《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)訓(xùn)》實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書V1.0

1、精品文檔嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書一、實(shí)訓(xùn)的目的和作用實(shí)訓(xùn)是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生在學(xué)習(xí)完嵌入式系統(tǒng)開發(fā)后綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用問題的能力、進(jìn)行工程實(shí)訓(xùn)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，它具有動(dòng)手、 動(dòng)腦， 理論聯(lián)系實(shí)際的特點(diǎn)， 是培養(yǎng)在校工科大學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、敢于動(dòng)手、 善于動(dòng)手和獨(dú)立自主解決設(shè)計(jì)實(shí)踐中遇到的各種問題能力的一種較好方法。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)是一門應(yīng)用性、綜合性、 實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，沒有實(shí)際的有針對(duì)性設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)， 學(xué)生就不能很好的理解和掌握所學(xué)的技術(shù)知識(shí)，更缺乏解決實(shí)際問題的能力。所以通過有針對(duì)性的實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)系統(tǒng)地綜合運(yùn)用所學(xué)的技術(shù)理論知識(shí)，提高學(xué)生在嵌入式應(yīng)用方面的開發(fā)與設(shè)計(jì)本領(lǐng)，系

2、統(tǒng)的掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。本實(shí)訓(xùn)是配合課堂教學(xué)的一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本課程學(xué)習(xí)的情況，更要培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中查閱專業(yè)資料、工具書或參考書，掌握工程設(shè)計(jì)手段和軟件工具，并能以圖紙和說明書表達(dá)設(shè)計(jì)思想和結(jié)果的能力。培養(yǎng)學(xué)生事實(shí)求是和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度。通過本實(shí)訓(xùn)使學(xué)生深入了解嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的步驟與方法，掌握嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同開發(fā)要點(diǎn)及使用方法。掌握能夠根據(jù)實(shí)際問題綜合應(yīng)用嵌入式軟件、硬件的基本技能，編寫相應(yīng)的程序。 鞏固和強(qiáng)化理論教學(xué)內(nèi)容，綜合課程教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的工程實(shí)踐能力，具備嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同開發(fā)應(yīng)用程序的能力。二

3、、實(shí)訓(xùn)主要內(nèi)容與要求要求每個(gè)學(xué)生 （或小組） 都要自己動(dòng)手獨(dú)立設(shè)計(jì)完成一個(gè)典型的嵌入式應(yīng)用小系統(tǒng)。設(shè)計(jì)題目可以在給出的參考題目中選，也可以自己選設(shè)計(jì)題目，但難度不應(yīng)小于參考題目，需經(jīng)指導(dǎo)教師審查后方可確定是否采納或修改設(shè)計(jì)題目。一般以 1 2 人為一個(gè)小組，分工協(xié)作，可以進(jìn)行充分的討論和互助。完成所選課題的硬件和軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試。獨(dú)立解決設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中遇到的基本問題?？偨Y(jié)整個(gè)實(shí)踐過程，寫出實(shí)訓(xùn)報(bào)告（包括方案選擇比較、總體思路、理論分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，軟件流程圖，加注釋的源程序，調(diào)試過程中遇到的問題及解決辦法，總結(jié)與體會(huì)，參考文獻(xiàn)）。實(shí)訓(xùn)是在教師指導(dǎo)下，各組可以集體討論， 但實(shí)訓(xùn)報(bào)告由學(xué)生獨(dú)立完成

4、，不得互相抄襲。教師的主導(dǎo)作用主要在于指明設(shè)計(jì)思路，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)的思路，解答疑難問題和按設(shè)計(jì)進(jìn)度進(jìn)行階段審查。學(xué)生必須發(fā)揮自身學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和能動(dòng)性，主動(dòng)思考問題、 分析問題和解決問題， 而不應(yīng)處處被動(dòng)地依賴指導(dǎo)老師查資料、給數(shù)據(jù)、定答案。同組同學(xué)要發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，積極主動(dòng)的提出問題、解決問題、討論問題，互相幫助和啟發(fā)。實(shí)訓(xùn)報(bào)告每個(gè)學(xué)生一份，由課代表收齊后統(tǒng)一交給指導(dǎo)教師。實(shí)訓(xùn)成績(jī)?cè)u(píng)定由3 部分組成：驗(yàn)收答辯情況30% ，實(shí)訓(xùn)作品質(zhì)量40% ，實(shí)訓(xùn)報(bào)告書30% 。可編輯精品文檔實(shí)訓(xùn)作品（軟件）質(zhì)量評(píng)分細(xì)則判定等級(jí)評(píng)判細(xì)則按時(shí)完成實(shí)訓(xùn)題目所有的要求，實(shí)現(xiàn)了主要功能， 并有創(chuàng)新設(shè)優(yōu)計(jì)；模塊設(shè)計(jì)

5、合理，操作友好，運(yùn)行順暢，無(wú)原則性錯(cuò)誤出現(xiàn)，結(jié)果合理且正確；代碼編寫規(guī)范，可讀性好，且有必要的注釋。按時(shí)完成實(shí)訓(xùn)題目的所有要求，實(shí)現(xiàn)了主要功能；良模塊設(shè)計(jì)較合理，方便較使用，運(yùn)行較順暢，結(jié)果基本合理且原則性錯(cuò)誤不超過 2 次并能現(xiàn)場(chǎng)糾正；代碼編寫規(guī)范，可讀性好，對(duì)重要的代碼進(jìn)行了注釋?；就瓿蓪?shí)訓(xùn)題目的要求； 模塊設(shè)計(jì)基本合理， 程序運(yùn)行較順中暢，驗(yàn)收時(shí)結(jié)果基本合理且原則性錯(cuò)誤不超過3 次并能說明糾正思路；代碼規(guī)范性一般。及格能按時(shí)基本完成實(shí)訓(xùn)題目的要求和主要功能，程序能基本運(yùn)行，輸入數(shù)據(jù)后可以得出結(jié)果，代碼規(guī)范性和程序結(jié)構(gòu)化一般。不及格程序驗(yàn)收不成功， 程序?qū)崿F(xiàn)功能沒有達(dá)到題目要求， 抄襲程

6、序。實(shí)訓(xùn)報(bào)告書評(píng)分細(xì)則判定等級(jí)評(píng)判細(xì)則按照實(shí)訓(xùn)內(nèi)容要求，全面、正確地描述了程序設(shè)計(jì)過程，對(duì)各個(gè)步驟的描述清楚、合理，各種圖表規(guī)范。 詳細(xì)設(shè)計(jì)過程層次清晰，優(yōu)對(duì)程序代碼的功能模塊介紹詳細(xì)、準(zhǔn)確，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析；設(shè)計(jì)總結(jié)到位。按照實(shí)訓(xùn)內(nèi)容要求，描述了程序設(shè)計(jì)過程，對(duì)主要步驟的描述較清楚、合理，圖表基本符合要求。詳細(xì)設(shè)計(jì)過程層次較清晰，主良要模塊有比較詳盡的說明；對(duì)程序代碼的功能模塊有介紹但不夠詳細(xì)、準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)總結(jié)不空洞。對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計(jì)、分析方法一般、過程較詳細(xì)，對(duì)程序代碼的中功能模塊介紹較詳細(xì)，有實(shí)際設(shè)計(jì)過程的體會(huì)和總結(jié)。對(duì)程序開發(fā)的過程、程序模塊作了一般性的描述，報(bào)告基本符及格合書寫規(guī)范。對(duì)所

7、描述的內(nèi)容錯(cuò)誤較多，文不對(duì)題或者發(fā)現(xiàn)報(bào)告中有抄襲行不及格為?？删庉嬀肺臋n驗(yàn)收答辯評(píng)分細(xì)則判定等級(jí)評(píng)判細(xì)則驗(yàn)收時(shí)，對(duì)教師所提出的與設(shè)計(jì)有關(guān)的問題，回答思路正確，優(yōu)對(duì)驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題， 能準(zhǔn)確說明出現(xiàn)問題的原因，并能現(xiàn)場(chǎng)修改或提出修改的正確思路；能準(zhǔn)確的闡述程序開發(fā)的思路和方法，演示效果好。驗(yàn)收時(shí)， 對(duì)教師所提出的與設(shè)計(jì)有關(guān)的問題，回答思路基本正良確，對(duì)驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題，能說明出現(xiàn)問題的原因，并能提出修改的正確思路；能闡述清楚程序開發(fā)的思路和方法，演示效果較好。中能闡述程序開發(fā)的思路和方法，演示效果一般， 能部分準(zhǔn)確的回答提問。及格能闡述程序開發(fā)的思路和方法，能基本演示程序， 能部分準(zhǔn)確的回答提

8、問。不及格程序演示效果較差，或根本不能演示， 沒有實(shí)現(xiàn)題目要求的主要功能，或發(fā)現(xiàn)雷同程序。三、實(shí)訓(xùn)步驟在明確各個(gè)選題的內(nèi)容及要求后，學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)力與興趣愛好選擇相應(yīng)的選題，指導(dǎo)老師需要針對(duì)完成綜合程序需要的各個(gè)過程進(jìn)行對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)：1、問題分析、確定解決方案框架，充分地分析和理解題目要求，弄清要求做什么。在確定解決方案框架過程中，力求做到模塊結(jié)構(gòu)清晰、合理、簡(jiǎn)單，各模塊間的調(diào)用關(guān)系邏輯嚴(yán)謹(jǐn)。2、詳細(xì)設(shè)計(jì)和編碼：確定程序的主要流程，再此基礎(chǔ)上進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)。3、上機(jī)編寫程序與檢查。4、上機(jī)調(diào)試程序。5、撰寫符合課程設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)報(bào)告。四、實(shí)訓(xùn)報(bào)告的基本格式實(shí)訓(xùn)報(bào)告采用學(xué)校統(tǒng)一的課設(shè)用紙，報(bào)告

9、的基本內(nèi)容至少包括封面、正文、附錄三部分。要求字跡清楚，語(yǔ)言流暢。1 、封面封面包括嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告、專業(yè)、班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)以及完成日期等信息。2 、正文課程實(shí)訓(xùn)說明書應(yīng)該包含如下內(nèi)容：可編輯精品文檔（ 1）需求分析 : 描述問題。簡(jiǎn)述課題要解決的問題是什么，有什么要求和限制條件。（ 2）總體設(shè)計(jì)：程序設(shè)計(jì)組成框圖、流程圖。（ 3）詳細(xì)設(shè)計(jì)：模塊功能說明。（ 4）測(cè)試過程與測(cè)試結(jié)果。綜合設(shè)計(jì)報(bào)告文檔格式要求規(guī)范，內(nèi)容（不含源程序部分）不少于3000 字。3 附錄附錄 1 ：源程序清單和結(jié)果：源程序要加注釋。結(jié)果要包括測(cè)試數(shù)據(jù)和運(yùn)行結(jié)果。附錄 2 ：參考文獻(xiàn)。五、實(shí)訓(xùn)參考題目1 、音樂

10、播放器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)要求：設(shè)計(jì)一款基于 Qt 的音樂播放器，主要涉及播放、暫停、停止、上一首、下一首等功能的實(shí)現(xiàn)。要求界面美觀，界面應(yīng)包括主界面，即播放界面，歌詞顯示界面，能夠播放常用音頻格式的文件，并可通過觸摸屏進(jìn)行操作。編程環(huán)境 :Linux+QTE+觸摸屏設(shè)計(jì)思想：熟悉在 Linux操作系統(tǒng)下，MPlayer的移植與使用。MPlayer是一款開源的多媒體播放器，以 GNU 通用公共許可證發(fā)布。此款軟件可在各主流作業(yè)系統(tǒng)使用，例如Linux 和其他類 Unix 作業(yè)系統(tǒng)、 微軟的視窗系統(tǒng)及蘋果電腦的Mac OS系統(tǒng)。 MPlayer是建基于命令行界面，在各作業(yè)系統(tǒng)可選擇安裝不同的圖形界面。本

11、項(xiàng)目設(shè)計(jì)基于Qt/Embedded的音樂播放器界面，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。需解決的關(guān)鍵問題：（ 1）熟悉嵌入式 Linux 和其開發(fā)流程；（ 2）開源播放器 MPlayer 的移植和播放測(cè)試；（ 3）用 Qt/Embedded 實(shí)現(xiàn)對(duì)音樂播放器的界面設(shè)計(jì)開發(fā)并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。2 、嵌入式Web程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用要求：了解嵌入式Web 服務(wù)器運(yùn)行和配置的原理及方法；熟悉嵌入式WebCGI 編程。熟悉SQLite 編程方法，結(jié)合表單和CGI 技術(shù)，并利用SQLite 提供的 C 語(yǔ)言 API ，設(shè)計(jì)一個(gè)基于 Web 的 SQLite 交互式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的插入、查詢、修改和刪除等數(shù)據(jù)庫(kù)操作，

12、實(shí)現(xiàn)用戶與 SQLite 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)交互。編程環(huán)境 : Linux+webCGI+SQLite設(shè)計(jì)思想：可編輯精品文檔熟悉基于 ARM的嵌入式Web服務(wù)器的系統(tǒng)組成與工作原理，了解 SQLite系統(tǒng)的特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)。在arm-linux平臺(tái)上成功移植了SQLite, 結(jié)合表單和CGI 技術(shù)，并利用SQLite 提供的 C 語(yǔ)言 API ，成功地實(shí)現(xiàn)了客戶與SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)交互。此方案可以廣泛應(yīng)用在工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程家庭醫(yī)療設(shè)備、信息家電控制中心等應(yīng)用領(lǐng)域。嵌入式 Web服務(wù)器端的應(yīng)用程序是建立在CGI 基礎(chǔ)之上的。因此項(xiàng)目中SQLite的應(yīng)用開發(fā)就是如何應(yīng)用C

13、GI 程序建立、訪問、更新SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的過程?？梢苑譃槿絹硗瓿?， 首先建立一個(gè)后端數(shù)據(jù)庫(kù)，然后通過HTML文檔制作一個(gè)Web頁(yè)面及內(nèi)建表單，最后編寫CGI 程序。需解決的關(guān)鍵問題：（ 1）學(xué)會(huì)使用Linux 下的 C 操作 SQLite 和 SQLite常用函數(shù)；（ 2）常見嵌入式 WEB 服務(wù)器 (如 BOA 、 lighttpd 、goahead) 的移植方法；（ 3）如何應(yīng)用CGI 程序建立、訪問、更新SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)。3 、基于 Qt 的視頻實(shí)時(shí)顯示要求：熟悉 V4L2 相關(guān)概念及編程方法，熟悉使用Qt 與 V4L2 結(jié)合編程方法，掌握Linux中關(guān)于視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)操作。

14、可進(jìn)行任意圖像變換，可選擇拉伸、收縮、扭曲、旋轉(zhuǎn)、灰度化、二值化、均值濾波、中值濾波和直方圖分析等。編程環(huán)境 :Linux+QTE+觸摸屏設(shè)計(jì)思想：Video4linux（ 簡(jiǎn) 稱V4L), 是linux中 關(guān) 于 視 頻 設(shè) 備 的 內(nèi) 核 驅(qū) 動(dòng) , 現(xiàn) 在 已 有Video4linux2，還未加入linux內(nèi)核， 使用需自己下載補(bǔ)丁。在 Linux中，視頻設(shè)備是設(shè)備文件， 可以像訪問普通文件一樣對(duì)其進(jìn)行讀寫，攝像頭在 /dev/video0下。 Video4linux下視頻編程的流程：打開視頻設(shè)備： 讀取設(shè)備信息；更改設(shè)備當(dāng)前設(shè)置（沒必要的話可以不做）；進(jìn)行視頻采集，兩種方法: 內(nèi)存映射

15、和直接從設(shè)備讀??；對(duì)采集的視頻進(jìn)行處理；關(guān)閉視頻設(shè)備。相關(guān)圖像變化方法、函數(shù)及API 見網(wǎng)絡(luò)。需解決的關(guān)鍵問題：（ 1） Video4linux2（簡(jiǎn)稱V4L2) 在 linux中的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)加載；（ 2）使用V4L2進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像顯示；（ 3）圖像變化方法的實(shí)現(xiàn)。4 、基于 Qt/E的百度在線地圖應(yīng)用要求：熟悉 QWebView的應(yīng)用方法， 掌握百度地圖JavaScript API應(yīng)用程序接口的編程，能在網(wǎng)站中構(gòu)建功能豐富、交互性強(qiáng)的地圖應(yīng)用。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的全屏QWebView控件，顯示指定地區(qū)的路況等信息?？删庉嬀肺臋n編程環(huán)境 :Linux+QTE+觸摸屏設(shè)計(jì)思想：QWebView是 QtW

16、ebKit網(wǎng)頁(yè)瀏覽模塊的一個(gè)主要widget組件，可以用它來展現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)。使用QWebView類只要幾行代碼就可以做出一個(gè)最簡(jiǎn)單的瀏覽器。QWebView的主要功能是用于瀏覽網(wǎng)頁(yè)，每個(gè)QWebView都包含著一個(gè)QWebPage，而 QWebPage是用于存儲(chǔ)和編輯網(wǎng)頁(yè)的類。百度地圖JavaScriptAPI是一套由JavaScript語(yǔ)言編寫的應(yīng)用程序接口，可幫助在網(wǎng)站中構(gòu)建功能豐富、交互性強(qiáng)的地圖應(yīng)用，支持PC 端和移動(dòng)端基于瀏覽器的地圖應(yīng)用開發(fā)，且支持HTML5特性的地圖開發(fā)。 另外， 2014年 1 月 9 日，極速版JavaScriptAPI 全新上線， 此版本專門針對(duì)移動(dòng)端瀏覽器開發(fā)提供。該套API免費(fèi)對(duì)外開放。自v1.5版本起，需先申請(qǐng)密鑰（ak ）才可使用，接口（除發(fā)送短信功能外）無(wú)使用次數(shù)限制。需解決的關(guān)鍵問題：（ 1）熟悉百度在線地圖應(yīng)用方法；（ 2）分析中百度地圖的調(diào)用方法；（ 3）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的全屏QWebView 控件，顯示指定地區(qū)的路況等信息。六