DSP及应用实验大纲(修订)09.9.4

《DSP器件及其应用》教学大纲一、课程性质、地位和作用《DSP器件及其应用》为电子信息工程专业信号处理方向的一门专业必修课。

数字信号处理已发展成一门理论与实践紧密结合的、应用日益广泛的、迅速替代传统模拟信号处理方法的、具有丰富器件支持的先进技术和方法。

了解和掌握数字信号处理的实用技术对电子信息类学生而言，显得越来越重要且迫切。

数字信号处理器是微处理器技术发展的一个重要分支，处理的高速性和高集成度和在信号处理方面的卓越性能，使其在IT业界的用途越来越广。

本课程正是顺应这一发展方向而为电子信息工程专业信号处理方向学生开设的专业必修课。

本课程的作用是使该专业学生在数字信号处理器件及应用方面具有一定的基础知识，掌握DSP的结构、工作原理、特性、应用及发展方向，使该专业毕业生在工作中具有利用DSP开发产品和解决实际问题的基本能力。

二、课程教学对象、目的和要求本课程适用于电子信息工程（信号处理方向）本科专业。

本课程以TMS320F2xx为蓝本，剖析TMS320’C2000系列数字信号处理器的结构、内部资源、运行方式和指令系统、开发系统。

借鉴DSP系统实例，要求学生了解DSP的原理、用途和性能，了解软件集成开发环境的使用，掌握采用DSP进行工程项目开发的过程和软硬件调试工具的使用，熟练掌握使用汇编/C语言编写应用处理程序的方法。

三、课程的相关课程及其关系本课程的先修课程主要包括《模拟电子技术》，《脉冲与数字电路》，《微机原理》，《单片机及其应用》、《信号与系统》，《数字信号处理》等。

本课程需要具有一定的模拟电路和数字电路基础，需要具有微机原理及接口技术的基本知识和概念，同时需借助信号与系统、数字信号处理中采样定理、FFT分析方法、滤波器设计等理论和算法以及单片机技术中的CPU概念、编程方法。

四、课程内容及学时分配总学时：48学时（理论30学时，实验18学时）（一）DSP简介：2学时1、DSP器件的发展2、DSP器件的特点、种类、当前主要的DSP产品及性能3、DSP与其它微处理器的比较4、DSP器件的应用领域要求学生了解DSP器件的特点、种类、应用领域，DSP与其它微处理器的比较，DSP的共通性结构，当前主要的DSP产品及性能。

《DSP原理及应用》实验教学大纲一、课程编号：（A）；（B）课程名称：DSP原理及应用适用专业：电子信息工程（A）、应用电子技术教育（B）课程类别：（A）：专业限选；（B）：专业任选实验学时：10（A）；10（B）开课学期：7 学分数：2二、开课实验室：DSP与嵌入式系统实验室三、实验教材及参考书：北京精仪达盛科技有限公司编著，《数字信号处理EXPII型实验指导书》，2004年四、实验教学目的和要求：DSP原理与应用是电子信息工程、应用电子技术教育等专业的一门高等专业课。

本实验课程主要目的是使得上述专业的本科生在数字信号处理器原理及应用方面具有一定的实际应用知识，能够较熟练地掌握DSP处理器的总体结构、工作原理、基本特性、指令系统、使用方法与发展方向；使相关专业毕业生掌握TMS320系列DSP 芯片中TMS320VC5416的使用方法，了解其软、硬件集成开发环境的使用，可以使用汇编或C语言进行软件开发，并能够利用DSP某些主要外围接口来设计某些典型的应用系统，从而具备在实际工作中运用DSP技术开发产品、解决实际问题的能力。

学生通过DSP实验系统，对于DSP基本指令、A/D、D/A语音采集处理、自启动过程、图形的生成与处理、电机控制、FFT等相关算法原理与实现过程具有感性认识；通过测量、观察、调试相关波形和参数，加深数字信号处理与数字控制过程的认识；加深对其工作原理的理解。

要求学生在实验中掌握各种DSP的开发环境、编程方法、软硬件调试等技能、并能能够使用相关检测实验仪器。

五、考核形式及要求：学生实验成绩由实验报告、实验操作技能二部分构成，实验成绩占课程总成绩10％。

（1）实验报告（含实验效果）占60%；（2）平时实验操作技能考核占40%。

9. DSP开发基础实验9.1 实验目的1. 了解DSP开发系统的基本配置2. 熟悉DSP集成开发环境（CCS）3. 掌握C语言开发的基本流程4. 熟悉代码调试的基本方法9.2 实验仪器计算机，C2000 DSP教学实验箱，XDS510 USB仿真器9.3 实验内容建立工程，对工程进行编译、链接，载入可执行程序，在DSP硬件平台上进行实时调试，利用代码调试工具，查看程序运行结果。

9.4 实验准备CCS 2（C2000）这一集成开发环境，不仅支持汇编的编译、链接，还支持对C/C++汇编、编译、链接以及优化。

同时强大的IDE开发环境也为代码的调试提供了强大的功能支持，已经成为TI 各DSP系列的程序设计、制作、调试、优化的主流工具。

TMS320C28x软件开发流程如图9.1所示。

下面简单介绍各主要模块功能。

• C/C++ Compiler（C/C++编译器）C/C++编译器把C/C++程序自动转换成C28x的汇编语言源程序。

这种转换并非一一对应，甚至会产生冗余的汇编代码，在某些场合需要使用优化器（Optimizer）来提高转换的效率，使得汇编代码长度尽可能的短小，程序所使用的资源尽可能的少。

优化器是编译器的一部分。

• Assembler（汇编器）汇编器负责将汇编源程序转换为符合公共目标格式（COFF）的机器目标代码，这种转换是一一对应的，每一条汇编指令都对应了唯一的机器代码。

源文件中还包括汇编指令、伪指令和宏指令。

• Linker（链接器）链接器负责把可重定位的多个目标文件和目标库文件转换为一个DSP可执行程序。

链接器必须依赖配置命令文件（CMD）的指令，实现对目标文件中各段的定位。

• Run-time-support library（运行支持库）对于用C/C++语言中编写DSP程序中的某些功能（例如存储器的寻址定位、字符串转换等）并不属于C/C++语言所能描述对象，包含在C/C++编译器中的运行支持库却可以很好的支持这些算法的标准ANSI/ISO C函数描述。

DSP技术及应用课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：电气工程及其自动化课程代码：54E02727学时分配：48=24理论+24实验赋予学分：3先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、数字信号处理、单片机原理与接口技术后续课程：毕业设计二、课程性质与任务本课程是一门工程应用性很强的专业选修课，授课对象为我校电气自动化、电子信息类专业本科生。

课程任务是使学生能够充分认识DSP技术在信息产业化发展中的前沿地位，开阔专业视野，培养学生系统的工程素养，及运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

初步掌握基于DSP 芯片的应用系统的软、硬件开发方法，为今后的工程应用和进一步学习研究奠定必要的基础。

本课程的任务是使自动化专业的学生在数字信号处理器及应用方面具有一定的基础知识，掌握DSP的结构、工作原理、特性、应用及发展方向，基本熟悉采用DSP进行科研开发研究的过程；基本了解软件集成开发环境的使用；可以编写不太复杂的程序三、教学目的与要求通过本课程的教学，使学生了解DSP技术的发展及其芯片结构特点；熟悉DSP的硬件结构和基本工作原理；初步掌握DSP的软件指令系统及其编程方法，并能在CCS开发环境下进行简单的程序设计和调试。

电气工程及其自动化专业的学生应重点掌握基于TMS320C2000系列DSP芯片的应用，了解其在电气控制和检测系统中的开发与设计过程。

四、教学内容与安排本课程教学过程包括理论讲授和实验两部分。

1、课时安排本课程共48个学时（课堂讲授24课时，实践24课时），按照课程内容，分成9个教学单元，各单元的课时安排如表1所示。

表1注：以上学时分配为建议学时，任课老师可根据实际情况调整各章节教学内容和学时。

2、理论教学内容第1单元DSP概述【教学内容】1. 数字信号处理概述；2. DSP 芯片的结构特点及应用领域；3. TI公司典型DSP产品；4. DSP应用系统的设计和开发过程。

【教学重点】课程导入，通过最新应用案例介绍课程地位和DSP技术应用前景；DSP芯片的结构特点，DSP应用系统的设计和开发过程。

DSP原理及应用一、课程说明课程编号：090363Z10课程名称：DSP原理及应用/DSP Principle and Application课程类别：选修学时/学分：32/2（其中实验学时：8学时）先修课程：电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及接口技术、数字信号处理适用专业：电子信息工程教材、教学参考书：1. 汪春梅，孙洪波主编，TMS320C55xDSP原理及应用，北京：电子工业出版社，2011年；2. 赵洪亮，卜凡亮，黄鹤松，张仁彦编著，TMS320C55xDSP应用系统设计，北京：北京航空航天大学出版社，2008年；3. 蔺鹏，胡玫主编，TMS320C55xDSP原理及应用，北京：清华大学出版社，2015年；4. 李海森等编译，TMS320C55x系列DSP指令系统、开发工具与编程指南，北京：清华大学出版社，2007年。

二、课程设置的目的意义本课程是继电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及接口技术、数字信号处理等基础课程之后的一门专业基础课，后续课程是现代交换原理与技术、数字语音信号处理等课程。

联系较多的是数字逻辑，信号处理基础，CPU 的体系结构、时序、中断、接口技术以及汇编语言程序设计等内容，本课程着重论述DSP系统结构和基本原理，以TMS320C55x系列芯片为描述对象，分析DSP 应用系统的开发过程。

通过学习，使学生了解DSP的组成结构、工作原理和应用领域，掌握DSP应用系统的硬件设计方法和相关的程序设计和调试方法；针对不同的信息处理应用环境，培养学生具有开发基于DSP芯片的信息处理应用系统的能力。

三、课程的基本要求1．掌握DSP基本体系结构和工作原理，对DSP的分类方法、选择方式和应用特征具有明确的概念。

2．熟悉典型DSP芯片（TMS320C55xx）的硬件结构，包括中央处理器结构、存储空间结构、片内外设电路，指令系统。

3．掌握利用DSP技术设计的信息处理应用系统。

《DSP技术与应用实验》教学大纲一、课程基本信息本课程是为信息工程专业的本科生开设的学科拓展课程之一，本课程教学内容是从应用的角度使学生了解DSP的体系结构和基本原理，熟悉DSP芯片的开发工具和使用方法，掌握DSP系统设计和软/硬件开发。

三' 教学内容实验工程一：Code Composer Studio入门（2学时）1.实验属性：验证实验.修读性质：必开2.教学目标：一、掌握Code Composer Studio 2.21的安装和配置步骤过程。

二、了解DSP开发系统和计算机与目标系统的连接方法。

三、了解Code Composer Studio 2.21软件的操作环境和基本功能，了解TMS320C55xx软件开发过程。

⑴ 学习创立工程和管理工程的方法。

⑵ 了解基本的编译和调试功能。

⑶学习使用观察窗口。

（4）了解图形功能的使用。

4.实验内容设置Code Composer Studio 2.21在硬件仿真（Emulator）方式下运行i.启动Code Composer Studio 2.21创立工程：ii.编辑修改工程中的文件：iii.基本调试功能使用观察窗口iv.文件输入/输出图形功能简介v.退出CCSo实验工程二：编写一个以C语言为基础的DSP程序（2学时）1.实验属性：验证实验.修读性质：必开2.教学目标：一、学习用标准C语言编制程序；了解常用的C语言程序设计方法和组成局部。

二、学习编制连接命令文件，并用来控制代码的连接。

三、学会建立和改变map文件，以及利用它观察DSP内存使用情况的方法。

四、熟悉使用软件仿真方式调试程序。

3.实验内容设置Code Composer Studio 2.21在软件仿真(Emulator)方式下运行i.启动Code Composer Studio 2.21创立工程：ii.设置工程文件：iii.编辑输入源程序编译源文件、下载可执行程序iv.翻开观察窗口观察程序运行结果v.内存映像文件对照观察map文件和cmd文件的内容vi.改变内存分配退出 CCSo实验工程三：DSP数据存取(4学时)1.实验属性：验证实验2,修读性质：必开3.教学目标：一、了解TMS320VC5509A的内部存储器空间的分配及指令寻址方式。

《DSP原理与应用》实验教学大纲实验名称：DSP原理与应用实验学 时：16学时适用专业：电子信息工程、通信工程执 笔 人：夏振华审 订 人：李永全一、实验目的与任务DSP是数字信号处理器（Digital Signal Processor）的简称,是一种专用于数字信号处理的单片机。

本课程属电子信息工程，通信工程，测控仪器、自动化等专业的选修课，供高年级学生选修。

主要目的在于使学生了解DSP的基本理论与方法，初步获得DSP开发与应用的能力。

二、教学基本要求本课程是一门实践性很强的技术性课程，在通过理论教学学习了DSP的结构体系与基本原理以后，必须配合一些典型的DSP实验才能使学生加深对DSP软、硬件的理解与掌握，同时学会DSP的开发工具的使用，了解DSP应用系统的开发环境与开发过程，为今后从事DSP的开发与应用打下扎实的基础。

三、实验项目与类型实验性质备注序号实验项目学时演示验证综合设计必做选做1 CCS的使用与DSP开发环境4 √√2 在片外设的使用（定时器和串行口）4 √√3 FIR，IIR数字滤波实验4 √√4 综合实验（语音数据采集、处理）4 √√5 数据采集及FFT处理实验4 √√四、实验内容与学时分配实验一：CCS的使用与DSP开发环境（4学时）1．目的要求学习安装CCS开发环境及参数配置；熟悉CCS集成开发环境，掌握工程的生成方法；熟悉SEED-DEC5416实验环境；掌握CCS工程的调试方法。

2．方法原理参考实验指导书。

3．主要实验仪器及材料DSP实验箱、仿真器、PC机。

4．掌握要点能利用CCS建立DSP工程，学会利用CCS进行DSP开发的全过程。

5．实验内容工程的建立，源文件的编写，编译、汇编、链接、调试和运行，最后查看程序运行结果是否正确。

实验二：在片外设的使用（定时器和串行口）（4学时）1．目的要求了解DSP汇编程序和C程序的构成；了解DSP程序中“段”的含义；熟悉DSP的中断的运用方法；掌握定时器和串口McBSP等在片外设的设置方法。

《DSP技术及应用》课程教学大纲DSP technology and application课程编号：EEIC3004课程类别：专业必修课程开课学期：第7学期学分：2学分学时：54（其中，讲课：36；实验：18）先修课程：高等数学、复变函数与积分变换、信号与系统、自动控制原理适用专业：电气工程与智能控制教材：杨家强，《TMS320F2833x DSP原理与应用教程》，清华大学出版社，2014年。

开课学院：轨道交通学院一、课程性质本课程是电气工程与智能控制专业选修课之一。

DSP是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，具有高速实时、高精度等优点，主要应用于自动控制系统中。

本课程涉及到多门先修课程，可以督促学生必要时复习相关已学内容，养成“温故知新”的习惯，培养学习能力。

总之，对学生分析、解决电气工程与智能控制相关工程问题的能力、实践能力和创新能力等的培养贯穿于整个教学过程中。

二、课程目标（一）课程目标课程目标1：使学生了解DSP技术的发展过程及其芯片特点；掌握DSP的硬件结构特点和基本工作原理。

课程目标2：掌握DSP的软件指令系统及其编程方法，并能应用DSP汇编语言进行控制程序设计；课程目标3：重点掌握基于TMS320C2833x系列DSP芯片的自动化典型系统的开发与设计过程，并能熟练应用DSP开发工具CCS进行控制程序调试。

课程目标4：在硬件上掌握DSP的硬件结构、各部件工作原理；在软件上掌握DSP的指令系统、程序设计。

能独立设计简单的应用系统，为学生以后从事相关的工作，奠定宽阔的基础。

（二）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、2、4。

毕业要求指标点1-3掌握DSP的硬件结构、各部件工作原理；在软件上掌握DSP的指令系统、程序设计。

毕业要求指标点2-2针对复杂工程问题，具有运用DSP技术解决实际的问题。

毕业要求指标点4-3能对实验参数或结果进行分析和解释，并通过信息综合与归纳得到合理有效的结论。

《DSP 技术及应用》课程教学大纲课程名称：DSP 技术及应用 / DSP Technology and Application课程代码：020730学时： 48 学分： 3 讲课学时： 30 上机/实验学时：18 考核方式：考查先修课程：数字电子技术，数字信号处理，微机原理及应用适用专业：电子信息工程专业开课院系：电子电气工程学院电子信息工程系教材：乔瑞萍，崔涛，张芳娟.TMS320C DSP 原理及应用.西安电子科技大学出版社，2005 主要参考书：[1]张雄伟，陈亮，徐光辉.DSP 集成开发与应用实例.电子工业出版社，2002[2]戴逸民，梁晓文，裴小平，等.基于 DSP 的现代电子系统设计.电子工业出版社，2002 [3]尹用，欧光军，关荣锋.DSP 集成开发环境 CCS 开发指南.北京航天航空大学出版社，2003一、课程的性质和任务信息化的进程和计算机科学与技术、大规模集成电路技术、信号处理理论与方法等的迅速发展，为DSP 器件（Digital Signal Processor）和DSP 技术（Digital Signal Processing）提供了广泛的发展空间和坚实的技术基础。

现在，DSP 器件已经广泛应用于通信、语音、图像、自动控制、测量以及各种军事与消费类电子产品中，而相应的DSP 器件的发展日新月异。

本课程为《数字信号处理》理论课的延伸，主要介绍DSP 器件的一般结构特征、软件体系、编程方法、基本的开发调试技巧。

本课程的特点是理论课和实验课并重，通过理论课的学习，巩固和加深对数字信号处理理论的认识，掌握以TMS320C54xx 为代表的定点DSP 器件的硬件结构、指令系统、开发过程。

实验课使同学在实践中了解DSP 的具体应用，DSP 系统的方案规划，硬软件设计，和系统调试等实用技术，通过对DSP 仿真集成环境CCS 的使用，使DSP 初学者的DSP 应用能力在实践中得以提高。