dsp控制器原理及应用

dsp控制器原理及应用（精选6篇）

篇1：dsp控制器原理及应用

西安邮电大学

DSP控制器原理及技术

院(系)名称学生姓名专业班级名称学号时间实验报告

自动化学院

2014年6月

： ：：

： ： 课内实验

3.1 CCS入门

3.1.1 CCS 入门实验 1（CCS 使用）3.1.1.1 实验目的：

1.熟悉 CCS 集成开发环境，掌握工程的生成方法； 2.熟悉 SEED-DEC28335 实验环境； 3.掌握 CCS 集成开发环境的调试方法。3.1.1.2 实验内容： 1.DSP 源文件的建立； 2.DSP 程序工程文件的建立；

3.学习使用 CCS 集成开发工具的调试工具。3.1.1.3 实验背景知识： 3.1.1.3.1 CCS 简介

CCS 提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具，它便于实时、嵌入式信号处理程序的编制和测试，它能够加速开发进程，提高工作效率。CCS 提供了基本的代码生成工具，它们具有一系列的调试、分析能力。CCS 支持如下所示的开发周期的所有阶段。如下图所示。

开发环境界面如下图所示。

3.1.1.3.2 使用 CCS 常遇见文件简介：

1.program.c: C 程序源文件 2.program.asm: 汇编程序源文件

3.filename.h: C 程序的头文件，包含 DSP/BIOS API 模块的头文件 4.filename.lib: 库文件 5.project.cmd: 连接命令文件

6.program.obj: 由源文件编译或汇编而得的目标文件

7.program.out: 经完整的编译、汇编以及连接后生成可执行文件 8.program.map: 经完整的编译、汇编以及连接后生成空间分配文件 9.project.pjt: 存储环境设置信息的工作区文件 保存配置文件时将产生下列文件： 1.programcfg.cmd: 连接器命令文件 2.programcfg.h54: 汇编头文件 3.programcfg.s54: 汇编源文件 3.1.1.3.3 CCS 常用指令简介 1.设置断点。将光标放置在需要设置断点的程序行前，选择 Debug→Breakpoints，即完成可 一个断点的设置。

2.CCS 提供 3 种方法复位目标板

1)Reset DSP： Debug →Reset D，初始化所有的寄存器内容并暂停运行中的 程序。使用此命令后，要重新装载.out 文件后，再执行程序。

2)Restart： Debug → Restart，将 PC 值恢复到当前载入程序的入口地址。3)Go main： Debug →Go main，将程序运行到主程序的入口处暂停。3.CCS 提供 4 种执行操作

1)执行执行： Debug →Run，程序运行直到遇到断点为止。2)暂停执行： Debug →Halt，程序停止运行。

3)动画执行： Debug →Animate，用户反复运行程序，直到遇到断点为止。4)自由执行： Debug →Run Free，禁止所有断点运行程序。4.CCS 提供 4 种单步执行操作

1)单步进入： 快捷键 F8，Debug →step into，当调试语句不是基本的汇编指令时，此操作进入语句内部。

2)单步执行： Debug → step Over，此命令将函数或子函数当作一条语句执行，不进入内部调试。

3)单步跳出： Debug →step Out，此命令作用为从子程序中跳出 4)执行到光标处： 快捷键 crtl+F10，Debug → Run to Cursor，此命令作用为将程序运行到光标处。5.内存、寄存器与变量的操作

1)查看变量： 使用 view →Watch Window 命令

2)查看寄存器： 使用 view →Registers →CPU Registers 命令 3)查看内存： 使用 view →memory 命令 3.1.1.4 实验准备：

1.将 DSP 仿真器与计算机连接好；

2.将 DSP 仿真器的 JTAG 插头与 SEED-DEC28335 单元的 J18 相连接； 3.启动计算机，当计算机启动后，打开 SEED-DTK28335 的电源。观察

SEED-DTK_MBoard 单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V 的电源指示灯灯及SEED-DEC28335 的电源指示灯 D2 是否均亮；若有不亮，请断开电源，检查电源。

4.CCS配置

（1）双击SETUP CCStudio3.3；

（2）在famlily中选择C28XX,在platform中选择SEEDXDS510PLUS；

（3）点击左下角save&quit,进入CCS主调试界面。3.1.1.5 实验步骤： 3.1.1.5.1 创建源文件 1.双击图标进入 CCS 环境。

2.打开 CCS 选择 File →New →Source File 命令。

3.编写源代码并保存

4.保存源程序名为 math.c，选择 File →Save

5.创建其他源程序（如.cmd）可重复上述步骤。3.1.1.5.2 创建工程文件

1.打开 CCS，点击 Project-->New,创建一个新工程，其中工程名及路径可任

指定。

弹出如下对话框：

2.在 Project 中填入工程名，Location 中输入工程路径；其余按照默认选项，点击完成即可完成工程创建；

3.点击 Project 选择 add files to project，添加工程所需文件；

4.在弹出的对话框中的下拉菜单中分别选择.c 点击打开，即可添加源程序Math.c添加到工程。

5.同样的方法可以添加文件 math.cmd、rts.lib 到工程中；在下面窗口中可以看到math.c、math.cmd、rts.lib 文件已经加到工程文件中。

3.1.1.5.3 设置编译与连接选项

1.点击 Project 选择 Build Opitions；

2.在弹出的对话框中设置相应的编译参数，一般情况下，按默认值就可以；

3.在弹出的对话框中选择连接的参数设置，设置输出文件名（可执行文件与空间分配文件），堆栈的大小以及初始化的方式。

3.1.1.5.4 工程编译与调试

1.点击 Project →Build all，对工程进行编译，如正确则生成 out 文件；若是修改程序，可以使用 Project →Build 命令，进行编译连接，它只对修改部分做编译连接工作。可节省编译与连接的时间。编译通过，生成.out 文件；

2.点击 File →load program，在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件；

3.装载完毕；

4.点击 debug →Go Main 回到 C 程序的入口；

5.打开 File →Workspace →Save Workspace 保存调试环境，以便下次调试时不需要重新进行设置。只要 File →Workspace →Load Workspace 即可恢复当前设置。

心得体会：通过本次实验使我掌握了CCS实验环境的使用以及相应程序的内容和使用并粗略掌握用C语言编写DSP程序的方法。对本次实验的程序有了全面的了解，并在CCS实验环境下程序的编译及编译中出现的错误的排除错误，警告的处理方法。通过实验，加深了我对DSP试验箱的TMS320F2812主控板的了解同时懂得了如何使用DSP硬件仿真器。

通过本次实验使我对于微机原理这么课更加熟悉，并且更进一步掌握了所学的知识，从而在实验过程中发现自己对知识点的理解不足，以及新的领悟。收获多多。

篇2：dsp控制器原理及应用

中央处理器的体系架构分为：冯·诺依曼结构和哈佛结构 冯·诺依曼结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。由于取指令和存取数据要从同一个存储空间存取，经由同一总线传输，因而它们无法重叠执行，只有一个完成后再进行下一个。

哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。可以减轻程序运行时的访存瓶颈。

基础特性分类：静态DSP芯片、一致性的DSP芯片。数据格式分类：定点DSP芯片、浮点DSP芯片。用途分类：通用型DSP芯片、专用型DSP芯片。处理数据位数分类：16/32位 TMS320F2812芯片封装方式两类：179引脚的GHH球形网格阵列BGA封装、176引脚的LQFP封装。

DSP内部总线分为：地址总线和数据总线。注意：DSP外部总线：即DSP芯片与外扩存储器的总线接口，包括19根地址线和16根数据线。

时序寄存器XTIMINGx主要用于设置读写时序参数；配置寄存器XINTCNF2主要完成选择是种，设置输入引脚状态及写缓冲器深度；控制寄存器XBANK用于设置可增加周期的特定区，以及设置增加的周期数。

命令文件CMD是DSP运行程序必不可少的文件，用于指定DSP存储器分配。由两个伪指令构成，即MEMORY(定义目标存储器的配置)和SECTIONS(规定程序中各个段及其在存储器中的位置)。

28X系列DSP时钟和系统控制电路包括：振荡器、锁相环、看门狗和工作模式选择等

锁相环和振荡器的作用是为DSP芯片中的CPU及相关外设提供可编程的时钟芯片内部的外设分为告诉我社和低速外设，可以设置不同的工作频率看门狗模块用于监控程序的运行状态，它是提高系统可靠性的重要环节。

28xDSP片上晶振电路模块允许采用内部振荡器或外部时钟源为CPU内核提供时钟

DSP处理器内核有16根中断线，包括和NMI两个不可屏蔽中断和INT1至INT14等14个可屏蔽中断（均为低电平有效）。PIE中断系统共分12组，每组有8个中断复用1个CPU中断。采用三级中断机制：外设级、PIE级、CPU级

PIE中断工作原理：当某外设产生中断，IF被置1，IE也被置1，发送到PIE控制器，中断标志PIEIFRx.v被置1，中断请求发送到CPU，CPU级IFR中对应INTx被置1，IER和INTM被使能，CPU响应中断请求。

CPU定时器用户只能用T0，通用定时器是EV中的都可以用;CPU定时器只有周期中断，而EV中的通用定时器可以有上溢中断、下溢中断、周期中断、比较中断四种。

功能控制寄存器：GPxMUX、GPxDIT、GPxQUAL。

数据寄存器：GPxSET寄存器设置每个引脚为高电平；GPxCLEAR清除每个引脚信号；GPxTOGGLE反转触发每个引脚信号；GPxDAT读写每个引脚信号

事件管理器包括：通用定时器、圈比较PWM单元、捕获单元以及正交编码脉冲电路QEP 全比较PWM单元产生脉宽调制信号可以控制直流电机或步进电机的转速；捕获单元对光电编码器的输出信号进行测量可以计算电机的转速；正交编码脉冲电路根据增量编码器信号计算电机的旋转方向等信息。

通用定时器的寄存器：控制寄存器（决定通用定时器的操作模式，例如选择计数模式、时钟、预分频系数、比较寄存器的重装载条件）、全局控制寄存器(规定了通用定时器针对不同时间采取的动作、读取计数方向、定义ADC的启动信号)、比较寄存器(与通用定时器的计数值不断比较，匹配时，相应引脚跳变，请求中断)和周期寄存器(决定定时器的计数周期)是双缓冲的

通用定时器的中断：上溢中断、下溢中断、比较匹配、周期匹配

每个通用定时器都支持4种计数模式：停止/保持模式、连续递增计数模式、定向递增/递减计数模式和连续递增/递减计数模式。

EV模块各有3个全比较器，每个比较器对应两路PWM输出

每个比较单元包括3个比较寄存器CMPRX，各带一个映像寄存器；1个比较控制寄存器；1个动作控制寄存器；6路带三态输出的PWM引脚以及控制和中断逻辑。

较单元的输入包括来自控制寄存器的控制信号，通用定时器1的时钟信号及下溢信号、周期匹配信号和复位信号。比较单元输出信号是一个比较匹配信号，如果比较操作被使能的话，比价匹配信号将中断标志置位，并在对应的PWM引脚上产生跳变。比较单元的工作过程：通用定时器1的计数值不断地与比较寄存器的值进行比较，当发生匹配时，该比较单元的两个输出引脚发生跳变；ACTRA寄存器定义在发生比较匹配时每个输出引脚为高有效电平或低有效电平。

PWM单元对称/不对称波形发生器、可编程死区单元DBU、PWM输出逻辑和空间向量SVPWM状态机组成。ADC模块的特点：12位模数转换内核，内置双采样/保持器；顺序采样模式或并行采样模式；模拟输入电压范围0-3v；快速的转换时间，最高采样率12.5MSPS；16通道模拟信号输入； 并行采样：AdcRegs.ADCTRL3.bit.SMODE_SEL=1;顺序采样为0 双排序AdcTegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=0;级联排序为1 AdcRegs.ADCMAXCONV.all=0x0033并双；7并级；77顺双；F顺级 AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00=0x0 ADC工作模式：连续模式和启动/停止模式。ADC电源：上电、掉电、关闭模式。

上电顺序：给参考电源上电、给adc内部参考电源电路供电、adc模块完全供电后，等20μs才能执行第一次模数转换。

28x DSP的输入信号电压不能高于3.3V，模拟信号需经过调理后进入DSP的AD转换输入端口，未使用的模数转换器输入引脚，都要连接模拟地，否则会带来噪声信号

电源管理电路设计：多电源正确连接；不允许有电源引脚悬空；减少噪音和互相干扰，数电和模电单独供电，接地也分开，最终通过一个磁珠在单点连接

DSP编程语言特点：c语言：具有良好可读性和可移植性，开发率高；汇编语言：高的运行效率，常用语时间要求比较苛刻的地方，比如终端服务子程序。

头文件的作用：是c语言不可缺少的部分，是用户程序和函数库之间的纽带；头文件使用：用户程序只要按照头文件中的接口声明来调用库功能，编译器就会从库中提取相应的代码 C语言程序框架包含有寄存器结构定义文件、外设头文件、器件的宏与类型定义等，通过使用头外设文件，可以容易控制片内外设。

DSP程序包括：头文件包含、函数声明、宏定义、主函数main()和中断服务子程序

主函数的编程步骤：1初始换系统控制2清除所有中断并初始化PIE向量表3初始化所有用到的外设4开中断5编写用户代码 #include “DSP281x_Device.h”

#include “DSP281x_Examples.h”

interrupt void cpu_timer0_isr(void)； void main(void)// {

InitSysCtrl()； DINT；

InitPieCtrl()；

IER = 0x0000；

IFR = 0x0000；

InitPieVectTable()； EALLOW；

PieVectTable.TINT0 = &cpu_timer0_isr；

EDIS;InitGpio();InitCpuTimers();

ConfigCpuTimer(&CpuTimer0,100,1000000);

StartCpuTimer0();IER |= M_INT1；

PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7 = 1；

EINT；

ERTM； …… }

interrupt void cpu_timer0_isr(void)

{

CpuTimer0.InterruptCount++；

PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1；

篇3：dsp控制器原理及应用

DSP是针对各种数字信号处理算法而设计的一种可编程的微处理器,是现代电子技术、大规模集成电路技术、计算机技术和信号处理技术相结合的产物。采用DSP来实现对数字信号实时、快速处理成了当前的发展趋势,其在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪器仪表、信息家电等高科技领域获得了越来越广泛的应用。随着社会对DSP人才需求的增加,学生对掌握DSP技术有着越来越浓厚的兴趣,这也使得很多高校在电气信息类专业及相关专业中都开设了《DSP原理及应用》课程。然而,DSP课程有其自身的特点[1]:

1)综合性强:《DSP原理与应用》课程的知识综合性强首先体现在它需要数字电路、模拟电路和数字信号处理等方面的知识基础。其次,学习DSP需要计算机原理的相关知识。学习DSP不仅要掌握它的硬件结构,还要学习软件编程。因此DSP是门综合性很强的课程。

2)偏重应用:《DSP原理与应用》课程的目标是培养学生的对DSP的实际应用能力,这也决定了课程本身更强调实践环节。因此,实验平台建设和实验内容的合理规划是教学研究的关键。

3)内容多:《DSP原理与应用》课程的内容较多,包括DSP的硬件结构、指令系统、汇编程序设计、高级语言编程、开发工具以及外围硬件设备的搭建等。

4)芯片种类多,更新换代快:DSP厂商众多,不同厂商开发的DSP芯片在软硬件上的差异很大。即使是同一个DSP厂商,其生产的DSP芯片型号也多种多样,不同型号的DSP芯片无论从硬件和软件上也都有很大差别。随着科技发展速度加快,DSP产品的更新换代速度也越来越快,《DSP原理与应用》课程的内容也需及时更新。

本文主要针对DSP课程的特点,为了培养的学生能够更好的满足社会需求,提出了一种开发式教学模式,它包括开放式理论教学和开放式实验教学,经实践证明该方法可行性高,学生反响良好。

2 开放式教学模式的定义

开放式教学模式是一种以知识教学为载体,以学生的发展为核心的教学模式,把关注人的发展作为首要目标,通过创造一个有利于学生生动活泼、自主的教学环境,提供给学生充分发展的空间,从而促使学生在积极主动的探索过程中,各方面素质得到全面发展。DSP开放式教学模式包括开放式理论教学模式和实验教学模式。

2.1 开放式理论教学模式

开放式理论教学是指在教学过程中对教学内容的选择来源于书本而又不拘泥于书本,对不同DSP芯片共性的东西进行讲解,同时要求对常用DSP芯片的个性进行讲解,使学生通过学习了解各种DSP芯片的特征和基本的使用方法,增强社会对人才的满足度和认可度。

一要合理选择教学内容。DSP芯片的种类多,型号多,且不同种类的芯片的硬件结构和软件编程的方法各不相同。因此,《DSP原理与应用》课程的教学内容的选择余地大。我们针对通信工程专业、电子信息工程专业特点,选择市场占有率高,具有很高性价比的TI公司的TMS320C55x系列DSP芯片作为教学的目标芯片。在具体教学内容上突出DSP芯片的高速的数据处理能力和数据I O性能,以及为实现这些性能所具有的硬件结构(包括运算单元、总线结构、流水线、DMA控制器和相关外设等)和软件系统(包括指令、寻址方式等)。选用当前流行的DSP集成开发环境CCS(Code Composer Studio)作为开发平台,方便学生对DSP程序的仿真调试。

二要打破一书一课的传统教学方式。DSP课程的开设是为了让学生能够掌握数字信号处理系统的设计方法和基本调试手段,虽然在教学内容会侧重于TMS320C55x芯片,但还是应该对DSP系统做一个总体的描述,并且将各个公司DSP芯片的主要特点进行一定的讲解。这样,学生在以后的工作中才能对具体的DSP芯片很快的上手使用。

2.2 开放式实验教学模式

开放式实验教学模式是介于常规实验教学形式和开放实验室之间的一种实验教学方式,是学生自己选择实验内容、实验时间,实验人员在一定范围内可以由学生自由组合的一种实验教学模式。它吸取了常规实验教学形式和开放实验室两者的优点[2]。

一要加强开放实验室的使用,建立开放实验室的完善的规章制度,让同学在课余时间能够更多地投入DSP学习和开发中去。开放实验室包括实验时间的开放、实验设备的开放和实验项目的开放。通过开放实验室可选择性给了学生自由发展的空间,加强了学生对实验问题、实验理论的思考和学习,为学生的创造性思维打下了基础。

二要打破实验指导书式实验,采用为学生设置实验任务、要求和提供指导性解决方案进行实验。目前很多高校的DSP实验室都是基于试验箱的实验,学生直接在指导书的一步一步指导下进行实验,不能有效的培养学生创新性思维和实际解决问题的能力。开设设计性实验,为学生设置任务要求或提出解决问题的方案,要求学生设计一个完整的DSP系统的设计(包括硬件系统的设计、驱动程序开发、应用程序开发等),从而具有DSP系统的初步开发能力。

2.3 开放式理论教学和实验模式的结合

“把课堂搬到实验室去”,这是我们针对教学与实验分离提出的改进办法。DSP技术的内容大都比较抽象,软件开发环境功能多,操作比较复杂。通常我们在课堂上先讲解,然后学生再到实验室通过实验去理解、验证,尤其是软件操作,等学生进入实验室可能把老师讲授的相关内容忘了近一半。在实验室讲课,可以让学生一边学习一边操作,观察实验现象,这样可以收到事半功倍的效果。另外,实验内容应该和理论教学有效的统一起来,实验为理论教学服务,让学生在实验过程中领悟理论学习的重要性。

3 DSP开放式教学模式应用初探

我校《DSP原理及应用》开设时间在大四第一学期,共开设54课时,其中理论课时42,实验课时12。开设该门功课时学生学习了“信号与系统”、“数字电路”、“微机原理”、“数字信号处理”和“单片机原理及应用”等课程。本课程在讲授时注意和“数字信号处理”课程的结合,教学重点放在用DSP实现数字信号处理算法[3]。

3.1 理论教学模式的设计

课时分6个部分:

1)DSP概述和TMS320C55x的硬件结构。详细介绍了TMS320C55x的体系结构与原理,内容包括总线结构、中央处理器、存储器结构、片内外设电路和系统控制等。同时介绍TMS320C54x、TMS320C6000系列系统结构。共10学时。

2)TMS320C55x的指令系统。介绍数据的七种寻址方式和指令系统。介绍T I的C2000,C5000,C6000指令系统的异同,共6学时。

3)DSP软件体系和集成开发环境CCS。重点介绍C55xx的软件体系,包括寻址方式和基本指令以及CCS等,共8学时。

4)应用程序设计。介绍了数字信号处理和通信中最常见、最具有代表性的应用,如:FIR滤波器、IIR滤波器、FFT变换、正弦信号发生器等实现方法,共6学时。

5)TMS320C55x片内外设、接口及应用。从应用的角度介绍了主机接口、串行口、定时器和中断系统应用设计。共4学时。

6)TMS320C55x的硬件设计。主要介绍了基于TMS320C55x DSP系统的硬件设计方法。首先概述了系统的硬件设计过程;其次详细介绍了DSP系统的基本设计,包括电源电路、复位电路和时钟电路的设计;然后介绍了DSP电平转换电路的设计、DSP存储器和I/O的扩展、DSP与A/D和D/A转换器的接口设计;最后通过两个实例介绍DSP系统的硬件设计,共8学时。

在每部分的教学内容安排中,都会规划出1～2个课时讲解其他类型DSP芯片的相应知识,讲解过程力图把DSP芯片和单片机、CPU进行类比,帮助学生更好的理解DSP的特点。另外,为了使学生更好的掌握所学的内容,力图边讲解边用实验验证。将一些难以理解的内容直接放到实验室进行。例如在讲授DSP的集成开发环境和DSP指令时,理论教学只需要占1/3,其余都用来给学生进行实际操作与摸索,这样才能让学生真正熟悉DSP的集成开发环境CCS与DSP指令。

3.2 实验教学模式的设计

实验教学时,除了要做好开放实验室,保证学生有足够的时间和方便的利用实验条件外,在实验内容的设计上也要作好规划。

DSP有很强的工程性、技术性和实践性,课程学习的目标是培养学生的对DSP的实际应用能力[5],因此,在实验项目方面设置了验证性实验、综合实验和创新性实验三个层次的实验,每种实验都采用设置任务要求,任由学生自己设计解决方案。对于验证性实验,如DSP资源的初步教学、CCS环境的熟悉和DSP数据存取实验等,既要求学生验证实验结果,也会对实验中设置一些问题要求学生解决。综合实验主要锻炼学生应用DSP综合实验平台开展一些综合实验。如电机的控制与显示等,给学生充分的发挥的空间。创新性实验使学生可以根据自己的兴趣和研究需要(如:课题论文研究,竞赛设计专题)具体选择和设计实验内容,独立完成设计任务,包括软件和硬件设计,使学生对DSP的硬件和软件全面掌握,具有初步进行工程实践的能力。具体课时分配为验证性实验、综合实验和创新性实验分别为4、4、2。在整个实验教学中,教师应改变过去按部就班的教学模式,以启发式的方式指导实验,当学生在实验中出现问题时,教师从基本概念、解题思路及实现方法上引导学生,促使其积极思考,发现问题,解决问题,真正使他们成为实验课的主体。

4 实际教学效果

随着社会对人才要求的提高,原有的大学培养模式下培养出来的仅有理论而不能动手的学生已不适应社会需求。特别像DSP这类课程本来就强调解决工程中的实际问题,“以前的授课为主,实验为辅”、“教学与实验分离”的模式根本不适合DSP的教学,通过在2005级、2006级和2007级电子信息工程专业的《DSP原理及应用》课程教学中采用开放式教学模式,都取得了较好的效果。学生在“挑战杯”、电子设计大赛等一系列竞赛中取得奖项,表现出较强的动手能力和创新能力。同时,我们也应该看到,各种类型的高性能的DSP芯片不断出现,还会给高校的DSP教学带来新的挑战。

参考文献

[1]杨达亮.DSP课程教学改革研究[J].广西大学学报:哲学社会科学版,2006(10):93-94.

[2]侯海良,成运,陈洁.DSP开放式实验教学的探索[J].才智,2009(12):194-195.

[3]杨广琦.采用DSP的综合课程教学实践[J].电气电子教学学报,2007(12):57-59.

[4]愈一彪,孙兵,等.电子信息类本科DSP教学实践与探索[J].理工高教研究,2006(8):19-24,111-112.

篇4：dsp控制器原理及应用

关键词教学改革DSP 教考分离

中图分类号:G423文献标识码:A

《TMS320C54x DSP结构、原理及应用》是一门难度系数高、实践性强的课程,通常在研究生阶段或本科高年级阶段作为通信、电子信息类的专业课来开设。随着DSP技术的不断发展,DSP芯片的开发套件价格不断下降,以及研究DSP芯片开发的高校教师人数的不断增多,近几年该门课程在高职专科高年级阶段也得以广泛开设,这对进一步完善电子信息类专业高职学生的知识体系很有帮助。作为通信、信息类专业核心课程之一,《TMS320C54x DSP结构、原理及应用》课程在培养高素质复合技能型人才的知识体系中占据着相当重要的地位。本课程以前只为本科高年级或研究生阶段的学生开设,针对该层次的教学方式方法并不一定适合于高职高专层次的学生,而且传统的DSP教材编制与教学方法均建立在本科或研究生层次学生专业基础比较完善的基础之上,如果生搬硬套研究生或本科教学的模式,高职院校学生在学习的时候就普遍感觉有难度。本人通过两学期DSP教学的实践经历,对DSP教学过程中出现的问题有了一定了解,结合几年单片机教学的经验提出自己一些关于DSP教学方面的认识。

1普及DSP技术常识,培养学习兴趣

DSP器件的应用主要是在数据通信、海量存储、汽车电子及消费类的音频和视频产品上,因此DSP器件的主要优势就在语音、图像等高数据量信息的算法处理与计算上,这对专业基础比较薄弱的高职学生的逻辑能力和思维灵活性提出了相对较高的要求。但在初高中、甚至是高校现行的相关教材中能体现DSP芯片相关知识的章节与篇幅又比较少,学生在未接触本门课程前关于DSP的概念也知之甚少,同时很多学生对DSP这门技术的学习需求及该技术的市场前景认识不足。因此必须在讲解这门课之前普及DSP技术常识,提高学习兴趣,因为学生学习兴趣的高低直接影响后续的学习效果。鉴于此,有条件的学校可以让教师带学生参观通信类、消费类电子产品的研发部门,来提高学生对产品开发的兴趣,或者也可在课堂上拆解具有DSP芯片的手机或硬盘来使学生获得关于DSP芯片的感性认识,也可以通过播放科技短片的形式来普及DSP的应用领域,这比纯粹照本宣科的介绍要深刻得多,更具感召力。

2调整DSP教学内容,化烦为简

DSP教学内容主要建立在计算机体系结构、信号处理、汇编语言与C语言基础之上。虽然DSP芯片的应用领域跟单片机有所不同,但它们之间也有很多必然的联系,如果学生学习过《单片机原理与应用》课程,那学习DSP技术就更能得心应手。在传统的DSP教学中,均是以DSP内核结构为主线,先讲DSP芯片的硬件结构,接着介绍指令和软件编程,然后介绍开发环境的使用,各种外围器件的应用和DSP系统的扩展,最后再讲一些系统应用的实例。按照此种教学结构,高职学生普遍感到难以接受。因此,对DSP芯片的教学内容必须进行必要的调整与更新。鉴于学生已经学习过计算机体系结构、 单片机原理等课程,学生对微处理器结构与芯片开发的大致过程已有所认识,因此调整后的DSP课程内容可采用以课题驱动的模式来进行,而并不拘泥于DSP本科教材中所涉及的每个知识点的讲解。学生可以通过多个不同侧重点的课题的练习来不断完善对DSP芯片硬件结构与指令系统的理解。

3调整教学组织方式,提倡比较式教学

由于学生已经学习过《单片机原理与应用》,当再次学习DSP芯片技术时,难免会将单片机的内部结构与DSP芯片的内部结构,单片机的程序架构与DSP芯片的软件架构,以及各自的汇编语言相混淆起来。因此当教师讲解DSP芯片知识点的时候,可将单片机的相关知识点与其作比较,加深学生对知识点的理解。例如在讲解DSP芯片堆栈的使用时,由于DSP 系统堆栈与单片机系统堆栈既有联系,又有区别,如果教师在讲解时能详细分析两者的相同点与不同点,并在实验室演示堆栈压栈与出栈的指针变化,这对学生理解堆栈的使用是很有帮助的。

4压缩理论教学学时,增加实践性教学学时

以课题驱动为导向学习DSP技术,并不是完全放弃DSP的理论学习,而是不以理论教学为纲。对学生来讲,理论教学的目的是最终的实践应用,压缩理论学时,增加实践学时也顺应了高职高专教育所要求的强化学生实践动手能力的培养思路。由于DSP课程所涉及的内部结构图、电原理图、寄存器内部配置、程序内容多而复杂,通过黑板绘制电路图、板书程序的方式并不合适,既浪费时间,也难以分析清楚。通过PPT与黑板板书相结合是比较理想的方式,这样既(下转第18页)(上接第14页)提高了讲解的效率,也压缩了理论讲解的时间。对于实践环节主要分几个部分:学生接到课题以后,以小组的形式对课题内容进行分析,分析课题中所涉及的硬件原理图的组成,例如电源电路、晶振电路、复位电路、抗干扰电路、外围接口电路等设计方法。所涉及的各个知识点,每组同学都可通过讨论一起解决。同时要求学生用所学的Protel99se软件绘制出电路原理图,生成PCB板。由于课堂时间有限,可让学生在课余时间完成原理图和PCB板的绘制,可作为课题考核的一部分。软件的实现通常先由教师提供实验例程的书面材料,学生在DSP芯片集成开发环境CCS软件中完成实验例程的录入与调试。课题完成的时间可限定在1至2周,在这期间教师对学生实验过程中的重点、难点、关键点、及学生操作过程中存在的问题进行实时讲解,特别是学生在调试过程中碰到的问题,教师必须要为其提供解决思路。通过若干个课题的实践以后,可增加学生练习的难度,要求学生在实验任务电路和程序的基础上,进行适当修改,培养其独立进行电路和程序的设计能力。课程中所有的课题可在实验室的硬件开发板上实现。有条件的话可买芯片焊接,并将任务程序下载到芯片中,实现程序功能,这一部分可作为课程的后续环节,即课程设计来完成。这样会给学生一种成就感,从而进一步提高学生的自信心与学习兴趣。

5改革考核方式,以实践为主

工科类专业课程的考核形式通常是以理论考试为主,形式相对单一,考题侧重于记忆,例如分析指令执行的结果、回答芯片内部某个结构模块的作用、编写一段简单的程序,有的学生考试成绩比较高,但却不会熟练调试一个程序,高分低能的现象由此出现。《TMS320C54x DSP结构、原理及应用》课程的考核主要是对课程理论知识、软硬件分析能力、编程能力、软硬件调试能力的考核。因此, DSP课程的考核方式的改革必然要促使教学内容与教学方式的改变。考核的方式方法和考核的内容将直接影响教学过程的实施,关系到教师如何教和学生如何学。比如在平时课题练习时就要加强对学生进行考核, 考核时可以以小组为单位,根据小组内成员分工的不同,对每位成员的考核的内容有所侧重,考核内容可包括原理图分析、原理图绘制、CCS软件使用、现场调试实验结果等,教师根据课题完成的先后顺序,学生回答的准确性和操作的熟练程度给每位学生现场评分。通过一次次课题考核可增强学生被考核的意识,增加学生的学习压力,培养学生在压力下学习并解决问题的能力,进而提高自身的实践和应用能力。在课程考核体系中,考核可包括三个方面:理论知识的考核,考核可采取开卷的形式,占总成绩的30%,理论知识的考核可采用“试题库”的形式,由多位任课教师根据教学大纲集体编制出“DSP试题库”,实现教考分离;平时课题完成情况的考核,占总成绩的50%;课后作业、课题研究时表现积极性的考核,占总成绩的20%。最终的考核成绩将综合反映出该学生掌握DSP技术的效果。

DSP技术的发展日新月异,教师教授学生的过程同样也是自己发现新问题,解决新问题的过程。教学的方式方法也在教师教授的过程中得以改进,以进一步适应高职高专学生的学习心理,从而提高学生对DSP课程的学习兴趣,调动学生学习积极性,最终提高教学效果。

参考文献

[1] 戴明桢,周建江.TMS320C54X DSP结构、原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.

[2] 刑素霞,陈媛媛,孙梅,吴静珠.DSP原理与应用课程教学改革与实践[J].中国现代教育装备,2009(3).

篇5：dsp控制器原理及应用

２００８年第４期（总第６２期）

《ＤＳＰ原理及应用》教学的创新与实践・ 宋宇飞 刘化君 周正 朱昊

南京工程学院江苏南京 ２１１１６７

摘要：《ＤＳＰ原理及应用》教学重点既要让学生掌握课程的基本内容，能将所学理论知识应用到实际工程中，又要培养学

生动手实践能力与创新能力。基于这个目标，指出了传统教学模式和手段的不足，并有针对性地提出了教改思路并举出了具体的改革措施与方法。教学实践证明具有良好的教学效果。关键词：ＤＳＰ实践能力创新能力教学改革

信息技术的飞速发展，极大地推进了社会生产力的进步，人们可以从日常生活中明显体会。信息技术的重要领域之一就是ＤｓＰ（Ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌ

Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，数字信号处理）

【ｌ】【２Ｊ。ＤＳＰ可以代表数字信号处理技术，也可以代表数字信 号处理器（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ

Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ），两者密切相关，前者是理论和计算方法，后者是实现数字信号处理的集成芯片，但一般是指数字信号处理器［引。基于ＤＳＰ技术发展和教育部对电子信息类专业的基本要求，各大高校中的相关专业都开设了有关ＤＳＰ原理与应用技术的课程，而且根据自身的具体情况制定教学方案。

一、《Ｄ Ｓ

Ｐ原理及应用》课程分析

《ＤｓＰ原理及应用》课程是电子信息类专业的一门重要专业课。课程主要教学目标是让学生了解ＤＳＰ的基本原理，掌握ＤｓＰ的硬件结构、指令系统、基本编程方法和基本实验技能，培养学生分析问题与解决问题的能力，使学生具有一定的动手实践能力，为毕业设计以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

《ＤＳＰ原理及应用》课程是一门专业技术课，与《单片机原理及应用》课程一样都是介绍有关硬件知识并结合硬件进行软件编程，不同之处是单片机一般应用于相对功能单一的控制场合，硬件结构简单，软件编程一般没有复杂算法；而ＤＳＰ可以应用于信号处理，硬件结构复杂，软件编程大多要结合数字信号处理算法Ｈ】。故在《ＤＳＰ原理及应用》教学过程中需要在讲明其硬件结构的基础上结合相关算法介绍软件编程。

本课程涉及的是刚刚兴起的技术，是一门新颖的、具有很强实践性的专业课程。因此，这门课程除了理论教学之外，还应该有大量的实验教学作为支撑。在实际授课过程收稿日期：２００７—１１一０６

作者衙介：宋字飞，研究生，助教。刘化君，本科，教授． 周正，研究生，助教。朱昊，研究生，助教。

・南京工程学院高等教育研究基金项目６Ｔ２ｏＯ７０７ ＧＴ２Ｏ０６０２．

国家教育部立项课题。地方应用型本科院校人才培养目标、模式和方法的研究与实践”项目（高教函【２

ＯＯ５】２ ３号）． ９０

中，一般都安排了课程实验和课程设计两个实践教学环节，使得学生能通过不同层次的实践，由浅入深地掌握ＤＳＰ，利用其解决实际问题【５］【６Ｊ。

作为一所应用型本科院校，教学的指导思想是让学生在学完课程之后能够很快地将所学知识应用到实践中去。因此，在实验过程中，力求让学生能将课本上的设计方法与实际相联系起来，使其在学完这门课程后能利用ＤＳＰ的有关知识独立设计开发一些具有工程意义的ＤＳＰ应用系统，而不仅仅只会在实验箱上完成简单的功能验证。

二、“兴趣先导，夯实基础”一理论课 程改革

１．“兴趣是最好的老师”

在传统的教学中往往更蘑视教师的教，而在一定程度上忽视了学生的学，造成了教师讲课滔滔不绝，学生的学习效果却不尽理想的局面。其实教学是教师的教与学生的学之统一ｓ－。教学目的是既让学生掌握课程知识，又培养其相关能

力。在整个教学过程中，要坚持以学生为主体，以教师为主导。教师在讲授课程的同时，如何体现学生的主体地位，激发学生的学习兴趣，是教学中至关重要的问题ｃ７］。

首先，重视教学的第一课。第一课是讲授绪论部分，介绍ＤＳＰ的发展概况、特点、应用情况等。这部分内容理论性不强，和现实生活连接紧密。采用多媒体教学手段重点介绍ＤＳＰ的发展趋势、应用前景以及对人们日常生活的改变，容易激发起学生的求知欲。另外，通过首次授课要尽可能建立起师生间的信任感。心理学研究表明人与人间的第一印象很重要，师生之间的彼此信任可以有效消除学生在学习新知识中的焦虑情绪，培养其学习积极性，增强学习兴趣【８】。

其次，重视课上互动与课下交流。教学是人与人的特殊交流活动，不是教师对学生的单向灌输，而是学生与教师一起对相关知识的共同学习、探讨及再现的过程…。在课堂上，教师在按照教学计划、教学大纲的要求讲授相关内容的同时，要关注学生对知识点的反馈效果，“从学生的眼睛中

看到其理解情况”，并根据其理解情况及时调整讲授的速度与方式。下课以后，要定时、不定时的与学生交流，这样既可以直接了解学生对课堂讲授的意见，解答学生学习中遇到

‰蒯～＠２础。船，￥ 万方数据

２００８年第４期（总第６２期）中国现代教育装备 的问题，又可以从中建立起师生间的互信。教师与学生的交流，对学生学习的充分关注，都会使学生获得学习的成就感，促进其学习的兴趣。

２．重视基本概念，夯实理论基础

“千里之行，始于足下；百层高台，起于垒土。”ＤｓＰ硬件结构复杂，指令繁多，软件编程时往往要结合数字信号处理算法，故《ＤｓＰ原理及应用》课程教学的任务很重。在以往的教学中往往有按照知识点平均用力的倾向，这样费时费力，但教学并不理想。要达到良好的教学效果，必须重视基本概念的理解和基本方法的掌握。只有学生对ＤＳＰ硬件结构有较深认识，对指令系统熟练掌握的情况下，才可能进一步深入的学习。人们学习知识总是从已知的向未知的拓展。所以在ＤｓＰ课程教学中，可以类比单片机来介绍ＤｓＰ硬件结构，讲解其指令系统。这样学生可以更容易掌握ＤＳＰ的有关知识。总之，通过各种手段夯实ＤＳＰ理论基础，为进一步学习和工程应用做好准备。

三、“做中学习，联系实际”一实验与 课程设计改革

实验与课程设计作为课程的实践环节是整个教学过程的

重要组成部分。在传统的教学理念中，往往把实践环节看作理论课程的从属，在实践内容上停留在对理论知识的简单验证。这样实践环节往往不能取得良好的效果，而且也严重影响了对整体课程知识的把握。在实际教学中，笔者发现重视实验与课程设计环节，规划和实施好实践方案，对课程教学有极大的促进作用。

１．合理安排时间，在实验中学习

７实验是对课程重要教学内容的具体实践。实验比较简单、短小，其主要目的是促进学生对相关知识点的记忆和理解，让学生能够通过实验把理论知识融会贯通，最终把抽象的理论变成具体的实践。

以往对于有实验的课程，教师为了便于实验室时间安排，往往会把实验统一安排在理论课程结束之后集中做。这样安排的一个严重弊端是使理论与实验相脱节。学期末做实验所需要用到的概念和编程语言等都是学期中期甚至是学期初期所学 的。对于刚刚接触这门课程的学生来说，要清楚记住二、三个月前所讲授的ＤＳＰ硬件结构和指令系统是很困难的。从实际情况来看，学生也觉得这样安排实验效果不太理想。

现在有一种新的学习理念，就是“做中学”，也就是在实践中学习【７】。具体说，就是合理安排实验时间，让实验作为课程知识体系的关键点，贯穿于课程学习的全过程。对于ＤｓＰ实验，就是先分析课程的重点、难点，确定实验内容，然后将实验按照课程教学进程，合理地分布其中，使实验对课程教学起到提纲挈领的作用。理论学习是对知识的理性认识，实验则是感性认识。在理论学习之中合理安排实验，还可使感性认识与理性认识相交融，最终促进理性认识，增强教学效果。

２．联系工程实际，更新实验内容

‘ＤＳＰ原理及应用》课程具有很强的实践性，与理论性课程相比，它更加贴近工程实际。所以本课程的教学任务不仅仅是让学生掌握ＤｓＰ的硬件结构与指令系统，而是将所学的ＤＳＰ技术应用于实际工程中去。由于ＤＳＰ技术发展迅速，相

八妙如咖勘缎∥

关的教材和参考资料更新速度很快。为了使教学不落后于工程实际，必须及时更新理论和实验的教学内容，做到与时俱进。要尽量做到实验内容都有工程背景，这样能让学生感到实验不脱离实际，增强其学习兴趣。

课程设计是在课程实验基础上的综合性实践，时间为一周左右。与课程实验不同，课程设计要求学生能够综合应用多个知识点，结合工程背景，完成具有一定实际功能的ＤＳＰ应用系统。所以课程设计的目的不再是简单记忆和理解各个知识点，而是在此之上的综合性工程实践。

３．结合科技活动，培养创新人才

现代教育理念强调，学生的能力培养要贯穿于教学工作的始终。培养具有创新精神的人才，是当代教育的重要任务【驯。教学是循序渐进的过程，课堂教学的结束不意味学生学习的结束，而是学生消化课堂知识并深化提高的开始。创新只能在实践中造就。对于实践性、工程性很强的课程，课堂教学的时间毕竟十分有限，计划内的实验与课程设计也只能满足一般的要求。有针对性的开展学生课外科技活动，增加学生自主学习和实践的机会，对这些课程有特别的意义。根据学生的学习状况和专业兴趣情况，在课外科技活动中设计一些工程性题目供学生在课余时间学习研究，理论联系实际。这样可使学生在自主学习与实践中，培养和锻炼自身的学习能力和创新精神。

四、小结

通过对《ＤｓＰ原理及应用》课程的教学改革与实践，有效增加了学生动手实践的机会和提高了教学质量。课程结束之后，学生普遍反映“学习有思路，动手有办法，收获很大”。从以前的照搬课本和实验讲义变为现在创新性地设计简单实用产品。不仅巩固了课堂上所学的ＤＳＰ理论知识，而且能运用所学知识，设计并实现具体的ＤｓＰ应用系统，对ＤＳＰ技术及其设计流程有了切身的体会和理解，为今后的学习和工作打下了扎实基础。

参考文献

【１】邹彦．ＤｓＰ原理及应用【Ｍ】．北京：电子工业出版社，２００４ ‘

【２】张雄伟．ＤｓＰ芯片的原理与开发应用【Ｍ】．北京：电子工业出版社，２００２

【３】刘艳萍．ＤｓＰ技术原理与应用教程［Ｍ】．北京：北京航空 航天大学出版社，２００５

【４】ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒ伽ｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔ

ｉｏｎ．Ｔ腿３２０ｃ５４ＸＤＳＰＣＰＵａｎｄ ＰｅｒｉｐｈｅｒａｌｓＲｅｆｅｆｅｎｃｅ

Ｓｅｔ【ＢＢ／ＯＬ】．ｈｔｔｐ：／／删帆ｔｉ．ｃｏ吐２００２ 【５】陈小虎，刘化君，曲华昌，等．应用型人才培养模式及其定位研究【Ｊ】．中国大学教学，２００４，５

【６】汪木兰，徐开芸．电工电子教学体系和实验平台的构建【Ｊ】．中国现代教育装备，２００５，１１

【７】周川．简明高等教育学【Ｍ】．江苏：河海大学出版 社，２００２

篇6：dsp控制器原理及应用

一、课程内容及特点

在DSP领域, 美国TI(Texas Instruments 公司的TMS320系列 DSP已成为当今世界上最有影响力的DSP芯片 , 约占世界市场份额的 60%左右, [3]其中2000系列作为TI DSP家族三大系列之一, 不仅具 有高速运算和信息处理能力, 而且具有低功耗、高性价比及高外设 集成度等特点, 将实时处理能力与外设功能集于一身, 非常适于电 气设备和自动装置的控制, 符合洛阳理工学院电气工程与自动化系(以下简称 “我系” 所设专业的特点, 因此, 选择TMS320LF240x 系列DSP作为讲授和应用对象。

从授课体系结构看, DSP课程由理论和实验两部分组成, 主要 包括DSP硬件资源、寻址方式与指令系统、程序编写与软件开发、片 内外设的应用设计以及实验环节等。该课程特点如下。[4](1 学时少 , 内容多, 综合性强。大多数高校DSP课程的学时 都安排32~48个学时, 理论教学约为24~32个学时, 实验教学约为 8~16个学时。在计划学时内, 不但要掌握DSP的硬件结构, 学习汇 编语言 , 而且还要学习片内外设的应用设计等, 课时不足, 学生普遍 认为学习难度较大。

(2 实践性强。课程的目标是培养学生DSP应用设计能力, 决 定了教学本身更注重实践环节。但由于受学时和考核方式的限制, 传统教学普遍存在重理论、轻实践的弊端, 忽略了对学生动手能力 的培养。

(3 DSP芯片种类繁多, 更新速度快。不同公司的DSP芯片在 硬件和软件上都存在很大差别, 即使同一公司不同系列DSP的硬件 结构和汇编指令也不尽相同。此外, 大多数DSP技术资料都是英文 文献, 学生不易理解和接受。

因此, 针对DSP课程特点和教学存在的问题, 改革教学内容、手 段和方法, 确定一个科学的教学体系势在必行。

二、教学目标与手段

我系自动化本科专业开设了DSP原理与应用课程, 总学时40学 时, 其中 , 理论教学32学时, 实践教学8学时。该课程安排在大四上 学期, 这时学生大都已经修完 “单片机原理”、“C语言设计”、“数 字电路”、“微机原理” 及 “数字信号处理技术” 等相关课程, 为本 课程的学习奠定了坚实的基础。

教学目标是教育方法的导向, 有什么样的教学目标决定了应采 用什么样的教学方法。DSP原理与应用作为一门重要的专业课, 其 主要任务是使学生掌握DSP芯片的基本工作原理、常用算法、片内 外设的硬件设计及软件编程方法, 基本的开发调试技巧。同时, 通 过课堂教学和实验研究的紧密结合 , 培养学生理论联系实际的思维 方式, 提高他们的动手和实践能力。通过一个系列DSP芯片的学习, 能够举一反三, 学会把握其他系列或其他公司DSP芯片的学习方 法, 为以后使用DSP器件实现复杂数字信号处理算法及相关DSP技 术的研发工作提供必要的专业理论知识和实践技能。

由于DSP课程学时少、内容多, 在教学安排时务必做到精炼, 并 且能反映知识学习与能力培养的有机结合。理论教学应根据不同内 容采用不同的方式来组织教学, 以多媒体为主, 板书为辅, 并结合 操作演示和实物等多种教学手段。[5]对于DSP硬件结构和片内外设 的基本工作原理等内容, 采用多媒体为主, 对于难点和重

点, 教师 可通过板书进一步演示、讲解和推导, 加深学生印象。在课件制作 中 , 应对内容进行提炼和剪裁, 做到简明扼要, 突出重点, 尽量避免 课本的重复和大量文字的堆砌, 可通过多媒体动画的演示, 使授课 内容变得通俗易懂。在介绍CCS集成开发环境时, 可将理论教学搬 进实验室, 教师进行多媒体演示, 学生进行同步操作;对于DSP片

DSP原理与应用教学方法研究与探索 王 燕 姚惠林

摘要:DSP原理与应用是一门工程性和实践性都很强的综合性课程, 但由于该课程具有学时少、内容多、知识面广等特点, 传统教学普遍存 在重理论、轻实践的弊端。因此, 为改善教学效果, 培养有技术、有创新能力的应用型人才 , 从改革教学手段、教学内容和教学方法入手 , 激发学 生学习的热情与信心, 提高学生动手能力和实践水平, 为实现复杂数字信号处理算法及相关DSP技术的研发 工作提供必要的专业理论知识和实 践技能。

关键词:DSP;课程特点;教学手段;教学方法

作者简介:王燕(1981-, 女, 河南驻马店人, 洛阳理工学院电气工程与 自动化系, 讲师;姚惠林(1964-, 男 , 湖北荆州人, 洛阳理工学院 电气工程与 自动化系, 副教授。(河南 洛阳 471023 中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011 14-0082-02 DOI编码:10.3969/j.issn.1007-0079.2011.14.042 课程教材 总第201期

内外设的应用设计 , 可用多媒体展示硬件设计的原理图及软件流程 图, 并结合TMS320LF2407实验开发板进行讲解, 使学生对DSP外 设的应用设计形成直观和系统的认识。

三、教学方法研究与探索 1.采用比较式教学方法

考虑到单片机与DSP器件有相似之处, 在讲解时应注重这两者 的区别和联系, 以增强教学效果。已选修过单片机的学生对单片机 的体系结构与软硬件设计都有一定的认识和轮廓感, 在学习DSP时 会不自觉地进行比较理解, 能较快地接受和进入新课程的学习。比 如中断系统的学习, 单片机和DSP的很多基本概念、原理及使用方 法都是相似的, 如中断向量、中断优先级、中断标志及中断屏蔽等, 有了单片机中断系统学习的基础, 学生就很容易理解DSP的中断系 统, 因此, 讲授的重点应放在它们之间的区别上。(1 在中断服务 程序的末尾, 必须安排一条返回指令 , 单片机用的是RETI指令;而 DSP是RET指令。(2 单片机和DSP都有一个中断总开关位, 在主 程序的初始化中 , 必须把中断总开关位打开 , CPU才能开放中断, 单 片机是通过写1(SETB EA 来使其中断;而DSP2407则是通过写0(CLRC INTM 实现。

2.采用分组讨论式教学方法, 摆脱以往以教师为中心 , 学生被动 接受知识的传统教学模式。

对于DSP片内外设的应用设计 , 可给出一个具体示例, 把学生分 成若干小组进行讨论。具体问题能激发学生强烈的好奇心与求知 欲, 对增强学生获取知识的主动性以及培养独立解决问题的能力是 非常有效的。

如介绍CAN控制器模块时, 在讲解CAN模块基本原理、相关 寄存器及发送接收操作后, 结合教师参与过的科研项目——基于 CAN总线通信的果蔬采摘机械手控制系统, 把采摘机械手收获果 蔬的相关视频短片作为辅助教学, 激发学生的学习热情, 让学生 对CAN总线形成一个真实的感知认识, 最后再分组讨论如何从硬 件和软件两方面实现机械手各关节和上位机的CAN总线通信。讨 论结束后, 教师对结果进行补充、修正、评价和总结。这样不仅可 以激发学生自主学习的主动性, 还可以进一步培养他们的团队合 作精神。

3.弱化教学难点, 突出应用能力的培养

在DSP教学中, 汇编语言的学习一直是一个难点, 它的指令系 统比单片机要多很多, 即使同一公司, 不同DSP之间的指令也不尽 相同, 若像讲解单片机指令时逐条讲解, 不但会使学生产生畏难心 理, 而且难以达到预期的教学目的。因此, 只介绍一些简单常用的 指令 , 其他指令不要求马上掌握, 而是在需要时再去查找指令手册, 这样经过反复查找, 一些常用指令就被学生自然而然地掌握了。即 使这样, 要在较短时间内学会编写一个完整的汇编程序 , 对学生来 说还是很困难的;相比而言 , C语言的学习要简单得多, 因为大多数 学生都有C语言编程的基础。但在用C语言开发DSP程序时, 可能会 遇到一些对实时性要求较高或需要对DSP的底层资源进行操作的 场合 , 这时就会给开发带来一定的难度, 而且对于某些操作, C语言 根本无法实现, 如对INTM、OVM、CNF等位的操作, 如果把C语言 和汇编语言结合起来, 程序主体由C语言来控制;对实时性要求较 高或需要对DSP底层资源进行操作的代码用汇编语言实现, 如FFT 算法的编程, 这样可以使二者取长补短, 相得益彰, 达到对DSP软硬 件资源的最佳利用的目的。

4.加强和引导学生动手能力的培养, 突出实践教学在DSP教学中 的重要地位 DSP课程强调培养学生DSP应用系统的设计能力, 但由于实践 教学仅有8学时, 除去2学时的CCS集成开发环境配置实验, 实验学 时只剩下6学时, 远远不能满足实践教学的需要。

因此, 把实践教学扩展到12学时, 在实验内容上, 仅安排了基础 性实验, 夯实基础很重要, 只有在熟练掌握基础性实验以后, 才能 更好地引导学生根据自己的兴趣和研究需要进行综合实验和创新 实验。

基础实验主要有 :事件管理器模块中的定时器实验、PWM脉冲 实验及正交编码电路实验;A/D转换、串行通信接口和CAN通信实 验、快速傅里叶变换实验等。目的是让学生掌握软件调试工具CCS 的使用方法, 加深对理论课程的理解, 熟悉DSP片内外设的软硬件 设计方法。

但仅凭12学时实验尚无法实现让学生精通设计DSP系统应用, 因此, 还应鼓励有兴趣的学生在课余时间自行设计实验, 增加学生 自主学习和实践的机会。

另外, 在实验时间安排上, 也摒弃以往课程结束集中实验的做 法, 而是采取按照课程进度合理安排实验, 让实验贯穿于理论学习的全过程, 使实验对教学起到提纲挈领的作用。

四、结束语

通过对DSP课程的教学改革与实践, 大大提高了学生学习的积 极性和主动性, 教学效果明显改善, 但在课程的教学过程中仍然存 在很多问题和不足有待改善, 这就要求教师在以后的教学中不断 更新教学理念, 改革教学内容与方法, 切实培养学生实践和创新能 力, 为今后深入学习和应用DSP打下扎实的基础。