DSP原理及應(yīng)用電子教案

1、四川大學(xué)教案【首頁】課程名稱DSP原理及應(yīng)用授課專業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)（無線電技術(shù)與信息系統(tǒng)、計算機應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)方向）年級4課程編號20509520課程類型必修課校級公共課（）；基礎(chǔ)及專業(yè)基礎(chǔ)課（）；專業(yè)課（）選修課限選課（）；任選課（）授課方式課堂講授（）；實踐課（）考核方式考試（）；考查（）課程教學(xué)總學(xué)時數(shù)51學(xué)分數(shù)3課時分配課堂講授 30 學(xué)時；實踐課 21 學(xué)時教材名稱TMS320C54XDSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用»新編試用DSP原理及其應(yīng)用上機實驗指導(dǎo)書作者戴明楨周建江自編講義出版社及出版時間北京航空航天大學(xué)出版社，2001指定參考書1、«數(shù)字信號處理單片機及其應(yīng)用

2、»2、«DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用»作者李蘭友等張偉雄等出版社及出版時間電子工業(yè)出版社，1997電子工業(yè)出版社，2000授課教師何培宇職稱教授單位電子信息學(xué)院授課時間每一學(xué)年的第二學(xué)期注：表中（）選項請打“”。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 1 周備 注章 節(jié)名 稱第一章 概述授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求DSP技術(shù)是當(dāng)今電子類相關(guān)專業(yè)人才應(yīng)該掌握的一門數(shù)字信號處理技術(shù)。本次課程的目的就是要讓學(xué)生了解DSP的基本概念及DSP技術(shù)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。通過介紹DSP的發(fā)展?fàn)顩r及其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，使學(xué)生對DSP技術(shù)的重要性有一

3、個較好的認識，從而增強其學(xué)習(xí)興趣。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配簡介課程特色及基本要求§1.1 DSP的定義一、概念：單片機；通用單片機；數(shù)字信號處理單片機。二、數(shù)字信號處理技術(shù)包括的主要內(nèi)容三、數(shù)字信號處理系統(tǒng)的基本構(gòu)成§1.2 DSP發(fā)展概述§1.3 TMS320系列發(fā)展概述一、浮點DSP系列二、定點DSP系列§1.4 DSP的性能評價一、DSP技術(shù)對器件的特殊要求二、評價DSP性能的主要指標(biāo)§1.5 DSP應(yīng)用舉例一、廣泛應(yīng)用舉例二、課題組的科研實例 3015202545教 學(xué) 重 點 與 難 點重點：1) DSP的基本概念;2) D

4、SP系統(tǒng)的基本構(gòu)成。難點：對實時DSP系統(tǒng)的理解討 論、練 習(xí)、作 業(yè)復(fù)習(xí)課堂講授內(nèi)容并擴展閱讀相關(guān)參考資料。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 2 周備 注章 節(jié)名 稱第二章 TMS320系列DSP結(jié)構(gòu)及功能特點授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求 要求學(xué)生了解第一代TMS320系列的DSP結(jié)構(gòu)及功能特點，使之對DSP的特性有一個初步的認識，從而幫助他們由淺入深地了解復(fù)雜的DSP。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配§2.1 TMS320

5、系列DSP的結(jié)構(gòu)特點一、改進型的哈佛結(jié)構(gòu)二、流水線處理方式三、并行處理結(jié)構(gòu)四、專用硬件乘法器§2.2 功能特點一、具有擴充的運算能力；二、自動產(chǎn)生數(shù)據(jù)地址；三、指令定序不產(chǎn)生額外的開銷；四、較寬的動態(tài)范圍。§2.3 TMS32010結(jié)構(gòu)簡介一、主要特性二、引腳分類介紹（上）453060教 學(xué) 重 點 與 難 點重點介紹的功能特點及結(jié)構(gòu)特點。難點在于對其功能特點的理解上。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)復(fù)習(xí)課堂講授內(nèi)容并擴展閱讀相關(guān)參考資料。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周

6、次第 周備 注章 節(jié)名 稱第二章 TMS320系列DSP結(jié)構(gòu)及功能特點授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)（）教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求讓學(xué)生對TMS320第一代DSP的結(jié)構(gòu)、特性及引腳有一個較為詳細的了解，為理解最新一代的DSP打好基礎(chǔ)。DSP硬件基礎(chǔ)是應(yīng)用好DSP的關(guān)鍵。讓學(xué)生對TMS320C542的結(jié)構(gòu)、特性等有一個深入全面的了解。打好硬件基礎(chǔ)，同時也為軟件編程打下基礎(chǔ)。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配§2.3 TMS32010結(jié)構(gòu)簡介二、引腳分類介紹（下）三、功能方框圖詳細說明方框圖中各部分的功能§2.4 TMS320C542結(jié)構(gòu)簡介一、主要特性二、管腳分類

7、介紹（上） 8055教 學(xué) 重 點 與 難 點重點：DSP的性能特點。難點：DSP的眾多引腳功能及中央處理單元的各個功能塊。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)復(fù)習(xí)課堂講授內(nèi)容并擴展閱讀相關(guān)參考資料。比較TMS32010與TMS320C542的異同。對比第一代DSP，重點理解TMS320C542新增的各種功能。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 4 周備 注章 節(jié)名 稱第二章 TMS320系列DSP結(jié)構(gòu)及功能特點授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)（）教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求 讓學(xué)生對

8、TMS320C542的結(jié)構(gòu)、特性及管腳等有一個深入全面的了解。特別是對CPU狀態(tài)及控制寄存器有一個深入的理解。打好硬件基礎(chǔ)，同時也為軟件編程打下基礎(chǔ)。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配 §2.4 TMS320C542結(jié)構(gòu)簡介二、管腳分類介紹（下）三、硬件框圖詳解1、總線結(jié)構(gòu)介紹2、中央處理單元解析 1）組成部分 2）功能解析 硬件單元：ALU； 累加器A和B； 桶形移位器； 乘加單元； 比較選擇存儲單元。 CPU狀態(tài)及控制寄存器: 狀態(tài)寄存器0（ ST0 ）狀態(tài)寄存器1（ ST1 ）處理器工作方式狀態(tài)寄存器（PMST）30105教 學(xué) 重 點 與 難 點主要強調(diào)第五代DSP較第一代D

9、SP新增的各種功能。重點介紹各種狀態(tài)及控制寄存器各位的具體內(nèi)容。這也是本節(jié)的難點。強調(diào)各狀態(tài)寄存器中位/字含義的理解，學(xué)會自行設(shè)計與修改。難點：狀態(tài)位/字太多，含義復(fù)雜。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)復(fù)習(xí)課堂講授內(nèi)容并擴展閱讀相關(guān)參考資料。討論溢于方式位的設(shè)置如何影響CPU的計算結(jié)果。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 5 周備 注章 節(jié)名 稱第三章 存儲器授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)（）教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求TMS320C542片內(nèi)片外數(shù)據(jù)存儲空間及程序存儲空間的分配

10、圖，以及DSP不同工作模式下存儲空間分布的差異，為軟件編程存儲空間資源利用打下基礎(chǔ)。掌握中斷矢量表的概念，掌握不可屏蔽中斷及可屏蔽中斷的優(yōu)先級，知道各種中斷在矢量表中的位置，以及矢量表可搬遷的概念。掌握96字存儲器映射存儲器的概念。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配§3.1 存儲器空間構(gòu)成圖一、微處理器模式二、微計算機模式§3.2 程序存儲器一、決定PM空間分配的控制位 1、OVLY 2、MP/MC二、中斷矢量表§3.3 數(shù)據(jù)存儲器一、32字Scratch Pad （60h7Fh）二、0080h27FFh （10k128）字在片DARAM三、96字存儲器映像寄存器

11、（Memorymapped registers）（0000h005Fh）1、 CPU存儲器映像寄存器2、 外設(shè)存儲器映像寄存器454545教 學(xué) 重 點 與 難 點重點：中斷矢量表解析及映像寄存器解析。難點：如何處理中斷，如何理解映像寄存器。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)1）理解記憶TMS320C542存儲器分布圖。2）討論：當(dāng)一個串口中斷發(fā)生時，DSP如何運行？教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 6 周備 注章 節(jié)名 稱第四章 尋址方式授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)（）教 學(xué)

12、時 數(shù)3教學(xué)目的及要求尋址方式是DSP編程的重要內(nèi)容，是DSP的編程基礎(chǔ)。本章要求掌握DSP的數(shù)據(jù)尋址方式以及程序存儲器尋址方式。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配§4.1 數(shù)據(jù)尋址方式一、立即尋址1、定義2、分類 1）短立即數(shù)尋址 2）長立即數(shù)尋址3、舉例二、絕對尋址1、定義 2、分類 3、舉例三、累加器尋址 1、定義 2、分類及舉例四、直接尋址 1、定義 2、分類 3、舉例五、間接尋址1、定義2、單操作數(shù)間接尋址1） 指令形式2） 尋址類型3、雙操作數(shù)間接尋址1）指令形式2）尋址類型1510202070教 學(xué) 重 點 與 難 點重點是強調(diào)尋址方式的定義，以及各尋址方式的區(qū)別，明確

13、各數(shù)據(jù)地址裝在何處。難點在類別眾多的間接尋址中，特別是循環(huán)緩沖區(qū)尋址的概念上。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)討論：1）短立即數(shù)尋址的指令為單字指令還是雙字指令？2）長立即數(shù)尋址的指令為幾字指令？討論：如何對一個N階的FIR濾波器進行循環(huán)尋址？教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 7 周備 注章 節(jié)名 稱第四章 尋址方式授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)（）教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求 尋址方式中的程序存儲器尋址方式是DSP尋址方式的一個重要內(nèi)容。本部分介紹程序存儲器尋址的基本概念及基

14、本內(nèi)容。要求掌握其基本的尋址方式。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配§4.1 數(shù)據(jù)尋址方式（續(xù)）六、存儲器映像寄存器尋址 1、定義；2、分類；3、框圖；4、舉例七、堆棧尋址 1、定義；2、分類八、雙字數(shù)據(jù)尋址方式§4.2 程序存儲器尋址方式一、定義二、程存地址產(chǎn)生器三、程存尋址方式分類 1、程序順序執(zhí)行 2、分支：1）有條件分支； 2）無條件分支 3、調(diào)用：1）條件 ；2）無條件4、返回：1）條件；2）無條件5、條件執(zhí)行指令6、條件存儲指令7、重復(fù)一條單指令8、重復(fù)一段指令9、復(fù)位操作10、中斷11、節(jié)電模式4590教 學(xué) 重 點 與 難 點只要程序不為順次執(zhí)行，就有分支、

15、調(diào)用及返回等非順序執(zhí)行方式。重點在于執(zhí)行指令的非延遲和延遲兩種執(zhí)行方式上，后者更節(jié)約指令執(zhí)行時間。難點在對流水線的理解上。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)試討論非延遲和延遲兩種方式的區(qū)別。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 8 周備 注章 節(jié)名 稱第五章 指令系統(tǒng)授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)（）教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求理解指令的表示方法；掌握指令系統(tǒng)的分類及查找方法；建立編程基礎(chǔ)。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配§5.1 DSP語言工具簡介§5.2 指

16、令分類及舉例介紹一、指令的表示方法1、指令系統(tǒng)中的符號和略語2、操作碼的符號及略語3、指令系統(tǒng)中所用的記號4、指令系統(tǒng)中所用的運算符二、指令分類及舉例1、 算術(shù)操作2、 邏輯操作3、 程序控制操作4、 加載及存儲操作5、 常用的偽指令 6、程序舉例153090教 學(xué) 重 點 與 難 點重點：指令的分類與指令的查找。難點：理解記憶助記憶符及偽指令。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)試編一段匯編源程序。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 9 周備 注章 節(jié)名 稱第六章 DSP匯編語言程序開發(fā)工具

17、授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)（）教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求介紹DSP匯編語言程序的編寫方法。理解匯編語言程序的編輯、匯編和鏈接過程并掌握匯編和鏈接的基本概念。理解COFF的一般概念并掌握段的概念。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配§6.1 DSP軟件開發(fā)過程§6.2 匯編語言程序的編寫方法§6.3 匯編程序的編輯、匯編和鏈接過程§6.4 COFF的一般概念一、 COFF文件中的段二、 匯編器對段的處理三、 鏈接器對段的處理§6.5 鏈接命令文件的編寫§6.6 多個文件的鏈接舉例102520352025教 學(xué) 重 點 與

18、難 點重點：匯編程序的編輯、匯編和鏈接過程及相關(guān)概念。難點：段的概念及鏈接命令文件的功能。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)試編一段有段定義的匯編源程序及一個鏈接命令文件。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 10 周備 注章 節(jié)名 稱第七章 CCS的使用授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求學(xué)會CCS的一般使用方法。了解CCS的基本功能。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配§7.1 CCS概述§7.2 CCS的基本功能一、 編輯匯編語言程序二、

19、 編輯鏈接命令文件三、 創(chuàng)建工程四、 建立工程五、 調(diào)試 135教 學(xué) 重 點 與 難 點重點：CCS的功能難點：工程的概念討 論、練 習(xí)、作 業(yè)CCS的使用。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體，上機實驗。參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 11 周備 注章 節(jié)名 稱第八章 上機實驗授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求 了解TMS320C54X匯編語言程序的基本格式，以及匯編、鏈接的基本過程。初步熟悉CCS的用法。上機熟悉并掌握CCS基本功能。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配 &

20、#167;8.1 CCS的用法實驗內(nèi)容詳見上機實驗指導(dǎo)書。教 學(xué) 重 點 與 難 點重點：CCS的功能。編輯、匯編及鏈接過程。難點：工程的概念以及調(diào)試的概念。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)復(fù)習(xí)CCS的使用方法。完成實驗報告。預(yù)習(xí)實驗二。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體，上機實驗。參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 12 周備 注章 節(jié)名 稱第八章 上機實驗授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求熟悉TMS320C54X的各種尋址方式。繼續(xù)練習(xí)CCS軟件的用法。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分

21、配§8.2實驗二 數(shù)據(jù)尋址方式實驗內(nèi)容及實驗步驟詳見上機實驗指導(dǎo)書。 教 學(xué) 重 點 與 難 點重點：理解并實驗驗證各種數(shù)據(jù)尋址方式。難點：單步調(diào)試。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)復(fù)習(xí)各種數(shù)據(jù)尋址方式的基本概念并進一步熟悉CCS的使用。自行設(shè)計一段包含各種數(shù)據(jù)尋址方式的匯編程序用于調(diào)試驗證。完成實驗報告。預(yù)習(xí)實驗三。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體，上機實驗。參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。四川大學(xué)教案【理、工科】周 次第 13 周備 注章 節(jié)名 稱第八章 上機實驗授 課方 式理論課（）；實驗課（）；實習(xí)教 學(xué)時 數(shù)3教學(xué)目的及要求掌握多個文件的鏈接。能編寫復(fù)位和中斷向量文件。理解外部中斷仿真。教 學(xué) 內(nèi) 容 提 要時 間分 配§8.3實驗三 向量文件的編寫及多個文件的鏈接實驗內(nèi)容及實驗步驟詳見上機實驗指導(dǎo)書。 教 學(xué) 重 點 與 難 點重點：掌握多個文件的鏈接。能編寫復(fù)位和中斷向量文件。難點：理解并編寫連接命令文件。掌握外部中斷仿真調(diào)試。討 論、練 習(xí)、作 業(yè)填寫實驗報告并重點討論實驗中所遇的問題以及解決問題的方法。預(yù)習(xí)實驗四并草擬實驗報告。教 學(xué) 手 段常規(guī)+多媒體，上機實驗。參 考 資 料同首頁注：教案按授課次數(shù)填寫，每