《DSP原理及應用》課程教學大綱

《DSP原理及應用》教學大綱一、課程基本信息課程名稱DSP原理及應用DSPPrincipleandApplication課程編碼CTL420121020開課院部控制科學與工程學院課程團隊實踐教學團隊學分2.0課內學時36講授24實驗12上機0實踐0課外學時36適用專業(yè)測控技術與儀器授課語言中文/英文先修課程模擬電子技術、數(shù)字電子技術、微機原理、智能儀器設計技術課程簡介（限選）本課程是測控技術與儀器專業(yè)的一門雙語選修課，主要內容包括DSP數(shù)字信號處理器基本知識及使用方法，典型數(shù)字信號處理算法及其應用實現(xiàn)；本課程以TMS320C28335DSP芯片學習為核心，使學生了解DSP技術的發(fā)展過程、應用現(xiàn)狀及其芯片特點；掌握DSP的硬件結構特征和主要片上資源工作原理；熟知數(shù)字信號器的內部資源關鍵寄存器配置規(guī)則，熟練應用DSP開發(fā)工具CCS進行測量與控制程序調試；本課程強調理論與實驗相結合，通過理論的細致講解與實驗的集中訓練，要求學生在硬件上掌握DSP的硬件結構、各部件工作原理，能夠設計DSP最小系統(tǒng)，在軟件上掌握DSP的指令系統(tǒng)、關鍵寄存器配置技巧，進而培養(yǎng)其獨立設計基于DSP的應用系統(tǒng)的能力，為以后從事智能測量、控制等領域內的復雜電路研究、設計與開發(fā)奠定必要的理論及技術專業(yè)基礎。Thiscourseisabilingualelectivecourseforthemajorofmeasurementandcontroltechnologyandinstruments.ItsmaincontentsincludethebasicknowledgeandusageofDSPdigitalsignalprocessor,typicaldigitalsignalprocessingalgorithmsandtheirapplicationandrealization;thiscoursefocusesonthestudyofTMS320C28335DSPchip,enablingstudentstounderstandthedevelopmentprocess,applicationstatusandChipcharacteristicsofDSPtechnology.MasterthehardwarestructurecharacteristicsofDSPandtheworkingprincipleofmainon-chipresources;befamiliarwiththekeyregisterconfigurationrulesoftheinternalresourcesofthedigitalannunciator,andskillfullyapplytheDSPdevelopmenttoolCCSformeasurementandcontrolprogramdebugging;Thiscourseemphasizesthecombinationoftheoryandexperiment,throughdetailedexplanationoftheoryandcentralizedtrainingofexperiments,studentsarerequiredtomasterthehardwarestructureofDSPandtheworkingprincipleofeachcomponentonhardware,andbeabletodesignDSPminimumsystem,masterDSP'sinstructionsystemandkeyregisterconfigurationskillsinsoftware,andthencultivateitsabilitytoindependentlydesignDSP-basedapplicationsystemsforfutureintelligentmeasurement,theresearch,designanddevelopmentofcomplexcircuitsinthefieldsofcontrolandsoonlaythenecessarytheoreticalandtechnicalprofessionalFoundation.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務自選1M1目標1：掌握以TMS320C28335數(shù)字信號器的工作原理、特點，熟知DSP片上資源配置規(guī)則，熟悉DSP最小系統(tǒng)，并結合專業(yè)相關知識，能夠通過比較和分析設計特定需求的測控儀器或測控系統(tǒng)是3.23.22M2目標2：掌握DSP典型算法編程技巧，熟練應用DSP開發(fā)工具CCS進行測量與控制程序調試，能夠對基于DSP的應用中涉及的測量與控制算法進行分析、計算與仿真是5.25.2三、課程內容序號章節(jié)號標題課程內容/重難點支撐課程目標課內學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論本章重點：數(shù)字信號處理算法與數(shù)字信號處理器概念；定點與浮點數(shù)字信號處理器，卷積算法，DSP信號處理器選型技巧本章難點：DSP信號處理器選型技巧M12講授1自學2第2章第2章TMS320F28335DSP概述本章重點:TMS320F28335片上資源，中斷處理系統(tǒng)本章難點：中斷處理系統(tǒng)/////32.12.1TMS320F28335基本特點TMS320x芯片家族、片上資源、CPU和總線、存儲器、哈佛結構，流水線處理。M12講授/討論1自學42.22.2中斷處理系統(tǒng)內部外部中斷源，PIE、CPU中斷響應機制，中斷函數(shù)的一般編程方法。M12講授/討論1自學5第3章第3章最小系統(tǒng)與時鐘控制本章重點:TMS320F28335最小系統(tǒng)設計，PLL時鐘配置方法本章難點：PLL時鐘配置方法/////63.13.1最小系統(tǒng)設計TMS320F28335管腳圖，電源、晶振、復位、調試電路，典型最小系統(tǒng)原理圖路及PCB分析；M12講授/討論1自學73.23.2PLL時鐘配置方法外設時鐘設置方法，PLL寄存器，典型配置程序解析；M12講授/討論1自學8第4章第4章通用IO端口本章重點:IO多路復用，GPIO配置方法，IO中斷服務本章難點:IO中斷服務/////94.14.1IO端口特點及配置IO端口基本特點，寄存器配置方法，多路復用概念及設置方法；M12講授/討論2自學104.24.2IO應用程序解析初始化函數(shù)，IO端口配置函數(shù)，中斷服務函數(shù)，功能函數(shù)；M12講授/討論2自學11實驗1實驗1LED控制CCS基本操作，程序調試及運行，采用IO中斷方式實現(xiàn)LED燈的亮滅控制，掌握IO使用方法；M1,M24講授/指導2報告12第5章第5章ADC數(shù)據采集與處理本章重點:ADC排序器操作方法，ADC寄存器配置，卷積編程，F(xiàn)FT、FIR的c語言實現(xiàn)本章難點:ADC排序器操作方法，F(xiàn)FT、FIR的c語言實現(xiàn)/////135.15.1ADC特點及配置ADC端口基本特點，排序器的操作方法，ADC時鐘控制，ADC寄存器配置方法；ADC應用程序詳細解析M12講授/討論2自學145.2FFT數(shù)字信號頻譜分析FFT基本原理，F(xiàn)FTc語言編程方法，應用實例分析；M1,M22講授/討論2自學155.35.3FIR數(shù)字濾波器FIR濾波器基本原理，F(xiàn)IRc語言編程方法，應用實例分析；M1,M22講授/討論2自學16實驗2實驗2FFT快速傅里葉程序設計實驗采集外部波形或構建仿真信號，編寫FFT函數(shù)，實現(xiàn)對三角波，方波或其他任意波形的頻譜分析；掌握用窗函數(shù)法設計FFT快速傅里葉的原理和方法，熟悉FFT快速傅里葉特性，了解各種窗函數(shù)對快速傅里葉特性的影響。M1,M22講授/指導2報告17實驗3實驗3FIR數(shù)字濾波器程序設計實驗采集外部波形或構建仿真信號，編寫FIR濾波函數(shù)，實現(xiàn)對三角波，方波或其他任意波形的低通、高通、帶通和帶阻濾波，掌握用窗函數(shù)法設計FIR數(shù)字濾波器的原理和方法，熟悉線性相位FIR數(shù)字濾波器特性，了解各種窗函數(shù)對濾波器特性的影響。M1,M24講授/指導2報告18第6章第6章其他片上資源自主學習討論本章重點:定時器配置方法，定時器中斷服務，SCI配置方法，SCI中斷服務本章難點:定時器中斷服務，SCI中斷服務/////196.16.1定時器定時器配置方法、定時周期計算、定時器中斷服務、應用實例分析；M12討論2自學206.26.2SCI通信SCI配置方法、波特率計算、異步串行通信協(xié)議、SCI中斷服務、應用實例分析M12討論2自學四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1實驗1.本課程12個學時實驗，共三次實驗；2.成績采用百分制，根據實驗完成情況評分；3.考核學生對DSP片上資源及典型DSP算法的理解與應用能力，能夠根據實驗目標，編寫合格的程序，并獲得調試成功。40%2大作業(yè)1.本課程要求學生單獨撰寫有關DSP設計、仿真、應用相關的結課報告；2.根據設計報告評分。40%3考勤隨機點名、刷卡點名等10%4課堂表現(xiàn)隨機檢查學生上課精神狀態(tài)、回答問題情況10%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1實驗50%A-實驗過程中認真完成實驗要求，得到正確的實驗結果，實驗報告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實驗數(shù)據，從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效結論。B-實驗過程中認真完成實驗要求，得到正確的實驗結果，實驗報告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實驗數(shù)據，從技術角度優(yōu)選解決方案獲得比較有效的結論。C-實驗過程中認真完成實驗要求，不能得到正確的實驗結果，實驗報告格式正確，步驟敘述清楚，沒有正確分析實驗數(shù)據，但是結合理論分析可以從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結論。D-實驗過程中不能完成實驗要求，不能得到正確的實驗結果，不能從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結論。2M1大作業(yè)50%A-寫作內容充實合理；理論及方法分析深入透徹；實驗或參考對象描述正確；電路結構框圖、軟件流程圖、數(shù)據圖表等美觀規(guī)范；文字水平良好；字數(shù)符合要求。B-寫作內容較充實合理；理論及方法分析較深入透徹；實驗或參考對象描述較正確；電路結構框圖、軟件流程圖、數(shù)據圖表等較美觀規(guī)范；文字水平較好；字數(shù)符合要求。C-寫作內容基本充實合理；理論及方法分析基本深入透徹；實驗或參考對象描述基本正確；電路結構框圖、軟件流程圖、數(shù)據圖表等較美觀規(guī)范；文字水平一般；字數(shù)較符合要求。D-寫作內容簡單；理論及方法分析淺?。粚嶒灮騾⒖紝ο竺枋霾徽_；電路結構框圖、軟件流程圖、數(shù)據圖表等潦草；文字水平差；字數(shù)少。3M2實驗50%A-實驗過程中認真完成實驗要求，得到正確的實驗結果，實驗報告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實驗數(shù)據，從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效結論。B-實驗過程中認真完成實驗要求，得到正確的實驗結果，實驗報告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實驗數(shù)據，從技術角度優(yōu)選解決方案獲得比較有效的結論。C-實驗過程中認真完成實驗要求，不能得到正確的實驗結果，實驗報告格式正確，步驟敘述清楚，沒有正確分析實驗數(shù)據，但是結合理論分析可以從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結論。D-實驗過程中不能完成實驗要求，不能得到正確的實驗結果，不能從技術角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結論。4M2大作業(yè)50%A-寫作內容充實合理；理論及方法分析深入透徹；實驗或參考對象描述正確；電路結構框圖、軟件流程圖、數(shù)據圖表等美觀規(guī)范；文字水平良好；字數(shù)符合要求。B-寫作內容較充實合理；理論及方法分析較深入透徹；實驗或參考對象描述較正確；電路結構框圖、軟件流程圖、數(shù)據圖表等較美觀規(guī)范；文字水平較好；字數(shù)符合要求。C-寫作內容基本充實合理；理論及方法分析基本深入透徹；實驗或參考對象描述基本正確；電路結構框圖、軟件流程圖、數(shù)據圖表等較美觀規(guī)范；文字水平一般；字數(shù)較符合要求。D-寫作內容簡單；理論及方法分析淺??；實驗或參考對象描述不正確；電路結構框圖、軟件流程圖、數(shù)據圖表等潦草；文字水平差；字數(shù)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/課堂表現(xiàn)100%A-精神狀態(tài)飽滿，回答問題準確。B-精神狀態(tài)飽滿，回答問題準確。C-精神狀態(tài)一般，問題回答一般。D-精神狀態(tài)較差，回答問題有誤。評分等級說明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];六、教材與參考資料序號教學參考資料明細1圖書|DSP原理及應用：TMS320F28335架構、功能模塊及程序設計,張小鳴,清華大學出版社,2018,IS