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1《DSP原理与应用技术》教学大纲一、课程基本信息：课程名称：DSP原理与应用技术英文名称：DSPTechnologyandApplication课程编号：11151008课程类型：专业选修课适用专业：电气工程及其自动化、电子信息工程、通信工程、自动化等相关专业开课学期：2016-2017学年第一学期学时：32（理论环节学时数：24实验学时数：8）学分：2.0前导课程：数字信号处理、信号与系统、微机原理、数字电子技术二、课程的性质、目的与任务：《DSP原理与应用技术》是电子电气类专业的特色选修课之一。数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的学科。随着信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生，并得到迅速的发展。随着数字化的急速进程，DSP技术的地位突显出来。本书以TMS320C54x系类DSP为描述对象，重点介绍DSP芯片的原理和使用方法，以DSP的基本应用为主，介绍DSP应用系统的设计和使用方法，通过本书的学习，学生要掌握DSP基本技术及应用，并能举一反三，不断扩大应用的深度和广度。本课程要求教师运用多媒体教学手段在多媒体实验室进行教学，以便使学生及时掌握所学的内容。本课程教学的基本要求如下：1、了解并掌握DSP芯片的原理、结构特点、分类及应用。2、了解并掌握TMS320C54x的硬件结构、工作原理、寻址方式以及指令系统。3、掌握TMS320C54x系列DSP片内外设及其应用。4、会使用混编语言进行软件混编、链接和调试。三、课程教学内容、基本要求和重点及难点：第一章绪论（2学时）【教学目的与要求】了解DSP技术的内涵，掌握DSP芯片的结构特点、分类及其应用，了解在开发DSP应用系统中，DSP芯片的选择，以及需要的软件和硬件开发工具。【教学重点与难点】2本章的重点是：DSP芯片的结构特点、分类以及应用；DSP应用系统的设计中需要注意的问题；本章的难点是：DSP芯片的结构特点、分类以及应用【教学内容】一．概述1．DSP与DSP技术2．DSP技术发展的两个领域3．数字信号处理的实现方法4．DSP系统的特点二．可编程DSP芯片1．DSP芯片的结构特点2.DSP芯片的分类3.DSP芯片的发展及趋势4.DSP芯片的应用三．TMS320系列DSP概述1.TMS320C2000系列简介2.TMS320C5000系列简介3.TMS320C6000系列简介四．DSP系统设计概要1.DSP系统设计过程2.DSP芯片的选择3.DSP应用系统的开发工具第二章TMS320C54x的硬件结构（4学时）【教学目的与要求】了解TMS320C54x的内部结构和特点，掌握总线结构、中央处理单元的组成，重点掌握存储器空间的分配及终端系统的工作原理。【教学重点与难点】本章的重点是：TMS320C54x的总线结构及功能；中央处理单元基本组成部分；存储器空间分配；中断系统工作原理；本章的难点是：存储器空间分配；中断系统工作原理【教学内容】一．TMS320C54x硬件结构框图1．TMS320C54x内部结构32．TMS320C54x主要特点二．总线结构三．中央处理器（CPU）1.CPU状态和控制寄存器2.算术逻辑单元（ALU）3.累加器A和B4.桶形位移器5.乘法器、加法器单元6.比较、选择和存储单元7.指数编码器四．存储器和I/O空间1.存储空间的分配2.程序存储器3.数据存储器4.I/O空间五．中断系统1.中断系统概述2.中断标志寄存器（IFR）和中断屏蔽寄存器（IMR)3.接收、应答及处理中断4.中断操作流程5.重新安排中断向量地址第三章TMS320C54x指令系统（6学时）【教学目的与要求】了解混编程序的书写格式。掌握指令的7种寻址方式，尤其是间接寻址方式。掌握算术运算、逻辑运算、程序控制、存储和装入4种基本类型的混编语言指令。【教学重点与难点】本章的重点是：指令的7种寻址方式；4种基本汇编语言指令；本章的难点是：间接寻址方式【教学内容】一．混编源程序格式二．指令集符号及意义三．寻址方式41.立即寻址2.绝对寻址3.累加器寻址4.直接寻址5.间接寻址6.存储器映射寄存器寻址7.堆栈寻址四．指令系统1.算术运算指令2.逻辑指令3.程序控制指令4.存储和装入指令第四章TMS320C54x的软件开发（6学时）【教学目的与要求】了解TMS320C54x的软件开发过程。了解混编伪指令和宏指令。掌握常用的混编伪指令、混编源程序的混编和链接过程。重点掌握COFF格式。掌握程序的控制和转移、数据块传送、算术运算3类程序的基本设计方法。【教学重点与难点】本章的重点是：常用的汇编伪指令、汇编源程序的汇编和链接过程；COFF格式；3类程序的基本设计方法；本章的难点是：常用的汇编伪指令、汇编源程序的汇编和链接过程；COFF格式；3类程序的基本设计方法【教学内容】一．TMS320C54x软件开发过程二．汇编语言程序的编写方法1．汇编语言源程序举例2．汇编语言常量3．汇编源程序中的字符串4．汇编源程序中的符号5．汇编源程序中的表达式三．伪指令和宏指令1.汇编伪指令52.宏及宏的使用四.公共目标文件格式-COFF1．COFF文件中的段2．汇编器对段的处理3．链接器对段的处理五.汇编源程序的编辑、汇编和链接过程1.编辑2.汇编器3.连接器六.混编语言程序设计1.程序的控制与转移2.数据块传送程序3.算术运算类程序第五章DSP集成开发环境（CCS）（1学时）【教学目的与要求】了解CCS的软件开发流程和CCS环境具有的功能，能够操作CCS的窗口、菜单和工具条。掌握CCS工程管理的概念，能够完成简单程序的编辑、汇编、连接和调试.掌握探针和显示图形的使用.【教学重点与难点】本章的重点是：操作CCS窗口、菜单和工作条；CCS工程管理概念，完成简单程序编辑、汇编、连接和调试，学会探针和显示图形的使用；本章的难点是：操作CCS窗口、菜单和工作条；学会探针和显示图形的使用【教学内容】一．CCS集成开发环境间接1.CCS安装及设置2.CCS的窗口、菜单和工具条3.CCS工程管理4.CCS源文件管理5.通用扩展语言CEL二．CCS应用举例1.基本应用62.探针和显示图形的使用三.CCS仿真1.用Simulator仿真中断2.用Simulator仿真I/O端口四.DSP/BIOS的功能1.DSP/BIOS简介2.一个简单的DSP/BIOS实例第六章DSP片内外设（2学时）【教学目的与要求】掌握可编程定时器、标准同步串行口、标准8位主机接口、通用I/O的特点和操作特点，能够应用.了解多通道缓冲串口(McBSP)、8位增强主机接口HPI-8、软件等待状态发生器和分区转换逻辑.【教学重点与难点】本章的重点是：可编程定时器、标准同步串行口、标准8位主机接口、通用I/O特点和操作过程；本章的难点是：可编程定时器、标准同步串行口、标准8位主机接口、通用I/O特点和操作过程【教学内容】一．DSP片内外设概念二．可编程定时器1.定时器的结构和特点2.定时器的控制寄存器3.定时器的操作过程4.定时器应用举例三．串行口1.标准同步串行口(SP)2.带缓冲的串行接口（BSP）3.时分复用（TDM）串口4.多通道缓冲串行接口（McBSP）四.主机接口1.标准8位主机接口HIP82.增强的8位HPI（HPI-8）3.应用举例7五．外部总线访问时序1.软件等待状态发生器2.分区转换逻辑六．通过I/O第七章TMS320C54x基本系统设计（2学时）【教学目的与要求】了解TMS320C54x硬件系统组成，掌握外部存储器和I/O扩展电路设计、A/D和D/A接口设计、时钟及复位电路设计。了解供电系统设计、JTAG在线仿真调试电路设计及TMS320C54x的引导方式。【教学重点与难点】本章的重点是：外部存储器和I/O扩展电路的设计；A/D和D/A接口的设计；时钟及复位电路的设计；本章的难点是：外部存储器和I/O扩展电路的设计；A/D和D/A接口的设计；时钟及复位电路的设计【教学内容】一．TMS320C54x硬件系统组成二．外部存储器和I/O扩展1.外部存储器扩展2.外扩I/O接口电路设计三．A/D和D/A接口设计1.A/D接口设计2.D/A接口设计四．时钟及复位电路设计1.时钟电路2.DSP复位电路五．供电系统设计1.DSP供电电源设计2.3.3V和5V混合逻辑设计3.省电工作方式与设计六．JTAG在线仿真调试接口电路设计七．TMS320C54x的引导方式及设计1.Bootloader技术2.并行启动模式8第八章TMS320C54x应用系统设计举例（1学时）【教学目的与要求】了解TMS320C54x硬件系统组成，掌握外部存储器和I/O扩展电路设计、A/D和D/A接口设计、时钟及复位电路设计。了解供电系统设计、JTAG在线仿真调试电路设计及TMS320C54x的引导方式。【教学重点与难点】本章的重点是：正弦信号发生器、FIR数字滤波器的设计和实现方法；本章的难点是：正弦信号发生器的设计和实现方法【教学内容】一．DSP应用系统设计基本步骤二．正弦信号发生器1.数字振荡器原理2.正弦波信号发生器的设计及实现三．FIR数字滤波器1.FIR滤波器的基本原理和结构2.FIR滤波器的设计与实现3.FIR滤波器应用举例四．快速傅里叶变换（FFT）1.基2按时间轴抽取FFT算法2.FFT算法的DSP实现3.FFT算法的模拟信号产生和输入4.观察信号时域波形及其频谱五．语音信号采集1.语音接口芯片TLC320AD50C简介2.TLC320AD50C与DSP的连接3.语音采集和回收程序六．C语言编程及应用1.C语言编程的基本方法2.独立的C模块和混编模块接口3.C语言编程应用9四、教学进度安排表：课程教学总学时数32学时，2.0学分。教学内容安排和建议的学时分配如下表。《DSP原理与应用技术》课程学时分配表教学内容讲授学时实验学时共计概述202TMS320C54x的硬件结构404TMS320C54x指令系统606TMS320C54x的软件开发606DSP集成开发环境（CCS）189DSP片内外设202TMS320C54x基本系统设计202TMS320C54x应用系统设计举例101合计24832五、课程教学应注意的问题1、该课程的实用性较强，在教学过程要多结合实际情况进行授课。2、关于每次课的内容可在此基础上教师自行调整。六、本课程与其他学科的联系、分工本课程是电气工程及其自动化、电子信息工程、通信工程、自动化等相关专业的专业选修课，它的前序课程是数字信号处理、信号与系统、微机原理、数字电子技术。七、考核方法及成绩评定：本课程期末考试采用论文方式进行考核。最后总成绩=考试系统考核成绩×0.6+平时成绩×0.4共同构成。10八、教材及主要教学参考书、参考资料：1、教材：吴冬梅、张玉杰.DSP技术及应用.北京：北京大学出版社，20062、主要教学参考书、参考资料：刘艳萍．DSP技术原理及应用教程．北京：北京航空航天大学出版社，2005戴明桢，周建江．TMS320C54xDSP结构原理及应用．北京：北京航天航空大学出版社，2001彭启宗．TMS320C54x实用教程．成都：电子科技大学出版社．2004