《DSP技術(shù)及應用》教學大綱

1、DSP技術(shù)及應用課程教學大綱一、課程的基本信息適應對象：電氣工程及其自動化課程代碼：54E02727學時分配：48=24理論+24實驗賦予學分：3先修課程：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)字信號處理、單片機原理與接口技術(shù)后續(xù)課程：畢業(yè)設計二、課程性質(zhì)與任務本課程是一門工程應用性很強的專業(yè)選修課，授課對象為我校電氣自動化、電子信息類專業(yè)本科生。課程任務是使學生能夠充分認識DSP技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中的前沿地位，開闊專業(yè)視野，培養(yǎng)學生系統(tǒng)的工程素養(yǎng)，及運用所學知識分析和解決實際問題的能力。初步掌握基于 DSP 芯片的應用系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)方法，為今后的工程應用和進一步學習研究奠定必要的基礎(chǔ)。本課程的

2、任務是使自動化專業(yè)的學生在數(shù)字信號處理器及應用方面具有一定的基礎(chǔ)知識，掌握DSP的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性、應用及發(fā)展方向，基本熟悉采用DSP進行科研開發(fā)研究的過程；基本了解軟件集成開發(fā)環(huán)境的使用；可以編寫不太復雜的程序三、教學目的與要求通過本課程的教學，使學生了解DSP技術(shù)的發(fā)展及其芯片結(jié)構(gòu)特點；熟悉DSP的硬件結(jié)構(gòu)和基本工作原理；初步掌握DSP的軟件指令系統(tǒng)及其編程方法，并能在CCS開發(fā)環(huán)境下進行簡單的程序設計和調(diào)試。電氣工程及其自動化專業(yè)的學生應重點掌握基于TMS320C2000系列DSP芯片的應用，了解其在電氣控制和檢測系統(tǒng)中的開發(fā)與設計過程。四、教學內(nèi)容與安排本課程教學過程包括理論講授和

3、實驗兩部分。1、課時安排本課程共48個學時（課堂講授24課時，實踐24課時），按照課程內(nèi)容，分成9個教學單元，各單元的課時安排如表1所示。表1 教學學時分配情況序號單元名稱講授實驗小計1DSP概述222DSP的結(jié)構(gòu)原理443CCS及匯編語言應用2244C語言編程及GPIO應用46105DSP中斷系統(tǒng)及定時器4486DSP的控制類外設2467DSP的ADC2468串行通訊單元2469DSP的應用系統(tǒng)設計22課時合計242448注：以上學時分配為建議學時，任課老師可根據(jù)實際情況調(diào)整各章節(jié)教學內(nèi)容和學時。2、理論教學內(nèi)容第1單元 DSP概述【教學內(nèi)容】1. 數(shù)字信號處理概述；2. DSP 芯片的結(jié)構(gòu)

4、特點及應用領(lǐng)域；3. TI公司典型DSP產(chǎn)品；4. DSP應用系統(tǒng)的設計和開發(fā)過程?！窘虒W重點】課程導入，通過最新應用案例介紹課程地位和DSP技術(shù)應用前景；DSP芯片的結(jié)構(gòu)特點，DSP應用系統(tǒng)的設計和開發(fā)過程?！窘虒W難點】DSP應用系統(tǒng)的設計和開發(fā)過程?！窘虒W目標與要求】了解數(shù)字信號處理器的發(fā)展及應用前景，激發(fā)學生學習本課程的興趣；熟悉DSP的結(jié)構(gòu)特點；熟悉TI公司主要產(chǎn)品；熟悉DSP系統(tǒng)的組成。【培養(yǎng)能力】數(shù)字信號處理器芯片的選擇能力。第2單元 DSP的結(jié)構(gòu)原理【教學內(nèi)容】1TMS320C2000系列 DSP內(nèi)部結(jié)構(gòu)；2DSP的CPU；3DSP存儲器配置；4時鐘及其配置；【教學重點】總線結(jié)構(gòu)

5、，CPU，存儲器的配置，時鐘配置。【教學難點】存儲器配置，時鐘配置。【教學目標與要求】了解TMS320C2000 系列DSP的結(jié)構(gòu)及主要特性，內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)；掌握DSP的存儲器組織結(jié)構(gòu)，能夠合理配置存儲器；掌握CPU各組成部分的工作原理，CPU寄存器的用法；了解DSP芯片的時鐘產(chǎn)生及控制?！九囵B(yǎng)能力】DSP芯片的使用能力。第3單元 CCS及匯編語言應用【教學內(nèi)容】CCS5集成開發(fā)環(huán)境，匯編語言概述，匯編語言漸進示例?！窘虒W重點】CCS的基本配置和常用操作，匯編語言程序的表示，CMD文件，CCS下匯編程序的編譯及調(diào)試方法?！窘虒W難點】匯編語言程序編寫，CCS下匯編程序的編譯及調(diào)試方法。【教學目標與

6、要求】熟悉CCS開發(fā)環(huán)境；了解DSP匯編語言基本指令；了解尋址方式及COFF文件特點；掌握匯編語言程序語法；掌握CMD文件的功能和編寫；熟悉簡單匯編語言程序的仿真調(diào)試方法。【培養(yǎng)的能力】CCS開發(fā)環(huán)境的使用能力及DSP匯編語言程序的編寫能力。第4單元 C語言編程及GPIO應用【教學內(nèi)容】DSP的C語言編程基礎(chǔ)；DSP的上電引導過程；DSP的GPIO控制原理；C語言程序漸進示例?！窘虒W重點】C語言程序的編寫，上電引導過程，GPIO結(jié)構(gòu)和程序控制方法?！窘虒W難點】C語言工程的實現(xiàn)，C語言CMD文件的編寫?！窘虒W目標與要求】了解上電引導過程；掌握C語言程序的編寫方法；掌握GPIO結(jié)構(gòu)和使用方法?！九?/p>

7、養(yǎng)能力】DSP C語言編程及GPIO的應用能力。第5單元 DSP中斷系統(tǒng)及定時器【教學內(nèi)容】中斷系統(tǒng)；CPU定時器；中斷和CPU定時器應用示例。【教學重點】中斷系統(tǒng)，CPU定時器?！窘虒W難點】C2000系列DSP中斷管理機制，PIE外設中斷擴展模塊，定時器中斷應用。【教學目標與要求】了解中斷系統(tǒng)管理機制；了解定時器結(jié)構(gòu)；掌握中斷的管理和應用；掌握定時器應用?！九囵B(yǎng)能力】定時器外設中斷的應用能力。第6單元 DSP的控制類外設【教學內(nèi)容】增強型脈寬調(diào)制模塊（ePWM）增強型脈沖捕獲模塊（eCAP）增強型正交編碼模塊（eQEP）【教學重點】PWM波形的實現(xiàn)方法，捕獲模式工作過程，正交編碼測速原理?！?/p>

8、教學難點】ePWM。 【教學目標與要求】掌握ePWM的使用方法；掌握eCAP的使用方法；了解eQEP的使用方法?！九囵B(yǎng)能力】DSP控制類外設應用能力。第7單元 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換單元【教學內(nèi)容】ADC結(jié)構(gòu)及特點；ADC的工作模式；ADC模塊的校準；ADC模塊的寄存器?！窘虒W重點】ADC的工作模式，ADC的寄存器特點及使用，ADC的時鐘產(chǎn)生及配置?！窘虒W難點】ADC的工作模式?！窘虒W目標與要求】了解ADC的結(jié)構(gòu)特點；了解ADC數(shù)據(jù)校準功能；掌握ADC的編程和應用方法?！九囵B(yǎng)能力】ADC的應用能力。第8單元 串行通信外設【教學內(nèi)容】串行通信的基本概念；SCI通信模塊；SPI通信模塊；I2C通信模塊?！?/p>

9、教學重點】SCI和SPI通訊的異同，三種通訊方式數(shù)據(jù)收發(fā)程序讀寫，寄存器配置?！窘虒W難點】三種通訊方式數(shù)據(jù)收發(fā)程序讀寫?！窘虒W目標與要求】理解SCI、SPI及I2C總線通信格式；掌握SCI、SPI及I2C通信存儲器配置；掌握SCI、SPI及I2C通信的數(shù)據(jù)收發(fā)程序編寫?！九囵B(yǎng)能力】串行通訊外設的應用能力。第9單元 DSP應用系統(tǒng)設計【教學內(nèi)容】DSP最小系統(tǒng)設計；應用案例。【教學重點】DSP最小系統(tǒng)設計?！窘虒W難點】DSP系統(tǒng)設計及實現(xiàn)?！窘虒W目標與要求】掌握DSP最小系統(tǒng)設計；熟悉DSP系統(tǒng)設計及實現(xiàn)方法?！九囵B(yǎng)能力】DSP系統(tǒng)設計及實現(xiàn)能力。五、教學設備和設施要求使用多媒體教學設備。六、課程考核與評估本課程通過三方面進行考核：平時成績（包括考勤與平時課堂討論、課后作業(yè)等）20%，實驗與上機設計40%，期末論文（或者課程設計報告） 40%。七、參考資料（1）DSP 技術(shù)的發(fā)展與應用，彭啟琮主編，高等教育出版社，2007年。（2）DSP 技術(shù)實驗指導書，彭啟琮主編，高等教育出版社，2010年。