《DSP技术与应用》教学大纲（本科）.docx

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1、DSP技术与应用教学大纲课程英文名Technology and Application of DSP课程代码01M0050学分2总学时32理论学时20实验/实践学时12课程类别学科基础课课程性质任选先修课程微机原理及其应用、信号分析与 处理适用专业电气工程及其自动化专业开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年12月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（-）课程地位随着大规模集成电路技术的发展，DSP芯片的应用已经从军事、航空航天领域扩大到信号 处理、通信、雷达、消费等许多领域。主要应用有：信号处理、通信、语音、图形/图像

2、、军事、 仪器仪表、自动控制、医疗、家用电器等。近几年来，DSP在自动控制和仪器仪表行业获得了 长足发展。电气工程及其自动化专业的学生除了深刻了解电器、机械的原理和系统外，还需要具 备运用DSP技术实现对电机、电力电子装置实现自动控制的能力，为从事与电气工程专业有关 的工作和科学研究打下一定的基础。为此，本课程是为我校电气工程及其自动化专业开设的一门 选修课，以期为学生开拓知识面，掌握一门实用的技术打下良好的基础。（-）课程目标1 .掌握DSP系统的特点、设计要求，了解DSP的发展历程、前沿应用，具有识别和判断电 气领域复杂工程问题关键环节的能力；培养大学生民族自豪感和自尊心。（支撑毕业要求2

3、-1/M）2 .掌握，28x系列DSP的内部结构、片内外设和中断管理的运用，熟悉DSP系统的构成、设 计过程和C语言程序框架，具有进行电气工程领域的工程设计和产品开发的能力；培养大学生 树立正确“三观”塑造良好人格。（支撑毕业要求3-1/M）3 .掌握使用CCS开发环境进行FFT、交通灯控制、电机控制等各类数字信号处理程序的设 计、调试和开发，具有利用特定工具模拟电气领域工程问题并分析其局限性的能力；培养大学生 历史使命感、责任感和团队合作精神。（支撑毕业要求5-3/M）二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学为主，实验教学为辅。1 .课堂教学。主要讲解DSP的发展、特点、应用领域、28x的基本

4、结构和主要特性；讲解 28x的系统时钟与中断、通用输入/输出端口和各种片内外设的应用；讲解28x软件开发流程、 调试环境和软件设计基础。通过实例的讲解，使同学们更好地熟悉或掌握TMS320x28x DSP的 设计方法和步骤，提高学生对DSP技术的学习兴趣、培养运用DSP技术的能力。课堂教学尽量 引入互动环节，使同学们能更好地融入课堂教学，提高教学效果。2 .实验教学。主要通过给定题目由学生所掌握的DSP技术的相关知识进行编程、调试并运 行，培养学生熟练运用所学知识的能力、收集和提炼信息的能力以及解决实际问题的能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系注：1.支撑强度分别填写H、M或L （其中H

5、表示支撑程度高、M为中等、L为低）。课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）2-13-15-3课程目标1M课程目标2M课程目标3M四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求第1章绪论数字信号处理概述L1数字信号处理器L1DSP系统L1第2章TMS320x28x的结构28x的基本结构和主要特性L1，28x的外部引脚及功能L2，28x的内部总线结构L2，28x的中央处理器L3存储器及其扩展接口L3第3章系统时钟与中断，28x的时钟和系统控制L1CPU定时器L228x系列DSP的中断L3第4章TMS320x28x软件开 发流程和调试环境软件开发流程和工具L1DSP集成开发环境CCS简

6、介L1CCS集成开发环境的应用L3CCS软件应用实例L2第5章通用输入/输出端口输入/输出端口概述L1GPIO寄存器L2GPIO应用举例L2第6章事件管理器事件管理器概述L1通用定时器L3比较单元L3PWM电路L3捕获单元L3事件管理器中断L2利用事件管理器设计正弦波发生器实例L2第8章串行外设接口串行外设接口概述L128x系列DSP的SPI模块L2SPI的操作L3SPI接口应用实例L3第9章串行通信接口串行通信接口概述L128x的SCI模块结构L2，28x的SCI工作原理L3ISCI应用举例ISCI应用举例L3五、课程学时安排章节号教学内容学时 数学生任务对应课 程目标第1章1.1 数字信号

7、处理概述1.2 数字信号处理器1.3 DSP系统2完成P8, 1-6、1-7作业1、2、5第2章2.28x的基本结构和主要特征2.2 ，28x的外部引脚及功能2.3 ，28x的内部总线结构2.4 ，28x的中央处理器2.5 存储器及其扩展接口2完成P30, 2-6作业3、4、5第3章3.128x的时钟和系统控制3.2 CPU定时器3328x系列DSP的中断2完成P52, 3-3、3-5作业3、4第4章4.1 软件开发流程和工具4.2 DSP集成开发环境CCS简介4.3 CCS开发环境应用实验1：应用程序的建立和调试实验2：快速傅立叶变换(FFT)算法实 验8课前自学DSP集成开发 环境CCS的

8、特点2、4、5第5章5.1 输入/输出端口概述5.2 GPIO寄存器5.3 GPIO应用举例实验3：数字I/O实验-交通灯实验5*完成P87, 5-2作业3、4、5第6章6.1事件管理器概述13、4、56.2通用定时器6.3 比较单元6.4 PWM电路3完成P126, 6-3作业3、46.5 捕获单元6.7 事件管理器中断6.8 利用事件管理器设计正弦波发生器实例实验5：步进电机控制实验5*1 ,完成P126, 6-4作业2.自学正交编码脉冲单元 和事件管理器寄存器2、3、4第8章8.1串行外设接口概述5*1 .完成P175, 8-3作业2.自学第7章模-数转换2、3、4、58.2 428x系

9、列DSP的SPI模块8.3 SPI操作8.5 SPI接口应用实例实验4：同步串口实验器；自学SPI寄存器第9章9.1串行通信接口概述9.2,28x的SCI模块结构9.3 28x的SCI工作原理9.4 SCI应用举例21.完成P201, 9-2作业2,自学SCI寄存器2、3、4、5六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验 性质实验 类别1简单应用程序的调试3熟悉CCS集成开发 环境，掌握工程的生 成方法；熟悉 SEED-DEC2812 实验 环境；掌握CCS集成 开发环境的调试方 法。在CCS运行环境 上完成试验箱的 硬件配置芯片配 置，对例程进行调 试、运行出结果。验证必

10、做2快速傅立叶变换(FFT) 算法实验3熟悉FFT的算法原理 和FFT算法流程和应 用；掌握用FFT对连 续信号和时域信号 进行频谱分析的方 法。对不同的输入信 号进行FFT变换， 并进行功率谱计 算，在LCD上观 看不同信号在频 域内的特性。验证必做3数字I/O实验-交通灯实 验3了解DSP对I/O 口的 操作，完成交通灯的 控制。熟练使用CCS 对程序进行调试通过使用 TMS320C2812 的 扩展数字I/O 口实 现实验箱上交通 灯的控制。验证选做4同步串口实验3熟悉SPI各个寄存器 的功用和设置方法； 熟悉同步串行通讯 的编程方法。在实验箱上实现 两个DSP同步通 讯。验证选做5步进

11、电机控制实验3了解步进电机的驱 动的基本原理；设计 电机控制的相关参 数；了解PWM控制 步进电机运行的实 现过程。通过对电机控制 的相关参数的修 改，实现对步进电 机的控制。验证选做注：1,实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2,实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时 作业、实验完成情况等点名记录、课堂发言记 录、作业完成质量和实验30%期末考核开卷卷面成绩70%考核类别考查成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：LDSP原理及应用.郑玉珍.机械工业出版社.2012年2月。2. Texas Instrument. TMS320C28x CPU and Instruction Set Reference Guid. 2009（二）主要参考书：1 . （TMS320F281xDSP原理及应用实例,万山明编著,北京航空航天大学出版社.2007年7 月。2 .DSP控制器及其应用.章云、谢莉萍、熊红艳编著.机械工业出版社.2002年3月。3. Texas Instrument. Hardware Design Guidelines for TMS320F28xx and TMS 320F28xxx DSCs. 2008 o