DSP原理及应用第1章到第3章教案(第1次课——第8次课)
《DSP原理及应用》电子教案
李兰友等
张伟雄等
出版社及出版时间
电子工业出版社，1997
电子工业出版社，2000
授课教师
何培宇
职称
教授
单位
电子信息学院
授课时间
每一学年的第二学期
注：表中（）选项请打“√”。
四川大学教案
【理、工科】
周次
第1周
备注
章节
名称
第一章概述
授课
方式
理论课（√）；实验课（）；实习
教学
时数
3
教学目的及要求
DSP技术是当今电子类相关专业人才应该掌握的一门数字信号处理技术。本次课程的目的就是要让学生了解DSP的基本概念及DSP技术在各个领域的广泛应用。
重点：中断矢量表解析及映像寄存器解析。难点：如何处理中断，如何理解映像寄存器。
讨论、练习、作业
1）理解记忆TMS320C542存储器分布图。
2）讨论：当一个串口中断发生时，DSP如何运行？
教学手段
常规+多媒体
参考资料
同首页
注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。
四川大学教案
教学手段
常规+多媒体
参考资料
同首页
注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。
四川大学教案
【理、工科】
周次
第8周
备注
章节
名称
第五章指令系统
授课
方式
理论课（√）；实验课（）；实习（）
教学
时数
3
教学目的及要求
理解指令的表示方法；
掌握指令系统的分类及查找方法；
建立编程基础。
DSP原理与应用 第三版
运算速度 以上。TMS320C6201执行1024点复数FFT运算时间只有66uS。
高度集成化
集滤波、A/D、D/A、ROM、RAM和DSP内核于一体的
运算精度和动态范围
模拟混合式DSP芯片已有较大的发展和应用。 DSP字长从8位已增到64位,累加器长度也增到40位,
开发工具
提高了运算精度。同时,采用超长字指令字(VLIW)结构和
2. TMS320C55x概况
目前C55x系列芯片主要有:
C5501/2(主频300MHz, McBSP,HPI接口), C5503/6/7/9A (主频200MHz, McBSP, HPI,
优点：成本低廉 缺点：性能差、
速度慢
DSP处理器
优点：速度高、大规模生产成本低； 缺点：开发成本高、通用性差。
针对数字信号处理的要求而设计，是数 字信号处理系统设计中采用的主流芯片。 优点：灵活、高速、便于嵌入式应用
7
1.2 DSP芯片简介
1.2.1 DSP芯片的发展历史、现状和趋势 1.2.2 DSP芯片的特点 1.2.3 DSP芯片的分类 1.2.4 DSP芯片的应用领域 1.2.5 选择DSP芯片考虑的因素
可同时进行取指令和多个数据存取操作,使CPU
在一个机器周期内可多次对程序空间和数据空
采用哈佛结构 间进行访问, 大大地提高了DSP的运行速度。
采用多总线结构
T1
T2
T3
T4
时钟
采用流水线结构
取指令
N
N+1
N+2
N+3
指令译码
N-1
N
N+1
N+2
配有专用的硬件乘法-累加器 取操作数 N-2
《DSP原理及应用》电子教案第1章 绪论
图1 DSP芯片的应用
（1）信号处理 （2）通信 （3）语音 （4）图形/图像 （5）军事 （6）仪器仪表 （7）自动控制 （8）医疗 （9）家用电器
返回本节
（1）在通用的微机上用软件实现。 （2）利用特殊用途的DSP芯片来实现。 （3）利用专门用于信号处理的通用DSP芯片来实 现。 （4）用FPGA/CPLD用户可编程器件来实现。
返回本节
1.1.3 数字信号处理的特点
与模拟系统（ ASP）相比，数字系统具有如下特 点： （1）精度高 （2）可靠性高 （3）灵活性大 （4）易于大规模集成 （5）可获得高性能指标
返回本节
1.2.2 TMS320 DSP系列
通用DSP芯片的代表性产品包括TI公司的TMS320系列、 AD 公司 ADSP21xx 系列、 MOTOROLA 公司的 DSP56xx 系 列 和 DSP96xx 系 列 、 AT&T 公 司 的 DSP16/16A 和 DSP32/32C等单片器件。 TI的三大主力DSP产品系列为C2000系列主要用于数字控 制系统； C5000（C54x、C55x）系列主要用于低功耗、 便携的无线通信终端产品；C6000系列主要用于高性能复 杂的通信系统。 C5000 系列中的 TMS320C54x 系列 DSP 芯片被广泛应用于通信和个人消费电子领域。
返回本节
1.2.3 DSP芯片的主要特点
1．哈佛结构 2．多总线结构 3．指令系统的流水线操作 4．专用的硬件乘法器 5．特殊的DSP指令 6．快速的指令周期 7．硬件配置强
时钟 取指 译码 取操作数 执行 N N-1 N-2 N-3 N+1 N N-1 N-2 N+2 N+1 N N-1 N+3 N+2 N+1 N
《DSP原理与应用》课程简介及课程大纲
《DSP原理与应用》课程简介及课程大纲课程简介在技术不断发展的今天，数字信号处理技术越来越多的进入人们生活的各个领域。
DSP数字信号处理器是一种集微电子技术、数字信号处理技术、计算机技术等学科综合研究成果的新型微处理器。
该系列产品是一种高性能、低功耗、比较适合于通信、控制等领域的产品。
根据本学科发展方向，选择了目前在控制及信号处理领域较新且功能贴合电气领域应用的TMS320F28335作为模型机，介绍DSP的结构、软件编程、应用开发。
通过本课程的学习，学生能够掌握DSP的结构特点和开发应用。
课程大纲：1）课程名称：DSP原理与应用（Technology & Applications of DSPs）2）学时：32 学分：23）适用专业：090801,090802,090803,090804,0908054）课程类别：硕士5）课程主要内容：第一章概述教学目标：了解DSP芯片的分类、特点及其应用领域。
重点：DSP芯片的分类、特点难点：DSP芯片的分类、特点第一节概述第二节DSP芯片分类、特点第三节DSP芯片的应用领域第二章DSP系统开发教学目标：掌握TMS320F28335的编程方法，使学生能够初步利用高级语言对基于TMS320F28335的硬件系统进行软件开发。
重点：CCS环境下TMS320F28335的编程的方法、步骤与注意事项。
难点：用高级语言开发DSP第一节DSP编程基础。
（Code Composer的功能与安装设置、集成开发环境主界面、菜单、工具栏，使用CC设计DSP应用程序、程序设计与调试示例、常见错误。
）第二节DSP汇编语言编程基础。
第三节用高级语言开发DSP程序。
第三章TMS320F28335的CPU结构和存储器配置教学目标：掌握TMS320F28335的CPU结构和存储器配置重点：掌握TMS320F28335的CPU结构和存储器配置难点：掌握TMS320F28335的CPU结构第一节TMS320F28335系列CPU的结构、存储器和I/O空间第二节TMS320F28335浮点运算相关知识介绍第四章TMS320F28335系统功能和其它功能模块教学目标：掌握TMS320F28335时钟模块、中断系统及数字输入/输出系统重点：TMS320F28335时钟模块、中断系统及数字输入/输出系统难点：TMS320F28335中断系统第一节TMS320F28335系列时钟模块第二节TMS320F28335系列定时器中断、看门狗。
DSP设计课程设计
DSP设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解DSP（数字信号处理）的基本原理和概念，包括采样定理、傅里叶变换和数字滤波器设计等。
2. 使学生掌握DSP算法的数学推导和实现方法，具备使用DSP芯片进行信号处理的能力。
3. 帮助学生了解DSP技术在通信、音视频处理等领域的应用。
技能目标：1. 培养学生运用数学工具进行DSP相关算法推导和仿真能力。
2. 提高学生实际操作DSP芯片，完成信号处理实验的能力。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够就DSP技术问题进行讨论和分析。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字信号处理技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践和理论相结合。
3. 引导学生关注DSP技术在国家和社会发展中的应用，增强其社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生通过学习DSP设计，掌握数字信号处理的基本原理和方法，培养其实践操作能力。
课程目标分解为具体学习成果，以便后续教学设计和评估：学生能够独立完成DSP算法推导、仿真和实验操作，具备解决实际问题的能力，并在团队合作中发挥积极作用。
二、教学内容1. DSP基本原理与概念- 采样定理与信号重建- 傅里叶变换及其应用- 数字滤波器设计原理2. DSP算法及其数学推导- 离散时间信号处理基础- 快速傅里叶变换（FFT）算法- 数字滤波器算法实现3. DSP芯片与应用- DSP芯片架构与特点- DSP芯片编程与实验操作- DSP技术在通信、音视频处理等领域的应用案例4. 教学大纲安排与进度- 第一阶段：基本原理与概念（2周）- 课本章节：第1-3章- 第二阶段：DSP算法及其数学推导（3周）- 课本章节：第4-6章- 第三阶段：DSP芯片与应用（3周）- 课本章节：第7-9章教学内容按照课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
在教学过程中，教师将依据教学大纲，引导学生学习课本相关章节，完成教学内容的学习。
dsp原理及应用课程设计
dsp原理及应用 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字信号处理（DSP）的基本原理，掌握其核心概念，如采样、量化、滤波器设计等。
2. 掌握DSP技术在音频、视频和通信领域的应用，了解不同应用场景下的技术特点和要求。
3. 学习DSP相关算法，如快速傅里叶变换（FFT）、数字滤波器设计等，并能运用所学知识解决实际问题。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析实际问题，提出基于DSP技术的解决方案。
2. 掌握使用DSP开发工具和软件，如MATLAB、Python等，进行算法仿真和实现。
3. 培养团队协作和沟通能力，通过项目实践，提高解决实际问题的综合能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字信号处理技术的兴趣和热情，激发其探索精神和创新意识。
2. 增强学生对我国在DSP领域取得的成果的自豪感，培养其爱国主义情怀。
3. 培养学生严谨、务实的学术态度，提高其面对挑战、克服困难的信心和勇气。
课程性质分析：本课程为专业核心课程，旨在使学生掌握数字信号处理的基本原理、方法和应用，培养具备实际工程能力的专业人才。
学生特点分析：学生已具备一定的数学基础和编程能力，具有较强的逻辑思维和动手实践能力，但对DSP技术的了解相对有限。
教学要求：1. 结合实际案例，深入浅出地讲解DSP原理，注重理论与实践相结合。
2. 采用项目驱动教学法，引导学生主动探索，培养其解决实际问题的能力。
3. 注重培养学生的团队协作和沟通能力，提高其综合素质。
二、教学内容1. 数字信号处理基础：包括采样定理、量化原理、信号的表示与处理等基本概念，参照教材第一章内容。
2. 离散傅里叶变换（DFT）：讲解DFT的基本原理、性质、应用，以及快速傅里叶变换（FFT）算法，涉及教材第二章。
3. 数字滤波器设计：包括数字滤波器的基本类型、设计方法、性能分析，参照教材第三章。
4. DSP应用案例分析：分析音频处理、图像处理、通信系统等领域的DSP技术，结合教材第四章内容。
DSP原理及应用第1章到第3章教案(第1次课——第8次课)
成都理工大学工程技术学院DSP原理及应用课程教案教师姓名XXX _______________________所在系部XXX _______________________授课专业XXX _______________________课程代码XXX _ __________总学时48 学分鼻____________教材名称《DSP原理及应用》 ________________20141） 理解数字信号处理理论与方法； 正确理解可编程DSP 芯片的发展概况和特点、分类及应用；掌握DSP 系统 的构成、特点、设计过程和芯片的选择。
2） 掌握DSP S 片的CPU 存储器和片内外设的基本结构 和工作原理；正确理解C54x 的系统控制和外部总线。
3） 掌握TMS320C54的指令系统的7种寻址方式；掌握 常用指令的功能和用法；正确理解各种助记符的含 义。
4） 理解TMS320C54软件开发过程；理解汇编语言程序 的编辑、汇编和链接过程；正确理解 COFF 勺一般概 念；掌握常用汇编伪指令的功能和含义；掌握链接命 令文件的编写方法和链接器命令的功能和含义。
5） 掌握汇编语言源程序的格式；正确理解汇编语言中的 常数、符号及表达式；掌握堆栈的使用方法；掌握控 制程序的编程方法；掌握算术运算程序、重复操作程 序、数据块传送程序的编程方法；正确理解小数运算 程序和浮点运算程序的编程方法。
6） 掌握数字滤波器（FIR 和IIR ）的DSP 实现；正确理 解快速傅里叶变换（FFT ）的DSP 实现；掌握正弦波 信号发生器的实现。
7） 理解C54x 的主机接口的基本原理；掌握C54x 的定时 器的应用及编程；正确理解多路缓冲串口的原理及编 程应用；掌握C54x 的中断系统及编程应用。
8） 掌握DSP 系统的硬件基本设计、存储器和I/O 扩展 的电路连接方法、模数转换器接口电路的设计；正确 理解DSP 系统的硬件设计实例的硬件、软件设计过程。
DSP原理与应用.
§1.1 数字信号处理的实现
一、数字信号处理的特点
1、优点
数字运算形式多。可以实现模拟处理很难实现，甚至无法实现的 功能． 数字系统稳定性、可靠性好。元器件性能不易受外部温度、湿度、 振动等因素变化的影响，性能稳定。抵抗外部干扰的能力强，工 作可靠。 数字系统易于模拟仿真。实验方便、成本低，设计周期短。 可重复性好。数字系统便于测试，调试和大规模集成、生产。 接口、编程方便灵活，精度高等。
关于课程学习
课程特点 课程学习需要注意的几个问题 课程安排 参考书 考核
目
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章
录
பைடு நூலகம்
概述 结构原理 程序流控制 流水线操作 应用电路设计 指令
第1章 概 述
§1.1 数字信号处理的实现
一
二
数字信号处理的特点
数字信号处理的实现方法
§1.2 DSP芯片介绍
39 e 39 无用 32 32 31 s 31 有(无)符号整数 30 f 0 0
2、辅助寄存器（AR0－AR7） CPU存取，ARAU修改，主要是产生24 bit的地址。
3、数据页指针（DP） 8个最低有效位在直接寻址方式中作为所寻址页码的指 针数据． 8－31bit被用户保留且总保持为零，16M空间被分 为256页64K字数据。 4、变址寄存器（IR0、IR1） 被ARAU用于指引地址。 5、块模寄存器（BK） 被ARAU用于循环寻址。 6、系统堆栈指针（SP） 保存系统栈顶地址，只用后24bit，中断陷阱调用，返回 以及PUSH，PUSHF，POP，POPF，指令均使用SP.
仪器仪表--如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等。 自动控制--如引擎控制、深空、自动驾驶、机器人控制、 磁盘控制。 医疗--如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等。 家用电器--如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与 游戏、数字电话/电视等。
DSP原理及应用教学方案
《DSP原理及应用》课程整体设计一、管理信息课程名称：《DSP原理及应用》课程代码：学分：3学分总学时：36+18授课对象：电子信息科学专业、电子信息工程专业制订人：张静制定时间：2012年12月30日二、课程性质根据教育部有关文件精神，结合学院电子信息科学和电子信息工程人才培养方案要求，DSP原理与应用是为电子信息工程、电子信息科学与技术专业本科生开设的一门专业课程。
本课程全面系统地介绍DSP 芯片的基本原理、开发及应用。
主要以目前应用最广泛的TI DSP芯片中的TMS320C5000系列芯片为主，详细介绍其硬件结构、汇编指令及其编程知识、基于C和汇编语言的混合编程开发方法，要求学生在熟悉CCS集成开发环境的基础上，掌握DSP的基本工作原理和基本编程方法，了解DSP系统的基本开发过程及其典型应用，为以后从事专业开发打下基础。
本课程主要培养学生选择应用各类DSP芯片的能力，分析、设计、各种基本的数字信号处理系统的能力，这些能力是构成本专业职业岗位技能的重要部分。
为实现“教、学、做”一体，强化学生能力的培养，课程按“项目式教学”模式实施教学。
三、课程整体设计1 课程目标设计数字信号处理系统的基本结构：模拟信号--→抗混叠滤波---→AD转换---→数字信号处理核心芯片----→DA转换基于此，为了具有对实际电子产品的分析能力和对实际电子项目的开发能力，课程目标的能力目标、知识目标、职业目标具体如下。
1.1 能力目标模拟信号的获得：模块1：传感器类型及选用模块（分析和设计）（1）能够用常用万用表、示波器等常用仪器仪表做各种传感器性能的检查，判别其好坏；（2）能够根据检测要求合理选用传感器；模块2：放大器模块（分析和设计）（1）能够根据被测信号的特点，设计合理的放大电路；（2）能够用不同类型的传感器设计制作相应的放大模块电路；抗混叠滤波处理：模块3：滤波电路模块（分析和设计）（1）能够根据被测信号的特点，设计合理的滤波电路；（2）能够用不同类型的传感器设计制作相应的滤波模块电路；数字电路部分：模块4：AD、DA、显示、接口模块（分析和设计）（1）能够根据要求，选择使用合适的AD、DA、显示、接口芯片、存储器；数字信号处理核心芯片模块5：cpu模块（分析和设计任意合适的cpu最小系统）（1）能够根据要求，选择使用合适的cpu最小系统（单片机系统、dsp系统、arm系统等）（2）理解各种硬件初始化程序、完成简单的算法基础部分模块6：电源模块（分析和设计）（1）能够根据硬件电路的特点，设计制作合理的电源电路，提供各种电源；1.2 知识目标（1）巩固测量及误差理论等知识，各模块的基本知识；（2）掌握信号处理及抗干扰技术的基本知识；（3）了解掌握dsp最小系统硬件及初始化程序，完成简单的算法；（4）掌握分析和设计任意合适的cpu最小系统；1.3 职业目标（1）能独立承担电子产品的质量检验、设备维护管理、设计开发等岗位的工作，具有良好的团队合作意识；（2）养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风；（3）在实际工作中能创造性地完成各项任务，了解电子信息产业的相关法律法规常识；2 课程内容设计根据课程能力目标的要求，《DSP原理及应用》课程的内容分两大模块，10个子模块。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
成都理工大学工程技术学院
DSP原理及应用课程教案
教师姓名XXX _______________________
所在系部XXX _______________________
授课专业XXX _______________________
课程代码XXX _ __________
总学时48 学分鼻____________
教材名称《DSP原理及应用》 ________________
2014
1） 理解数字信号处理理论与方法； 正确理解可编程DSP 芯片的发展
概况和特点、分类及应用；掌握DSP 系统 的构成、特点、设计过程和芯片的选择。
2） 掌握DSP S 片的CPU 存储器和片内外设的基本结构 和工作原理；正确理解C54x 的系统控制和外部总线。
3） 掌握TMS320C54的指令系统的7种寻址方式；掌握 常用指令的功
能和用法；正确理解各种助记符的含 义。
4） 理解TMS320C54软件开发过程；理解汇编语言程序 的编辑、汇编和链接过程；正确理解 COFF 勺一般概 念；掌握常用汇编伪指令的
功能和含义；掌握链接命 令文件的编写方法和链接器命令的功能和含义。
5） 掌握汇编语言源程序的格式；正确理解汇编语言中的 常数、符号及表达式；掌握堆栈的使用方法；掌握控 制程序的编程方法；掌握算术运算程序、重复操作程 序、数据块传送程序的编程方法；正确理解小数运算 程序和浮点运算程序的编程方法。
6） 掌握数字滤波器（FIR 和IIR ）的DSP 实现；正确理 解快速傅里叶变换（FFT ）的DSP 实现；掌握正弦波 信号发生器的实现。
7） 理解C54x 的主机接口的基本原理；掌握C54x 的定时 器的应用及
编程；正确理解多路缓冲串口的原理及编 程应用；掌握C54x 的中断系统及编程应用。
8） 掌握DSP 系统的硬件基本设计、存储器和I/O 扩展 的电路连接方法、模数转换器接口电路的设计；正确 理解DSP 系统的硬件设计实例
的硬件、软件设计过程。
教学目 标
特点；
时间分配：2学时
师生互动：通过讲练结合、问答结合让教师了解学生对基本知识点的掌握情
况，并根据实际情况对重点内容进行深入分析；
时间分配：2学时。
作业及课外训练：
1、处理器工作方式状态寄存器PMST中的MP/MC OVLY和DROME个状态
位对C54x的存储空间结构各有何影响
2、C5402内部含有多少字的ROM多少字的DARAM多少字的SARAM
参考资料（含参考书、文献等）：
《TMS320C54xDSP理与应用》，乔瑞萍等，西安电子科技大学出版社课后自我总结分析：
本部分内容涉及第二章中非常重要的知识点，概念较多，CPU内部结构的工作原理可以通过对功能框图的深刻理解从而牢固掌握，本部分内容是学生从整体上把握DSP器件的基础知识，从而深入学习汇编语言的重要跳板。
本部分内容在讲解上，应建立在CPU的整体功能实现的框架上去具体分析ALU 累加器、桶形移位器等各个部件的功能，可以适当讲解与各功能部件相关的指令，不要求学生去记忆指令，但要说明指令的含义以及指令是如何控制各单元工作的。
辅助手段：利用书中实例分析，设计练习题目让学生课堂上现场思考；
师生互动：通过讲练结合、问答结合让教师了解学生对基本知识点的掌握情况，并根据实际情况对重点内容进行深入分析；
时间分配：2学时。
作业及课外训练：
1、T MS320C54芯片的片内外设主要包括哪些电路
2、结合MCS-51单片机的存储器相关知识，思考402的数据存储空间和
I/O空间是独立编址还是统一编址
参考资料（含参考书、文献等）：
《TMS320C54XDS原理与应用》，乔瑞萍等，西安电子科技大学出版社
课后自我总结分析:
本部分内容偏重于记忆的知识点比较多，尤其是程序存储器和数据存储器的空间分配，学生应该在理解的基础上予以把握。
本部分内容在讲解上，可以联系单片机数据存储器的空间分配来讲解DSP 的数据存储空间的分配情况，尤其是MMR勺空间地址分配和MCS-51单片机的SFR 在数据存储器的地址分配非常类似。
除此之外，应着重阐释MP/MC OVLY和DROME个控制位对程序存储器和数据存储器的空间分配的影响
况，并根据实际情况对重点内容进行深入分析; 时间分配：2学时。
难点：并行操作指令、块重复操作指令等。