基于DSP技術(shù)理實(shí)融合教學(xué)改革項(xiàng)目研究與實(shí)踐

劉 瑩 李 娜 李宣廷 牛秦樂(lè)

(沈陽(yáng)工學(xué)院機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 撫順 113122)

1 課程概述

課程性質(zhì)：本課程是電子信息工程、通信工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課，是培養(yǎng)電子信息領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用性人才的課程。本課程主要任務(wù)是使學(xué)生了解DSP芯片的特點(diǎn)及工作原理，并掌握一定的應(yīng)用設(shè)計(jì)方法，掌握利用C語(yǔ)言進(jìn)行DSP的程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)利用DSP的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法等內(nèi)容。

教學(xué)目標(biāo)：在這門(mén)課的教學(xué)過(guò)程中，逐步培養(yǎng)學(xué)生掌握研究與分析DSP技術(shù)開(kāi)發(fā)中所用的各種基本軟硬件的理論知識(shí)、功能作用及主要技術(shù)指標(biāo)的能力，使學(xué)生了解掌握軟件開(kāi)發(fā)思想及系統(tǒng)的分析方法，為今后從事DSP技術(shù)的設(shè)計(jì)研發(fā)調(diào)試打下理論基礎(chǔ)：并能讀懂，甚至能分析軟件程序，理解簡(jiǎn)單的硬件組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。獨(dú)立完成各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，調(diào)試和測(cè)試。

課程任務(wù)：學(xué)習(xí)DSP的有關(guān)概念、應(yīng)用，并能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單硬件功能；學(xué)習(xí)DSP技術(shù)發(fā)展歷程和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)；深入學(xué)習(xí)DSP中寄存器的配置方法，深入學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的基本語(yǔ)法、基本語(yǔ)句；能夠掌握DSP中C語(yǔ)言的基本書(shū)寫(xiě)方法和格式，自主書(shū)寫(xiě)程序并調(diào)試，能夠運(yùn)用CCS軟件和DSP硬件實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行基本硬件開(kāi)發(fā)調(diào)試。

2 知識(shí)點(diǎn)

概論：CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、TMS320VC5509ACPU寄存器、TMS320VC5509A內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外設(shè)、基于音頻處理的DSP系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、基于音頻處理的DSP系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)。

子項(xiàng)目1：DSP的定時(shí)器設(shè)計(jì)。能根據(jù)系統(tǒng)需求，熟練使用軟硬件開(kāi)發(fā)工具。能對(duì)具體程序進(jìn)行下載、修改和調(diào)試。了解硬件和軟件程序之間的關(guān)系。能根據(jù)用戶(hù)需求，進(jìn)行功能改進(jìn)。定時(shí)寄存器TIM，TCR，掌握定時(shí)器定時(shí)時(shí)間的計(jì)算方法掌握利用C語(yǔ)言進(jìn)行DSP程序的處理，實(shí)現(xiàn)按照定時(shí)時(shí)間進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)。

子項(xiàng)目2：DSP的外部中斷設(shè)計(jì)。配置DSP的中斷寄存器、實(shí)現(xiàn)DSP的小燈按照一定的中斷方式進(jìn)行閃爍的功能，能根據(jù)用戶(hù)需求，進(jìn)行功能改進(jìn)。能根據(jù)外界條件，去設(shè)定不同的中斷方法。能根據(jù)中斷寄存器的配置去實(shí)現(xiàn)不同功能的需求。掌握DSP的中斷寄存器IER，INTM的配置方法、掌握中斷的基本方法、掌握中斷向量表的使用方法。

子項(xiàng)目3：語(yǔ)音信號(hào)的采集和放送、配置DSP串口寄存器實(shí)現(xiàn)DSP的串口寄存器進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)采集的功能、能根據(jù)用戶(hù)需求，去使用不同的串行口。能根據(jù)外界條件，去設(shè)定不同的串口配置。能夠擴(kuò)展今后實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的更多處理、掌握DSP的串口的種類(lèi)，緩沖串行口，多通道緩沖串行口，時(shí)分復(fù)用串行口、掌握55系列DSP的多通道緩沖串行口Mcbsp的配置方法、掌握語(yǔ)音信號(hào)的處理方法。

子項(xiàng)目4：用 gel控制的語(yǔ)音信號(hào) FIR濾波、FIR濾波器算法、算法在DSP上的實(shí)現(xiàn)、GEL控制算法在DSP上的實(shí)現(xiàn)、能根據(jù)用戶(hù)需求，對(duì)程序進(jìn)行修改，對(duì)不同的需求設(shè)計(jì)不同的濾波器、能進(jìn)一步完成不同算法的加載、掌握不同的算法。

3 教學(xué)方法

采用板書(shū)結(jié)合多媒體進(jìn)行教學(xué)，對(duì)全部的教學(xué)內(nèi)容做了PPT課件，針對(duì)難懂的基于DSP的數(shù)字信號(hào)的處理過(guò)程加深了印象。相比于傳統(tǒng)的教學(xué)方式中實(shí)踐操作較少，理論內(nèi)容偏多的缺點(diǎn)，采用教學(xué)改革的方式，這對(duì)DSP技術(shù)課程理論性、工程性和實(shí)踐性極強(qiáng)的特點(diǎn)，本身具有內(nèi)容豐富、應(yīng)用廣泛，新技術(shù)、新器件發(fā)展迅速的特色。因此，在教學(xué)上要做到工程實(shí)踐和理論分析有機(jī)相結(jié)合，力爭(zhēng)做到做做講講，講講做做，即不再把理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)分開(kāi)，而是以工程實(shí)踐教學(xué)為引導(dǎo)，在實(shí)踐感性認(rèn)知的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行理論分析。以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)課程，以實(shí)踐操作為引導(dǎo)，使學(xué)生能夠達(dá)到將學(xué)習(xí)的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為應(yīng)用，學(xué)以致用。

4 課程考核方式

學(xué)生的考核原則：注重學(xué)生的操作能力，注重學(xué)生的過(guò)程學(xué)習(xí)，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)效，端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。考核成績(jī)計(jì)算辦法：本課程采用平時(shí)成績(jī)×0.1+項(xiàng)目完成情況(課程實(shí)踐)×0.4+上機(jī)測(cè)試×0.5相結(jié)合的考評(píng)法。

平時(shí)考核依據(jù)：(1)出勤情況表現(xiàn)(病事假扣2分，曠課扣3分，遲到早退扣1分)。(2)課堂學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)表現(xiàn)(課堂主動(dòng)回答問(wèn)題一次加5分)。(3)隨堂測(cè)驗(yàn)，根據(jù)隨堂測(cè)驗(yàn)情況給定成績(jī)。

項(xiàng)目實(shí)踐完成情況考核：(1)實(shí)驗(yàn)課出勤情況和課堂表現(xiàn)。(2)項(xiàng)目報(bào)告完成情況，書(shū)寫(xiě)規(guī)范性，內(nèi)容完整性。(3)指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課上完成情況，完成速度和完成質(zhì)量。

上機(jī)測(cè)試：(1)以每個(gè)項(xiàng)目為依托，考核項(xiàng)目的掌握情況。(2)以DSP基礎(chǔ)概念掌握程度和DSP中C語(yǔ)言的程序編寫(xiě)能力為評(píng)價(jià)依據(jù)，考查基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度以及程序編寫(xiě)創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

5 課程改革效果

(1)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高：從實(shí)際的項(xiàng)目案例出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生有更多的想法進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

(2)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高：針對(duì)學(xué)有余力的同學(xué)，在課后的時(shí)間開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，有助于學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的提高，也充分鍛煉了學(xué)生的解決問(wèn)題的能力，而且，自17級(jí)DSP技術(shù)成為考試課以來(lái)，有學(xué)生開(kāi)始選擇DSP技術(shù)為題目的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容。

學(xué)生的教學(xué)滿(mǎn)意度顯著增強(qiáng)。采用了項(xiàng)目教學(xué)、理實(shí)融合的方式，使學(xué)生能夠真正對(duì)較為復(fù)雜的理論內(nèi)容融入到實(shí)踐操作中去，使學(xué)生達(dá)到學(xué)以致用，應(yīng)用為本的目的，也充分體現(xiàn)了學(xué)院在教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生為中心，重視能力培養(yǎng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段。

(4)學(xué)生的實(shí)際操作能力提升、就業(yè)能力增強(qiáng)。學(xué)生在實(shí)際操作的過(guò)程中，提升了動(dòng)手能力，達(dá)到了DSP課程學(xué)習(xí)的目的，并且學(xué)習(xí)到了DSP的精華，使學(xué)生能夠掌握就業(yè)所必備的實(shí)踐能力，對(duì)外設(shè)及各種硬件設(shè)備進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)了軟硬件的聯(lián)合編程的目的，很好地提升了今后的就業(yè)能力，從而滿(mǎn)足了學(xué)生就業(yè)的需求，完成了實(shí)踐與理論相結(jié)合的教學(xué)目的，完成效果較好，學(xué)生能力提高顯著，學(xué)生反響較好。