《DSP技術(shù)及應(yīng)用》教學(xué)大綱

1、DSP技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)大綱一、課程的基本信息適應(yīng)對象：電氣工程及其自動(dòng)化課程代碼：54E02727學(xué)時(shí)分配：48=24理論+24實(shí)驗(yàn)賦予學(xué)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(jī)原理與接口技術(shù)后續(xù)課程：畢業(yè)設(shè)計(jì)二、課程性質(zhì)與任務(wù)本課程是一門工程應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)選修課，授課對象為我校電氣自動(dòng)化、電子信息類專業(yè)本科生。課程任務(wù)是使學(xué)生能夠充分認(rèn)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(xué)生系統(tǒng)的工程素養(yǎng)，及運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的能力。初步掌握基于 DSP 芯片的應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)方法，為今后的工程應(yīng)用和進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究奠定必要的基礎(chǔ)。本課程的

2、任務(wù)是使自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生在數(shù)字信號處理器及應(yīng)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(yīng)用及發(fā)展方向，基本熟悉采用DSP進(jìn)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(fù)雜的程序三、教學(xué)目的與要求通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生了解DSP技術(shù)的發(fā)展及其芯片結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；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(jìn)行簡單的程序設(shè)計(jì)和調(diào)試。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握基于TMS320C2000系列DSP芯片的應(yīng)用，了解其在電氣控制和檢測系統(tǒng)中的開發(fā)與設(shè)計(jì)過程。四、教學(xué)內(nèi)容與安排本課程教學(xué)過程包括理論講授和

3、實(shí)驗(yàn)兩部分。1、課時(shí)安排本課程共48個(gè)學(xué)時(shí)（課堂講授24課時(shí)，實(shí)踐24課時(shí)），按照課程內(nèi)容，分成9個(gè)教學(xué)單元，各單元的課時(shí)安排如表1所示。表1 教學(xué)學(xué)時(shí)分配情況序號單元名稱講授實(shí)驗(yàn)小計(jì)1DSP概述222DSP的結(jié)構(gòu)原理443CCS及匯編語言應(yīng)用2244C語言編程及GPIO應(yīng)用46105DSP中斷系統(tǒng)及定時(shí)器4486DSP的控制類外設(shè)2467DSP的ADC2468串行通訊單元2469DSP的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)22課時(shí)合計(jì)242448注：以上學(xué)時(shí)分配為建議學(xué)時(shí)，任課老師可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)。2、理論教學(xué)內(nèi)容第1單元 DSP概述【教學(xué)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(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域；3. TI公司典型DSP產(chǎn)品；4. DSP應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】課程導(dǎo)入，通過最新應(yīng)用案例介紹課程地位和DSP技術(shù)應(yīng)用前景；DSP芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，DSP應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】DSP應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程?！窘虒W(xué)目標(biāo)與要求】了解數(shù)字信號處理器的發(fā)展及應(yīng)用前景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣；熟悉DSP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；熟悉TI公司主要產(chǎn)品；熟悉DSP系統(tǒng)的組成?！九囵B(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(xué)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(shí)鐘及其配置；【教學(xué)重點(diǎn)】總線結(jié)構(gòu)

5、，CPU，存儲器的配置，時(shí)鐘配置?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】存儲器配置，時(shí)鐘配置。【教學(xué)目標(biāo)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(shí)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(yīng)用【教學(xué)內(nèi)容】CCS5集成開發(fā)環(huán)境，匯編語言概述，匯編語言漸進(jìn)示例?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】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(xué)難點(diǎn)】匯編語言程序編寫，CCS下匯編程序的編譯及調(diào)試方法?！窘虒W(xué)目標(biāo)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(diǎn)；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?！九囵B(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(yīng)用【教學(xué)內(nèi)容】DSP的C語言編程基礎(chǔ)；DSP的上電引導(dǎo)過程；DSP的GPIO控制原理；C語言程序漸進(jìn)示例。【教學(xué)重點(diǎn)】C語言程序的編寫，上電引導(dǎo)過程，GPIO結(jié)構(gòu)和程序控制方法?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】C語言工程的實(shí)現(xiàn)，C語言CMD文件的編寫?！窘虒W(xué)目標(biāo)與要求】了解上電引導(dǎo)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。【培

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

8、教學(xué)難點(diǎn)】ePWM。 【教學(xué)目標(biāo)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(shè)應(yīng)用能力。第7單元 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換單元【教學(xué)內(nèi)容】ADC結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；ADC的工作模式；ADC模塊的校準(zhǔn)；ADC模塊的寄存器?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】ADC的工作模式，ADC的寄存器特點(diǎn)及使用，ADC的時(shí)鐘產(chǎn)生及配置。【教學(xué)難點(diǎn)】ADC的工作模式?！窘虒W(xué)目標(biāo)與要求】了解ADC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；了解ADC數(shù)據(jù)校準(zhǔn)功能；掌握ADC的編程和應(yīng)用方法?！九囵B(yǎng)能力】ADC的應(yīng)用能力。第8單元 串行通信外設(shè)【教學(xué)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(xué)重點(diǎn)】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(xué)難點(diǎn)】三種通訊方式數(shù)據(jù)收發(fā)程序讀寫?！窘虒W(xué)目標(biāo)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(shè)的應(yīng)用能力。第9單元 DSP應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)【教學(xué)內(nèi)容】DSP最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)；應(yīng)用案例?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】DSP最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)。【教學(xué)難點(diǎn)】DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)?！窘虒W(xué)目標(biāo)與要求】掌握DSP最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)；熟悉DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法?！九囵B(yǎng)能力】DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)能力。五、教學(xué)設(shè)備和設(shè)施要求使用多媒體教學(xué)設(shè)備。六、課程考核與評估本課程通過三方面進(jìn)行考核：平時(shí)成績（包括考勤與平時(shí)課堂討論、課后作業(yè)等）20%，實(shí)驗(yàn)與上機(jī)設(shè)計(jì)40%，期末論文（或者課程設(shè)計(jì)報(bào)告） 40%。七、參考資料（1）DSP 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，彭啟琮主編，高等教育出版社，2007年。（2）DSP 技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，彭啟琮主編，高等教育出版社，2010年。