本書(shū)按照教育部新的教學(xué)改革要求,以能力為本位,以職業(yè)實(shí)踐為主線(xiàn),以項(xiàng)目為主體的模塊化專(zhuān)業(yè)課程體系進(jìn)行設(shè)計(jì),以仿真月球車(chē)為中心構(gòu)建課程內(nèi)容,主要內(nèi)容包括嵌入式系統(tǒng)基本概念、嵌入式系統(tǒng)Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境、Linux操作系統(tǒng)常用命令、ARM微處理器結(jié)構(gòu)、ARM微處理器S3C2440、Linux C程序開(kāi)發(fā)、嵌入式系統(tǒng)常用接口及通信技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)等。全書(shū)突出課程學(xué)習(xí)的趣味性、工作任務(wù)與知識(shí)的一致性,讓學(xué)生在技能訓(xùn)練過(guò)程中掌握知識(shí),增強(qiáng)課程內(nèi)容與職業(yè)崗位能力要求的相關(guān)性,增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)能力、發(fā)展能力與創(chuàng)新能力,提高參加國(guó)家相關(guān)嵌入式技能大賽的主動(dòng)性。
本書(shū)配有電子教學(xué)課件、習(xí)題參考答案、C語(yǔ)言源程序及精品課網(wǎng)站,詳見(jiàn)前言。
電子類(lèi)學(xué)科是信息技術(shù)領(lǐng)域的重要學(xué)科,是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防軍事等許多領(lǐng)域,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的四大支柱產(chǎn)業(yè)(節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造)中,電子類(lèi)學(xué)科是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。嵌入式技術(shù)是近年來(lái)新興的熱門(mén)電子類(lèi)學(xué)科技術(shù),嵌入式系統(tǒng)被定義為以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟/硬件可裁剪,功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)已成為當(dāng)今最熱門(mén)的研究領(lǐng)域之一,它涵蓋了微電子技術(shù)、電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件和硬件等多領(lǐng)域技術(shù)的綜合應(yīng)用,嵌入式技術(shù)應(yīng)用型人才的需求量很大,是行業(yè)職場(chǎng)上的緊缺人才。
本書(shū)按照以能力為本位、以職業(yè)實(shí)踐為主線(xiàn)、以項(xiàng)目為主體的模塊化專(zhuān)業(yè)課程體系進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)工學(xué)結(jié)合、理實(shí)一體、循序漸進(jìn)的原則,以仿真月球車(chē)為中心構(gòu)建課程體系,項(xiàng)目包括仿真月球車(chē)的直線(xiàn)運(yùn)行控制、仿真月球車(chē)的巡跡控制、仿真月球車(chē)的圖像識(shí)別與傳輸控制。結(jié)合嵌入式行業(yè)職業(yè)技能要求和國(guó)家相關(guān)技能大賽規(guī)則,將仿真月球車(chē)作為典型案例是本課程的主要特色。仿真月球車(chē)工程案例的實(shí)踐過(guò)程都按照任務(wù)驅(qū)動(dòng)的模式進(jìn)行組織,回歸到科學(xué)知識(shí)和實(shí)踐技能獲取的自然過(guò)程。每個(gè)項(xiàng)目主要包括以下四個(gè)組成部分。
(1)項(xiàng)目概況:介紹項(xiàng)目的基本情況、技術(shù)要求及其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵。
(2)預(yù)備知識(shí):實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作所必需的知識(shí),預(yù)備知識(shí)以“必需、夠用”為度。
電子類(lèi)學(xué)科是信息技術(shù)領(lǐng)域的重要學(xué)科,是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防軍事等許多領(lǐng)域,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的四大支柱產(chǎn)業(yè)(節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造)中,電子類(lèi)學(xué)科是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。嵌入式技術(shù)是近年來(lái)新興的熱門(mén)電子類(lèi)學(xué)科技術(shù),嵌入式系統(tǒng)被定義為以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟/硬件可裁剪,功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)已成為當(dāng)今最熱門(mén)的研究領(lǐng)域之一,它涵蓋了微電子技術(shù)、電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件和硬件等多領(lǐng)域技術(shù)的綜合應(yīng)用,嵌入式技術(shù)應(yīng)用型人才的需求量很大,是行業(yè)職場(chǎng)上的緊缺人才。
本書(shū)按照以能力為本位、以職業(yè)實(shí)踐為主線(xiàn)、以項(xiàng)目為主體的模塊化專(zhuān)業(yè)課程體系進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)工學(xué)結(jié)合、理實(shí)一體、循序漸進(jìn)的原則,以仿真月球車(chē)為中心構(gòu)建課程體系,項(xiàng)目包括仿真月球車(chē)的直線(xiàn)運(yùn)行控制、仿真月球車(chē)的巡跡控制、仿真月球車(chē)的圖像識(shí)別與傳輸控制。結(jié)合嵌入式行業(yè)職業(yè)技能要求和國(guó)家相關(guān)技能大賽規(guī)則,將仿真月球車(chē)作為典型案例是本課程的主要特色。仿真月球車(chē)工程案例的實(shí)踐過(guò)程都按照任務(wù)驅(qū)動(dòng)的模式進(jìn)行組織,回歸到科學(xué)知識(shí)和實(shí)踐技能獲取的自然過(guò)程。每個(gè)項(xiàng)目主要包括以下四個(gè)組成部分。
(1)項(xiàng)目概況:介紹項(xiàng)目的基本情況、技術(shù)要求及其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵。
(2)預(yù)備知識(shí):實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作所必需的知識(shí),預(yù)備知識(shí)以“必需、夠用”為度。
(3)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn):項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)所需的技術(shù)資料、實(shí)現(xiàn)步驟、相關(guān)的技術(shù)要求、撰寫(xiě)技術(shù)文件等,梳理項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中的要點(diǎn)和步驟,讓學(xué)生便于理解和接受。
(4)拓展提高:通過(guò)拓展知識(shí)提高學(xué)生觸類(lèi)旁通、舉一反三的能力,便于強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)和職業(yè)能力等。
本書(shū)由上海電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院的李軍鋒主編和統(tǒng)稿,邵瑛和沈毓駿參加了編寫(xiě)。在編寫(xiě)過(guò)程中得到電子工程系教師和北京博創(chuàng)科技公司、百科融創(chuàng)公司技術(shù)人員的支持與幫助,在此一并表示感謝!
為方便教師教學(xué),本書(shū)還配有電子教學(xué)課件、習(xí)題參考答案、C語(yǔ)言源程序文件等教學(xué)資源,請(qǐng)有此需要的教師登錄華信教育資源網(wǎng)免費(fèi)注冊(cè)后進(jìn)行下載,讀者也可以通過(guò)該課程的精品課網(wǎng)站瀏覽和參考更多的教學(xué)資源。
因時(shí)間和作者水平有限,書(shū)中的錯(cuò)誤在所難免,懇請(qǐng)讀者提出寶貴意見(jiàn)。
李軍鋒 任上海電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授,1997年起在中國(guó)船舶重工集團(tuán)直屬公司從事工程技術(shù)設(shè)計(jì)工作,2005年起從事電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)與研究工作,有多項(xiàng)科研成果和著作
項(xiàng)目1 構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境 (1)
教學(xué)導(dǎo)航 (1)
項(xiàng)目概況 (2)
預(yù)備知識(shí) (2)
1.1 嵌入式系統(tǒng)的組成與應(yīng)用 (2)
1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展 (3)
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的組成 (4)
1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用及特征 (6)
1.2 嵌入式系統(tǒng)微處理器 (8)
1.3 嵌入式系統(tǒng)軟件的特點(diǎn)與組成 (10)
1.4 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程與關(guān)鍵技術(shù) (11)
1.5 嵌入式系統(tǒng)Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境 (13)
1.6 Linux操作系統(tǒng)常用命令 (14)
1.6.1 Linux文件與目錄 (14)
1.6.2 Linux文件與目錄常用命令 (15)
項(xiàng)目1 構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境 (1)
教學(xué)導(dǎo)航 (1)
項(xiàng)目概況 (2)
預(yù)備知識(shí) (2)
1.1 嵌入式系統(tǒng)的組成與應(yīng)用 (2)
1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展 (3)
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的組成 (4)
1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用及特征 (6)
1.2 嵌入式系統(tǒng)微處理器 (8)
1.3 嵌入式系統(tǒng)軟件的特點(diǎn)與組成 (10)
1.4 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程與關(guān)鍵技術(shù) (11)
1.5 嵌入式系統(tǒng)Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境 (13)
1.6 Linux操作系統(tǒng)常用命令 (14)
1.6.1 Linux文件與目錄 (14)
1.6.2 Linux文件與目錄常用命令 (15)
1.6.3 輸入/輸出轉(zhuǎn)向和管道命令 (21)
項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) (22)
任務(wù)1-1 安裝VMware Workstation (22)
任務(wù)1-2 在虛擬機(jī)上安裝Fedora14軟件 (26)
任務(wù)1-3 SAMBA配置 (29)
任務(wù)1-4 NFS配置 (32)
任務(wù)1-5 超級(jí)終端配置 (35)
任務(wù)1-6 交叉編譯環(huán)境安裝 (39)
任務(wù)1-7 仿真月球車(chē)的直線(xiàn)運(yùn)行控制 (39)
拓展提高 (40)
思考與練習(xí)題1 (45)
項(xiàng)目2 開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)基本軟/硬件 (46)
教學(xué)導(dǎo)航 (46)
項(xiàng)目概況 (47)
預(yù)備知識(shí) (47)
2.1 ARM微處理器的結(jié)構(gòu) (47)
2.1.1 典型的ARM體系結(jié)構(gòu) (47)
2.1.2 ARM微處理器的特點(diǎn) (49)
2.1.3 常見(jiàn)ARM微處理器 (49)
2.1.4 ARM微處理器的寄存器結(jié)構(gòu) (54)
2.1.5 ARM微處理器的異常處理 (58)
2.1.6 ARM的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) (60)
2.1.7 ARM微處理器的接口 (61)
2.2 ARM微處理器S3C2440 (64)
2.2.1 S3C2440存儲(chǔ)器控制器 (64)
2.2.2 復(fù)位、時(shí)鐘和電源管理 (65)
2.2.3 S3C2440的I/O口 (66)
2.2.4 S3C2440的中斷控制 (67)
2.2.5 S3C2440的DMA控制 (70)
2.3 Linux C程序開(kāi)發(fā) (71)
2.3.1 vi編輯器的使用 (72)
2.3.2 gcc編譯器的使用 (75)
2.3.3 gdb的使用方法 (78)
2.3.4 make工具和makefile文件 (80)
2.3.5 Linux下多線(xiàn)程程序設(shè)計(jì)的基本原理 (82)
項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) (83)
任務(wù)2-1 嵌入式系統(tǒng)Linux C開(kāi)發(fā) (83)
任務(wù)2-2 嵌入式系統(tǒng)多線(xiàn)程程序設(shè)計(jì) (85)
任務(wù)2-3 仿真月球車(chē)的巡跡控制開(kāi)發(fā) (90)
拓展提高 (102)
思考與練習(xí)題2 (124)
項(xiàng)目3 嵌入式系統(tǒng)常用接口及通信技術(shù) (125)
教學(xué)導(dǎo)航 (125)
項(xiàng)目概況 (126)
預(yù)備知識(shí) (126)
3.1 A/D與D/A接口 (126)
3.1.1 A/D接口 (126)
3.1.2 D/A接口 (128)
3.2 無(wú)線(xiàn)通信技術(shù) (129)
3.2.1 無(wú)線(xiàn)通信原理 (129)
3.2.2 常見(jiàn)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)分類(lèi) (130)
3.3 嵌入式系統(tǒng)中圖像采集識(shí)別控制技術(shù) (133)
3.3.1 攝像采集原理 (133)
3.3.2 嵌入式系統(tǒng)中圖像識(shí)別控制 (134)
項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) (136)
任務(wù)3-1 A/D接口實(shí)驗(yàn) (136)
任務(wù)3-2 仿真月球車(chē)的圖像識(shí)別與傳輸控制 (138)
拓展提高 (163)
思考與練習(xí)題3 (164)
項(xiàng)目4 開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 (166)
教學(xué)導(dǎo)航 (166)
項(xiàng)目概況 (167)
預(yù)備知識(shí) (167)
4.1 仿真月球車(chē)測(cè)溫控制原理 (167)
4.2 仿真月球車(chē)測(cè)距控制原理 (168)
4.3 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) (169)
4.3.1 Linux下設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 (169)
4.3.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接口及使用方法 (170)
4.4 Bootloader裁剪及移植 (171)
4.4.1 Bootloader的概念與工作模式 (171)
4.4.2 U-Boot的結(jié)構(gòu)與使用 (172)
4.5 Linux內(nèi)核移植 (176)
4.5.1 Linux內(nèi)核 (176)
4.5.2 Linux內(nèi)核啟動(dòng)簡(jiǎn)析 (177)
4.5.3 Linux內(nèi)核移植 (178)
4.6 Linux根文件系統(tǒng)移植 (181)
項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) (187)
任務(wù)4-1 仿真月球車(chē)控制驅(qū)動(dòng)和巡跡驅(qū)動(dòng) (187)
任務(wù)4-2 U-Boot裁剪及移植 (194)
任務(wù)4-3 Linux內(nèi)核移植 (207)
任務(wù)4-4 嵌入式Linux根文件系統(tǒng)構(gòu)建 (217)
任務(wù)4-5 仿真月球車(chē)測(cè)溫測(cè)距避障控制 (228)
拓展提高 (236)
思考與練習(xí)題4 (242)
參考文獻(xiàn) (243)