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嵌入式系统
嵌入式系统是电子信息工程专业的重要应用课程，研究专用计算机系统的设计、开发和实现。
课程概述
本课程介绍嵌入式系统的基本概念、硬件平台、软件开发和系统集成，培养学生嵌入式系统设计和开发能力。
主要内容
嵌入式系统基础
- 嵌入式系统定义和特点
- 嵌入式系统分类
- 嵌入式系统应用领域
嵌入式处理器
- 微控制器（MCU）架构
- 微处理器（MPU）特点
- ARM处理器体系结构
- RISC-V开源架构
嵌入式系统硬件
- 存储器系统设计
- 外设接口技术
- 电源管理电路
- 时钟和复位系统
嵌入式软件开发
- 嵌入式C语言编程
- 实时操作系统（RTOS）
- 设备驱动程序开发
- 系统调试技术
嵌入式通信接口
- 串行通信接口（UART、SPI、I2C）
- 网络通信接口
- 无线通信技术
- 总线系统设计
嵌入式系统设计
- 系统需求分析
- 硬件选型和设计
- 软件架构设计
- 系统集成测试
实时系统技术
- 实时系统概念
- 任务调度算法
- 中断处理机制
- 系统响应时间分析
低功耗设计
- 功耗分析技术
- 低功耗策略
- 电源管理算法
- 节能优化方法
嵌入式系统安全
- 系统安全威胁
- 安全防护技术
- 加密算法应用
- 安全启动机制
学习目标
- 掌握嵌入式系统的基本概念和体系结构
- 理解嵌入式处理器和外设接口技术
- 能够进行嵌入式软件开发和调试
- 掌握嵌入式系统设计方法
- 了解嵌入式系统的发展趋势
实践项目
基础项目
- 简单嵌入式系统设计
- 外设接口驱动开发
- 实时任务调度实现
进阶项目
- 智能家居控制系统
- 工业监控系统
- 车载信息系统
综合项目
- 物联网节点设计
- 机器人控制系统
- 智能医疗设备
实验内容
实验一：嵌入式开发环境
- 开发工具链搭建
- 交叉编译环境配置
- 程序下载和调试
实验二：GPIO和外设控制
- LED控制实验
- 按键输入处理
- 定时器应用
实验三：通信接口应用
- UART通信实验
- SPI接口应用
- I2C总线控制
实验四：实时操作系统
- RTOS任务创建
- 任务间通信
- 中断处理编程
实验五：综合系统设计
- 完整嵌入式系统
- 系统性能测试
- 实际应用验证
学习资源
推荐教材
- 《嵌入式系统设计与实现》
- 《ARM嵌入式系统开发》
- 《嵌入式实时操作系统》
在线资源
- 嵌入式系统开源项目
- ARM官方文档
- 嵌入式技术社区
开发工具
- Keil MDK
- IAR Embedded Workbench
- Eclipse嵌入式插件
- PlatformIO开发环境
实践平台
- STM32开发板
- Arduino平台
- Raspberry Pi
- ESP32物联网平台
考核方式
平时成绩（30%）
- 实验报告和代码实现
- 系统设计文档
- 项目演示和答辩
期中考试（30%）
- 基础理论考核
- 系统设计分析
- 技术方案评估
期末考试（40%）
- 综合知识考核
- 实际应用分析
- 系统优化设计
就业方向
嵌入式系统相关职位
- 嵌入式软件工程师
- 嵌入式硬件工程师
- 物联网开发工程师
- 自动化系统工程师
技能要求
- 嵌入式系统设计能力
- 硬件软件协同开发
- 实时系统开发经验
- 系统调试和优化
发展趋势
技术演进
- AIoT嵌入式系统
- 边缘计算设备
- 智能嵌入式系统
- 安全嵌入式平台
行业应用
- 智能家居
- 工业自动化
- 汽车电子
- 医疗电子
嵌入式系统是万物互联时代的基础，掌握这门课程将为从事智能硬件和物联网开发提供重要技能支持！