淺談《TMS320C54x DSP結構\\原理及應用》課程理論教學與實踐

摘要《TMS320C54x DSP結構、原理及應用》課程具有綜合性強、實用性強、工程性強的特點。隨著該課程在高職高專院校工科電類專業，特別是通信、信息類專業的普遍開設，探討與高職高專學生相適應的DSP課程教學內容、教學方法、實驗實訓環節實施、考核形式等方面具有較普遍的意義。

關鍵詞教學改革DSP 教考分離

中圖分類號:G423文獻標識碼:A

《TMS320C54x DSP結構、原理及應用》是一門難度系數高、實踐性強的課程，通常在研究生階段或本科高年級階段作為通信、電子信息類的專業課來開設。隨著DSP技術的不斷發展，DSP芯片的開發套件價格不斷下降，以及研究DSP芯片開發的高校教師人數的不斷增多，近幾年該門課程在高職專科高年級階段也得以廣泛開設，這對進一步完善電子信息類專業高職學生的知識體系很有幫助。作為通信、信息類專業核心課程之一，《TMS320C54x DSP結構、原理及應用》課程在培養高素質復合技能型人才的知識體系中占據著相當重要的地位。本課程以前只為本科高年級或研究生階段的學生開設，針對該層次的教學方式方法并不一定適合于高職高專層次的學生，而且傳統的DSP教材編制與教學方法均建立在本科或研究生層次學生專業基礎比較完善的基礎之上，如果生搬硬套研究生或本科教學的模式，高職院校學生在學習的時候就普遍感覺有難度。本人通過兩學期DSP教學的實踐經歷，對DSP教學過程中出現的問題有了一定了解，結合幾年單片機教學的經驗提出自己一些關于DSP教學方面的認識。

1普及DSP技術常識，培養學習興趣

DSP器件的應用主要是在數據通信、海量存儲、汽車電子及消費類的音頻和視頻產品上，因此DSP器件的主要優勢就在語音、圖像等高數據量信息的算法處理與計算上，這對專業基礎比較薄弱的高職學生的邏輯能力和思維靈活性提出了相對較高的要求。但在初高中、甚至是高校現行的相關教材中能體現DSP芯片相關知識的章節與篇幅又比較少，學生在未接觸本門課程前關于DSP的概念也知之甚少，同時很多學生對DSP這門技術的學習需求及該技術的市場前景認識不足。因此必須在講解這門課之前普及DSP技術常識，提高學習興趣，因為學生學習興趣的高低直接影響后續的學習效果。鑒于此，有條件的學校可以讓教師帶學生參觀通信類、消費類電子產品的研發部門，來提高學生對產品開發的興趣，或者也可在課堂上拆解具有DSP芯片的手機或硬盤來使學生獲得關于DSP芯片的感性認識，也可以通過播放科技短片的形式來普及DSP的應用領域，這比純粹照本宣科的介紹要深刻得多，更具感召力。

2調整DSP教學內容，化煩為簡

DSP教學內容主要建立在計算機體系結構、信號處理、匯編語言與C語言基礎之上。雖然DSP芯片的應用領域跟單片機有所不同，但它們之間也有很多必然的聯系，如果學生學習過《單片機原理與應用》課程，那學習DSP技術就更能得心應手。在傳統的DSP教學中，均是以DSP內核結構為主線，先講DSP芯片的硬件結構，接著介紹指令和軟件編程，然后介紹開發環境的使用，各種外圍器件的應用和DSP系統的擴展，最后再講一些系統應用的實例。按照此種教學結構，高職學生普遍感到難以接受。因此，對DSP芯片的教學內容必須進行必要的調整與更新。鑒于學生已經學習過計算機體系結構、 單片機原理等課程，學生對微處理器結構與芯片開發的大致過程已有所認識，因此調整后的DSP課程內容可采用以課題驅動的模式來進行，而并不拘泥于DSP本科教材中所涉及的每個知識點的講解。學生可以通過多個不同側重點的課題的練習來不斷完善對DSP芯片硬件結構與指令系統的理解。

3調整教學組織方式，提倡比較式教學

由于學生已經學習過《單片機原理與應用》，當再次學習DSP芯片技術時，難免會將單片機的內部結構與DSP芯片的內部結構，單片機的程序架構與DSP芯片的軟件架構，以及各自的匯編語言相混淆起來。因此當教師講解DSP芯片知識點的時候，可將單片機的相關知識點與其作比較，加深學生對知識點的理解。例如在講解DSP芯片堆棧的使用時，由于DSP 系統堆棧與單片機系統堆棧既有聯系，又有區別，如果教師在講解時能詳細分析兩者的相同點與不同點，并在實驗室演示堆棧壓棧與出棧的指針變化，這對學生理解堆棧的使用是很有幫助的。

4壓縮理論教學學時，增加實踐性教學學時

以課題驅動為導向學習DSP技術，并不是完全放棄DSP的理論學習，而是不以理論教學為綱。對學生來講，理論教學的目的是最終的實踐應用，壓縮理論學時，增加實踐學時也順應了高職高專教育所要求的強化學生實踐動手能力的培養思路。由于DSP課程所涉及的內部結構圖、電原理圖、寄存器內部配置、程序內容多而復雜，通過黑板繪制電路圖、板書程序的方式并不合適，既浪費時間，也難以分析清楚。通過PPT與黑板板書相結合是比較理想的方式，這樣既(下轉第18頁)(上接第14頁)提高了講解的效率，也壓縮了理論講解的時間。對于實踐環節主要分幾個部分:學生接到課題以后，以小組的形式對課題內容進行分析，分析課題中所涉及的硬件原理圖的組成，例如電源電路、晶振電路、復位電路、抗干擾電路、外圍接口電路等設計方法。所涉及的各個知識點，每組同學都可通過討論一起解決。同時要求學生用所學的Protel99se軟件繪制出電路原理圖，生成PCB板。由于課堂時間有限，可讓學生在課余時間完成原理圖和PCB板的繪制，可作為課題考核的一部分。軟件的實現通常先由教師提供實驗例程的書面材料，學生在DSP芯片集成開發環境CCS軟件中完成實驗例程的錄入與調試。課題完成的時間可限定在1至2周，在這期間教師對學生實驗過程中的重點、難點、關鍵點、及學生操作過程中存在的問題進行實時講解，特別是學生在調試過程中碰到的問題，教師必須要為其提供解決思路。通過若干個課題的實踐以后，可增加學生練習的難度，要求學生在實驗任務電路和程序的基礎上，進行適當修改，培養其獨立進行電路和程序的設計能力。課程中所有的課題可在實驗室的硬件開發板上實現。有條件的話可買芯片焊接，并將任務程序下載到芯片中，實現程序功能，這一部分可作為課程的后續環節，即課程設計來完成。這樣會給學生一種成就感，從而進一步提高學生的自信心與學習興趣。

5改革考核方式，以實踐為主

工科類專業課程的考核形式通常是以理論考試為主，形式相對單一，考題側重于記憶，例如分析指令執行的結果、回答芯片內部某個結構模塊的作用、編寫一段簡單的程序，有的學生考試成績比較高，但卻不會熟練調試一個程序，高分低能的現象由此出現。《TMS320C54x DSP結構、原理及應用》課程的考核主要是對課程理論知識、軟硬件分析能力、編程能力、軟硬件調試能力的考核。因此， DSP課程的考核方式的改革必然要促使教學內容與教學方式的改變。考核的方式方法和考核的內容將直接影響教學過程的實施，關系到教師如何教和學生如何學。比如在平時課題練習時就要加強對學生進行考核， 考核時可以以小組為單位，根據小組內成員分工的不同，對每位成員的考核的內容有所側重，考核內容可包括原理圖分析、原理圖繪制、CCS軟件使用、現場調試實驗結果等，教師根據課題完成的先后順序，學生回答的準確性和操作的熟練程度給每位學生現場評分。通過一次次課題考核可增強學生被考核的意識，增加學生的學習壓力，培養學生在壓力下學習并解決問題的能力，進而提高自身的實踐和應用能力。在課程考核體系中，考核可包括三個方面:理論知識的考核，考核可采取開卷的形式，占總成績的30%，理論知識的考核可采用“試題庫”的形式，由多位任課教師根據教學大綱集體編制出“DSP試題庫”，實現教考分離;平時課題完成情況的考核，占總成績的50%;課后作業、課題研究時表現積極性的考核，占總成績的20%。最終的考核成績將綜合反映出該學生掌握DSP技術的效果。

DSP技術的發展日新月異，教師教授學生的過程同樣也是自己發現新問題，解決新問題的過程。教學的方式方法也在教師教授的過程中得以改進，以進一步適應高職高專學生的學習心理，從而提高學生對DSP課程的學習興趣，調動學生學習積極性，最終提高教學效果。

參考文獻

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