胡宏鐸 陳蘭麗

摘 要：本文介紹了《ARM嵌入式技術(shù)應(yīng)用》課程的教學(xué)改革具體實(shí)施過程。在教學(xué)改革中，采用“基于工作過程”的教學(xué)方式，按照項(xiàng)目工作過程展開，將相關(guān)知識(shí)融入到項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過程中，以求最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力。

關(guān)鍵詞：工作過程;教學(xué)改革;ARM嵌入式

0 引言

湖北工程職業(yè)學(xué)院12級(jí)嵌入式專業(yè)在開設(shè)《ARM嵌入式技術(shù)應(yīng)用》課程時(shí)，所采用的教材內(nèi)容大都按傳統(tǒng)課程的學(xué)科體系來編排，教師以教材為中心，按傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，造成學(xué)生學(xué)習(xí)效率低、教學(xué)效果差。針對(duì)這一情況，我們?cè)噲D尋找一種新的教學(xué)方法使學(xué)生日后能夠適應(yīng)工作崗位的需求，在13級(jí)嵌入式專業(yè)該課程教學(xué)中采用基于工作過程的教學(xué)方法，效果明顯。采用以工作過程為導(dǎo)向的課程教學(xué)模式，注重實(shí)踐環(huán)節(jié)和學(xué)生興趣的培養(yǎng)，突出能力提升，可以有效地提高人才培養(yǎng)的適應(yīng)性和針對(duì)性。

1 《ARM嵌入式技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)中存在的問題

在12級(jí)嵌入式專業(yè)中，開設(shè)了《ARM嵌入式技術(shù)應(yīng)用》這門課程。在課程教學(xué)過程中存在以下問題：①教材方面，該課程的大多數(shù)教材編排是按傳統(tǒng)的學(xué)科體系進(jìn)行的，對(duì)于基本概念、指令系統(tǒng)、嵌入式linux操作系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的建立和嵌入式軟件系統(tǒng)的知識(shí)偏多，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不好。②教學(xué)方法方面，大多數(shù)的職業(yè)教育課程開發(fā)還是圍繞學(xué)科性課堂教學(xué)進(jìn)行，以教師為中心，以教材為中心，缺乏高職教育特色，以教師“教”為主，學(xué)生“學(xué)”為輔，這種教學(xué)方法淡化了課程的實(shí)踐性，忽視了學(xué)生積極性、主動(dòng)性的發(fā)揮，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。雖然借助于Protues軟件與ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境軟件相結(jié)合的方法讓學(xué)生能夠更加容易理解嵌入式技術(shù)的基礎(chǔ)，但是，這種方法只是把ARM處理器當(dāng)做一款功能強(qiáng)大的單片機(jī)來學(xué)習(xí)，沒有體現(xiàn)其嵌入性的特點(diǎn)。

2 基于工作工程的《ARM嵌入式技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)改革實(shí)施方案

針對(duì)12級(jí)教學(xué)過程中存在的問題，我們?cè)?3級(jí)中實(shí)施了目前覺得最優(yōu)的教學(xué)改革實(shí)施方案。在教學(xué)過程中，以項(xiàng)目為載體組織教學(xué)，以項(xiàng)目開發(fā)流程進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，在教學(xué)中體現(xiàn)其實(shí)踐的重要性。采取由淺入深，以應(yīng)用為主的教學(xué)環(huán)節(jié)。我們作如下設(shè)計(jì)：

2.1 處理器無操作系統(tǒng)的情況

任務(wù)一、嵌入式開發(fā)平臺(tái)的搭建（子任務(wù)1、硬件開發(fā)平臺(tái)的搭建;子任務(wù)2、軟件開發(fā)平臺(tái)的搭建）。

任務(wù)二、GPIO的應(yīng)用（子任務(wù)1、點(diǎn)亮LED;子任務(wù)2、流水燈的設(shè)計(jì)）。

任務(wù)三、定時(shí)器的應(yīng)用（子任務(wù)1、采用定時(shí)器0，使LED每秒鐘閃爍一次;子任務(wù)2、實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的PWM功能）。

任務(wù)四、中斷應(yīng)用（子任務(wù)1、采用查詢方式，使用4個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)4個(gè)LED的亮滅;子任務(wù)2、采用中斷方式，采用定時(shí)器0實(shí)現(xiàn)LED0每秒鐘閃爍一次）。

任務(wù)五、LCD控制（子任務(wù)1、在TFT LCD上顯示一個(gè)像素;子

任務(wù)2、在TFT LCD上顯示單像素;子任務(wù)、在TFT LCD上顯示圖片）。

任務(wù)六、綜合實(shí)訓(xùn)：基于定時(shí)器0，采用中斷方式制作電子相冊(cè)。

2.2 處理器有操作系統(tǒng)的情況

任務(wù)七、運(yùn)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)（子任務(wù)1、編寫Hello程序;子任務(wù)2、運(yùn)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)）。

我們力圖把復(fù)雜問題簡單化，一開始把S3C2440處理器當(dāng)做功能強(qiáng)大的單片機(jī)來學(xué)習(xí)，從控制一個(gè)寄存器、I/O端口和點(diǎn)亮LED開始，建立學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，從而引出ARM體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)。通過實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)，學(xué)習(xí)嵌入式開發(fā)。

3 案例分析

以綜合實(shí)訓(xùn)制作電子相冊(cè)的工作任務(wù)為例：要求使用定時(shí)器0，采用中斷的方式，在DC09G275顯示屏上顯示相片。我們根據(jù)這樣的要求來進(jìn)行總體設(shè)計(jì)：系統(tǒng)采用S3C2440處理器無操作系統(tǒng)情況下，主頻為400MHZ的TQ2440 ARM9開發(fā)板。具體設(shè)計(jì)如下：

3.1 硬件電路設(shè)計(jì)

硬件平臺(tái)主要由S3C2440和TFT LCD控制器相連接。圖1即為定時(shí)器0輸入時(shí)鐘的產(chǎn)生。通過外部輸入晶振Fin=12MHZ從而產(chǎn)生三種與S3C2440有關(guān)的時(shí)鐘：FCLK=200MHZ， HCLK=100MHZ， PCLK=50MHZ。

圖1 ?定時(shí)器0 輸入時(shí)鐘的產(chǎn)生圖

圖2 ?LCD接口電路

圖2為S3C2440與TFT LCD的連接圖。S3C2440處理器內(nèi)部集成了LCD控制器，只需要將控制器輸出引腳和TFT LCD相應(yīng)的信號(hào)線連接即可。其中LCD的電源在S3C2440的GPG4引腳上。因此，初始化時(shí)，需要使該引腳配置為輸出，并且輸出高電平給LCD供電，當(dāng)不需要顯示時(shí)，可以使該引腳輸出為低電平，將LCD關(guān)閉。

3.2 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本案例軟件設(shè)計(jì)主要分為兩大模塊：

①timer模塊，這個(gè)模塊包括定時(shí)器的初始化、定時(shí)器中斷函數(shù)的初始化、定時(shí)器中斷處理以及圖片生成文件;

②LCD模塊，主要包括Lcd的初始化。如圖3所示：

圖3 ?系統(tǒng)模塊圖

3.3 系統(tǒng)調(diào)試

在ADS1.2開發(fā)環(huán)境進(jìn)行編譯，編譯生成.bin格式的二進(jìn)制文件。再使用SecureCRT和DNW串口工具將其下載到Nand flash中，從Nor flash啟動(dòng)開發(fā)板，可以看到LCD上顯示出相應(yīng)的圖片。如圖4所示。

圖4 ?圖片顯示

我們?cè)?3級(jí)嵌入式班中做了改革實(shí)踐。采用了基于工作過程的教學(xué)方法，要求學(xué)生按以上的要求完成電子相冊(cè)的制作，從分析任務(wù)開始，通過自學(xué)、老師指導(dǎo)等環(huán)節(jié)，學(xué)生掌握相關(guān)準(zhǔn)備知識(shí)，然后學(xué)生分組制定工作計(jì)劃，擬定實(shí)施方案，從硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)到綜合聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)，小組自評(píng)、互評(píng)，老師總結(jié)。首先學(xué)生參與的積極性非常高，其次通過優(yōu)秀同學(xué)的帶動(dòng)，幾乎所有的同學(xué)都能掌握電子相冊(cè)制作的相關(guān)知識(shí)和技能。而12級(jí)嵌入式班的教學(xué)中，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，以老師講解演示為主，然后通過實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生動(dòng)手做的方式。結(jié)果學(xué)生聽課無興趣，做的過程中問題也很多，真正實(shí)現(xiàn)任務(wù)僅是認(rèn)真聽講表現(xiàn)好的幾個(gè)同學(xué)，幾乎過半的同學(xué)無法掌握相關(guān)知識(shí)，更沒有掌握實(shí)操的技能?；诠ぷ鬟^程的教學(xué)方式在這里得到驗(yàn)證。

4 結(jié)論

從課程教學(xué)實(shí)踐來看，基于工作過程的教學(xué)方法，將企業(yè)需求與教學(xué)緊密結(jié)合在一起，學(xué)生不僅能夠掌握應(yīng)有的基礎(chǔ)理論與技術(shù)，還可以學(xué)會(huì)如何進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力與興趣，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)技能，還培養(yǎng)了學(xué)生分析、處理問題的能力，全面提升了學(xué)生的職業(yè)綜合能力，更能滿足企業(yè)的需求。

參考文獻(xiàn)：

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