《DSP原理及应用》课程教学大纲.docx

DSP原理及应用教学大纲一、课程基本信息课程名称DSP原理及应用DSP Principle and Application课程编码CTL420121020开课院部控制科学与工程学院课程团队实践教学团队学分2.0课内学时36讲授24实验12上机0实践0课外学时36适用专业测控技术与仪器授课语言中文/英文先修课程模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、智能仪器设计技术课程简介 （限选）本课程是测控技术与仪器专业的一门双语选修课，主要内容包括DSP数字信号处理器基本知识及使用方法，典型数字信号处理算法及 其应用实现；本课程以TMS320c28335 DSP芯片学习为核心，使学生了解DSP技术的发展过程、应用现状及其芯片特点；掌握DSP的硬件 结构特征和主要片上资源工作原理；熟知数字信号器的内部资源关键寄存器配置规则，熟练应用DSP开发工具CCS进行测量与控制程序调 试；本课程强调理论与实验相结合，通过理论的细致讲解与实验的集中训练，要求学生在硬件上掌握DSP的硬件结构、各部件工作原理， 能够设计DSP最小系统，在软件上掌握DSP的指令系统、关键寄存器配置技巧，进而培养其独立设计基于DSP的应用系统的能力，为以后 从事智能测量、控制等领域内的复杂电路研究、设计与开发奠定必要的理论及技术专业基础。This course is a bilingual elective course for the major of measurement and control technology and instruments. Its main contents include the basic knowledge and usage of DSP digital signal processor, typical digital signal processing algorithms and their application and realization; this course focuses on the study of TMS320C28335 DSP chip, enabling students to understand the development process, application status and Chip characteristics of DSP technology. Master the hardware structure characteristics of DSP and the working principle of main on-chip resources; be familiar with the key register configuration rules of the internal resources of the digital annunciator, and skillfully apply the DSP development tool CCS for measurement and control program debugging; This course emphasizes the combination of theory and experiment, through detailed explanation of theory and centralized training of experiments, students are required to master the hardware structure of DSP and the working principle of each component on hardware, and be able to design DSP minimum system, master DSP's instruction system and key register configuration skills in software, and then cultivate its ability to independently design DSP-based application systems for future intelligent measurement, the research, design and development of complex circuits in the fields of control and so on lay the necessary theoretical and technical professional Foundation.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握以TMS320c28335数字信号器的工作原理、特点，熟知DSP片上资源配置规则，熟悉 DSP最小系统，并结合专业相关知识，能够通过比较和分析设计特定需求的测控仪器或测控系统是3.23.22M2目标2 ：掌握DSP典型算法编程技巧，熟练应用DSP开发工具CCS进行测量与控制程序调试，能够对 基于DSP的应用中涉及的测量与控制算法进行分析、计算与仿真是5.25.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章第1章绪论本章重点：数字信号处理算法与数字信号处理器概念；定点与 浮点数字信号处理器，卷积算法，DSP信号处理器选型技巧 本章难点：DSP信号处理器选型技巧Ml2讲授1自学2第2章第2章 TMS320F28335 DSP 概述本章重点：TMS320F28335片上资源，中断处理系统 本章难点：中断处理系统/32. 12.1TMS320F28335基本特点TMS320X芯片家族、片上资源、CPU和总线、存储器、哈佛结 构，流水线处理。Ml2讲授/讨论1自学42.22. 2中断处理系统内部外部中断源，PIE、CPU中断响应机制，中断函数的一般编 程方法。Ml2讲授/讨论1自学5第3章第3章最小系统 与时钟控制本章重点：TMS320F28335最小系统设计，PLL时钟配置方法 本章难点：PLL时钟配置方法/63. 13.1最小系统设计TMS320F28335管脚图，电源、晶振、复位、调试电路，典型最 小系统原理图路及PCB分析；Ml2讲授/讨论1自学73.23. 2 PLL时钟配置 方法外设时钟设置方法，PLL寄存器，典型配置程序解析；Ml2讲授/讨论1自学8第4章第4章通用10端口本章重点：10多路复用，GPI0配置方法，10中断服务 本章难点：10中断服务/94. 14.1 1。端口特点 及配置10端口基本特点，寄存器配置方法，多路复用概念及设置方 法；Ml2讲授/讨论2自学104.24.2 10应用程序 解析初始化函数，10端口配置函数，中断服务函数，功能函数；Ml2讲授/讨论2自学11实验1实验1 LED控制CCS基本操作，程序调试及运行，采用I。中断方式实现LED灯 的亮灭控制，掌握io使用方法；Ml, M24讲授/指导2报告12第5章第5章ADC数据 采集与处理本章重点：ADC排序器操作方法，ADC寄存器配置，卷积编程，FFT、FTR的c语言实现本章难点：ADC排序器操作方法，FFT、FIR的c语言实现/135. 15.1 ADC特点及配 置ADC端口基本特点，排序器的操作方法，ADC时钟控制，ADC寄 存器配置方法；ADC应用程序详细解析Ml2讲授/讨论2自学145.2FFT数字信号频谱 分析FFT基本原理，FFTc语言编程方法，应用实例分析；Ml, M22讲授/讨论2自学155.35.3 FIR数字滤波 器FIR滤波器基本原理，FIR c语言编程方法，应用实例分析；Ml, M22讲授/讨论2自学16实验2实验2 FFT快速傅 里叶程序设计实验采集外部波形或构建仿真信号，编写FFT函数，实现对三角 波，方波或其他任意波形的频谱分析；掌握用窗函数法设计 FFT快速傅里叶的原理和方法，熟悉FFT快速傅里叶特性，了 解各种窗函数对快速傅里叶特性的影响。Ml, M22讲授/指导2报告17实验3实验3 FTR数字滤 波器程序设计实验采集外部波形或构建仿真信号，编写FIR滤波函数，实现对三 角波，方波或其他任意波形的低通、高通、带通和带阻滤波， 掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法，熟悉线性 相位FIR数字滤波器特性，了解各种窗函数对滤波器特性的影 响。Ml, M24讲授/指导2报告18第6章第6章其他片上本章重点：定时器配置方法，定时器中断服务，SCI配置方/资源自主学习讨论法,SCI中断服务本章难点：定时器中断服务，SCI中断服务196. 16. 1定时器定时器配置方法、定时周期计算、定时器中断服务、应用实例 分析；Ml2讨论2自学206.26. 2 SCI通信SCI配置方法、波特率计算、异步串行通信协议、SCI中断服 务、应用实例分析Ml2讨论2自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1实验1 .本课程12个学时实验，共三次实验；2 .成绩采用白分制，根据实验完成情况评分；3 .考核学生对DSP片上资源及典型DSP算法的理解与应用能力，能够根据实验目标，编写合格的程序，并获得调试成 功。40%2大作业1 .本课程要求学生单独撰写有关DSP设计、仿真、应用相关的结课报告；2 .根据设计报告评分。40%3考勤随机点名、刷卡点名等10%4课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况10%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml实验50%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实 验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分 析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结论。c-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有正 确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选解决方案获得有效的结 论。2Ml大作业50%A与作内容充实合理；理论及方法分析深入透彻；实验或参考对象描述正确；电路结构框图、软件流程图、数据图表等美观规范；文字水平良好；字数符合要求。B-写作内容较充实合理；理论及方法分析较深入透彻；实验或参考对象描述较正确；电路结构框图、软件 流程图、数据图表等较美观规范；文字水平较好；字数符合要求。C与作内容基本充实合理；理论及方法分析基本深入透彻；实验或参考对象描述基本正确；电路结构框 图、软件流程图、数据图表等较美观规范；文字水平一般；字数较符合要求。D-写作内容简单；理论及方法分析浅薄；实验或参考对象描述不正确；电路结构框图、软件流程图、数据图表等潦草；文字水平差；字数少。3M2实验50%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实 验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分 析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结论。C-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有正 确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选解决方案获得有效的结 论。4M2大作业50%A写作内容充实合理；理论及方法分析深入透彻；实验或参考对象描述正确；电路结构框图、软件流程 图、数据图表等美观规范；文字水平良好；字数符合要求。B-写作内容较充实合理；理论及方法分析较深入透彻；实验或参考对象描述较正确；电路结构框图、软件 流程图、数据图表等较美观规范；文字水平较好；字数符合要求。C-写作内容基本充实合理；理论及方法分析基本深入透彻；实验或参考对象描述基本正确；电路结构框 图、软件流程图、数据图表等较美观规范；文字水平一般；字数较符合要求。D-写作内容简单；理论及方法分析浅薄；实验或参考对象描述不正确； 电路结构框图、软件流程图、数据图表等潦草；文字水平差；字数少。5/考勤100%A-全勤。B-缺勤1次。C-缺勤2-3次。D-缺勤3次以上。6/ /课堂表现100%A-精神状态饱满，回答问题准确。B-精神状态饱满，回答问题准确。 c-精神状态一般，问题回答一般。 D-精神状态较差，回答问题有误。评分等级说明：A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59;六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|DSP原理及应用：TMS320F28335架构、功能模块及程序设计，张小鸣，清华大学出版社，2018, ISBN:9787302499381. （*主教材）2图书 TMS320F2833x, TMS320F2823x Technical Reference Manual, Texas Instruments Inc, Texas Instruments Inc, 2020.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1LED控制DSP原理及应用基础B31734专业基础必做设计性否2FFT快速傅里叶程序设计DSP原理及应用基础B31734专业基础必做综合性否3HR数字滤波器程序设计实验DSP原理及应用基础B31734专业基础必做综合性否