由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成电子系统的设计

嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元。最初的４位处理器、８位单片机，到目前广受青睐的32位，64位嵌入式CPU 1000多种处理器，结构有MCU、MPU等30多个系列

?专用集成电路，特点是面向特定用户需求，批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点

模拟电子系统是由若干模拟集成电路、单元电路和分立元器件组成的，对模拟信号进行检测、处理、变换和产生的电子系统。信号特点：在时间、辐值上均连续，在一定动态范围内可任意取值，可以是电量或来自传感器的非电量。主要单元电路：放大电路、滤波电路，信号变换电路、驱动电路等

模拟系统的设计流程：系统描述与分析—选择总体方案—系统模块划分—设计单元电路—计划和调整参数—选择元器件—单元电路调试—系统总体调试—编写设计文档—产品投入使用

数字电子系统是由若干数字电路和逻辑部件组成的，用于处理及传送数字信号的电子系统。信号特点：在时间上和数量上均不连续，变化总是发生在一系列离散的瞬间，其数量大小和每次的增减变化都是某一个最小单位的整数倍。主要单元电路：控制器——管理协调各子系统之间的互相操作，子系统——主要完成某种特定的逻辑功能。

数字系统设计流程：系统描述与分析—选择总体方案并确定逻辑算法—系统模块划分—系统逻辑描述—设计单元电路—选择元器件—单元电路时序和功能校验—系统总体调试—编写设计文档—系统产品投入使用

电子系统的测量工具：万用表是一种多功能、多量程的测量仪表，一般可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数；

示波器把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等。示波器的首要条件：准确地显示波形，保证信号完整性测量；

逻辑分析仪利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器，最主要作用在于判定系统时序的测量仪器。分为逻辑状态分析仪和逻辑定时分析仪。优点：多通道、多触发方式、记忆功能、延迟能力、毛刺检测能力等

电子系统在生产实际中的应用：手机、MP3、MP4、游戏机 消费电子；语音、图像、视频、雷达信息处理 数据处理系统；彩电、数字式视频光盘机（DVD）、冰箱、全自动洗衣机、微波炉家电系统；单台工作或多台连网、服务器 计算机系统；数字通信、微波通信 通信系统；电量及非电量的精密测量等测量系统；航天器的飞行轨道控制系统，自动照相机快门系统，

第二篇：微软嵌入式系统课程交流-北航

北航计算机学院 嵌入式系统教学介绍尚利宏 shanglh@

提纲课程简介 理论课设置 实验课设置 效果及反馈 问题

课程简介课程名程：嵌入式系统设计 课程类型：选修课 (目前主要针对计算机系三年级本科生) 所属专业：计算机系统结构 学时学分：48/3（理论24+实验24) 上课人数：80人 考核方式：z z z理论课作业： 20％ 基本实验： 40％综合设计实验：40％

课程简介(续)课程教材：自编讲义 主要参考书目或资料：z《嵌入式计算系统设计原理》Wayne Wolf著 孙毓芳译 机械工业出版社 《Embedded Microprocessor System Real World Design》Stuart R. Ball著 《Doing Hard Time: Developing Real-Time Systems with UML,Objects,z zFrameworks and Patterns》 Bruce Powel Douglass著 addison Wesleyz z《Windows CE.NET内核定制及应用开发》周毓林、宁杨等编著 电子工业出版社 《国家发改委－微软嵌入式系统教学包》本课程是国家教委—微软精品课程建设项目z课程网站 http://embedded.

理论课设置嵌入式计算技术的基本概念(2学时) 系统结构设计和描述 (4学时) 嵌入式微处理器和嵌入式计算平台 (6学时) 嵌入式操作系统 (10学时) 嵌入式系统设计实例(2学时)专用接口和硬件加速器(2学时) 分布嵌入式系统(2学时) 高可靠性嵌入式系统(2学时)

第一章 嵌入式计算技术的基本概念z重点z z z z z嵌入式应用系统和嵌入式计算机； 嵌入式系统分类； 嵌入式系统的特点； 嵌入式计算机系统设计的难点； 软硬件协同设计方法和设计过程。z介绍z z嵌入式系统的发展历史； 嵌入式应用的领域

第二章 系统结构设计和描述z重点z z z z z系统结构设计和建模； 硬软件划分和硬软件的映射； UML实时建模机制； UML在系统结构设计和分析中的应用； 设计举例：电梯控制系统。z介绍z建模语言

第三章 嵌入式微处理器和嵌入式计算平台z重点z z zARM； Intel386EX； TMS320 DSP；z介绍z z z z微处理器和微控制器的发展，单片机到SOC； 基于PC104总线、Compact PCI嵌入式系统； USB和1394接口、DOC盘、SD卡、CF卡、RFID技术； 可重构嵌入式计算平台。

第四章 嵌入式操作系统z重点z z z z z z嵌入式操作系统的功能、特性及原理； 操作系统裁剪和配置； 板极支持程序BSP；中断处理和异常处理程序； 任务（进程）调度、内存管理； 实时嵌入式操作系统RTEMS分析； Windows CE 分析。z介绍z z z z常见的各类嵌入式操作系统，嵌入式实时操作系统选择和评价； 嵌入式软件的交叉调试； 在线仿真器ICE和在线调试器ICD； Windows CE 开发环境； 系统集成和软件固化。

第五章 嵌入式系统设计实例z重点z z给出一个嵌入式系统的设计过程并演示 ； 硬件方面：处理器选择依据，计算能力和资源的估算，输 入输出接口设计，功耗计算，……；z软件方面：BSP和DRIVER的开发、RTOS的剪裁、交叉调 试环境的建立、应用软件的下载与调试、软件的固化。z介绍z z软硬件协同开发方法； 开发和调试环境 ；

实验课设置基本实验（12学时）z z基本知识 基本技能综合设计实验（12学时）z z z? ?独立或协作完成嵌入式项目开发的能力 系统分析和设计能力 创新意识CMU Princeton University

实验平台硬件z z z zIntel Xscale PX255实验仪 5套 Intel EIA 实验仪 15套（ Intel 捐赠） Intel 微机实验仪 14套（ Intel 捐赠） 2410实验仪 20套软件zWindows CE （微软公司捐赠）z80%以上学生选择WinCEzLinux

基本实验4~6个(3~2小时/个) 实验一 构建WINDOWS CE平台z实验目的：掌握对WINDOWS CE内核的配置、编译和下载，能够 独立构建一个WINDOWS CE平台； 熟悉WINDOWS CE平台开发 工具――Platform Builder；理解并掌握嵌入式系统宿主机－目标 机的开发模式。实验二 WINOWS CE操作系统BSP初探z理解嵌入式系统中BSP的概念和地位以及它所起的作用；初 步了解WINDOWS CE中BSP的结构和特点。

基本实验（续1）实验三 WINDOWS CE驱动程序开发z实验目的：理解驱动程序在嵌入式系统中的作用；了解 WINDOWS CE操作系统中驱动程序的类型和基本结构；熟 悉并掌握WINDOWS CE驱动程序开发流程。实验四 在Windows CE下实现一个中断服务程序z实验目的：了解实验平台中断控制器的原理；了解 WINDOWS CE系统的中断结构；掌握WINDOWS CE平台 上的中断编程。

基本实验（续2）实验五（选作，仅限于Xscale平台） 实验六（选作，仅限于Xscale平台）z从XScale 实验指导书提供的24个实验中，选做感兴趣的实 验(可结合综合实验做技术储备)

综合设计实验类似于课程设计 目的：从系统层面上加强学生对相关概念的理解；培 养学生综合运用本课程及其它相关课程的知识进行简 单的嵌入式系统设计和实现的能力；让学生充分发挥 自己在实验中的主观能动地位，积极提出原创性的设 计内容，培养学生创新意识。 形式：由3-4人组成团队，共同设计并实现一个嵌入 式系统，每个小组可获得几百元的经费支持。

综合设计实验(续)内容：鼓励学生提出原创性的内容，结合实验平台的 特点提供以下备选方向：z z z z z z虚拟仪器（Virtual Instrument） POS机 游戏机（Game Machine） ATM机 网络打印机 ……考核：综合实验的成绩将根据项目的相关文档、实现状态、演示效果、答辩情况以及创新性综合给出

综合设计实验文档项目申请书 实验或项目的计划书 实验报告

实验项目申请书实验动机（Motivation for the project） 设计目标（Description of what it does） 技术路线（Description of how you plan to do it in brief.） 需要的支持（如特殊设备） 概要步骤（Possible steps in brief.）

实验或项目的计划书项目需求（Requirements） 系统结构（Architecture） 测试方案（Testing） 实验时间（Time estimates） 可能的检查点（Checkpoint）

实验报告实验环境介绍（Environment） 准备情况（Preparation） 设计流程（Design Process） 难度分析和评估（Difficulty） 实验结论（Conclusion） 经验体会（Experience）

课程辅导队伍实验设计和开发 实验过程的指导 报告评阅 综合实验的评委

05年助教队伍由嵌入式方向博士生和高年级 硕士生组成

效果分析近三年成绩统计 优（>=85）良(84~75)中(74~60)不及格（<=60）20xx年* 20xx年* 20xx年3.1% 5.6% 21.7%37.1% 46.3% 53.4%46.4% 39.9% 23.3 %13.4% 8.2% 1.6%注* 未开设实验课

05年综合实验1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 王建春 钱恒恒 胡海燕 郑清吉 周彬 温抿雄 章云樵 周亮 赵旭 瞿金标 GBA Game Machine (Linux ) Assistant of Travelers (WinCE ) POS Machine (WinCE ) Virtual Instrument (WinCE ) Web Brower (WinCE ) Credit Card Manage Machine(WinCE ) ATM(WinCE ) GPRS Service Platform (WinCE ) RPG Game(WinCE) Mame Game Simulator(Linux)

科技竞赛中的表现2005 年 一支队伍入围WESC（Windows Embedded Student ChallengE）2005全球前30名，赴西雅图参加总决赛 2006 年一支队伍入围WESC 2006 全球前30名，即将赴西雅 图参加总决赛 2005 校“冯如杯”课外科技竞赛二等奖和三等奖各1项 2006 校“冯如杯”课外科技竞赛，二等奖 2项，三等奖1项

学生反馈很有收获，优秀生的待遇落到了普通学生头上。 动手与不动手确实不一样，尽管实验尤其是综合实验花 了很多时间和精力，但收获是很大的。 课程的学习过程中存在的理论知识和实验的关系不够紧 密问题，建议在授课时重点介绍与实践密切相关的知识 。 开课时间调整到秋季，对春季冯如杯比赛有很大帮助。 ……

一些问题思考点/面： 硕士/本科 高级实验) 考核： 软 / 硬： 理论/实践： 助教梯队建设： 经费： …… 课外/课堂 本 / 硕开课层次和内容安排： ( 结合专业特色的开设一些

致谢本课程得到了微软公司的大力支 持, 在此表示衷心感谢!

欢迎各位批评指正!!!

基于Windows CE操作系统开发的实验基于EIA平台实验 5个（有3个已收入《国家发改 委—微软嵌入式系统开发包》） 基于Xscale实验 24个（已收入《国家发改委—微 软嵌入式系统开发包》） 基于Intel 微机实验仪 12个