基于DSP技術(shù)理實融合教學(xué)改革項目研究與實踐

劉 瑩 李 娜 李宣廷 牛秦樂

(沈陽工學(xué)院機(jī)械工程與自動化學(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、通信工程專業(yè)的一門重要專業(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芯片的特點及工作原理，并掌握一定的應(yīng)用設(shè)計方法，掌握利用C語言進(jìn)行DSP的程序設(shè)計，實現(xiàn)利用DSP的系統(tǒng)設(shè)計方法等內(nèi)容。

教學(xué)目標(biāo)：在這門課的教學(xué)過程中，逐步培養(yǎng)學(xué)生掌握研究與分析DSP技術(shù)開發(fā)中所用的各種基本軟硬件的理論知識、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，理解簡單的硬件組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。獨立完成各實驗項目的開發(fā)，調(diào)試和測試。

課程任務(wù)：學(xué)習(xí)DSP的有關(guān)概念、應(yīng)用，并能實現(xiàn)簡單硬件功能；學(xué)習(xí)DSP技術(shù)發(fā)展歷程和未來發(fā)展趨勢；深入學(xué)習(xí)DSP中寄存器的配置方法，深入學(xué)習(xí)C語言的基本語法、基本語句；能夠掌握DSP中C語言的基本書寫方法和格式，自主書寫程序并調(diào)試，能夠運用CCS軟件和DSP硬件實驗箱進(jìn)行基本硬件開發(fā)調(diào)試。

2 知識點

概論：CCS集成開發(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、基于音頻處理的DSP系統(tǒng)程序設(shè)計。

子項目1：DSP的定時器設(shè)計。能根據(jù)系統(tǒng)需求，熟練使用軟硬件開發(fā)工具。能對具體程序進(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)用戶需求，進(jìn)行功能改進(jìn)。定時寄存器TIM，TCR，掌握定時器定時時間的計算方法掌握利用C語言進(jìn)行DSP程序的處理，實現(xiàn)按照定時時間進(jìn)行程序的設(shè)計。

子項目2：DSP的外部中斷設(shè)計。配置DSP的中斷寄存器、實現(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。

子項目3：語音信號的采集和放送、配置DSP串口寄存器實現(xiàn)DSP的串口寄存器進(jìn)行語音信號采集的功能、能根據(jù)用戶需求，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)展今后實現(xiàn)語音信號的更多處理、掌握DSP的串口的種類，緩沖串行口，多通道緩沖串行口，時分復(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、掌握語音信號的處理方法。

子項目4：用 gel控制的語音信號 FIR濾波、FIR濾波器算法、算法在DSP上的實現(xiàn)、GEL控制算法在DSP上的實現(xiàn)、能根據(jù)用戶需求，對程序進(jìn)行修改，對不同的需求設(shè)計不同的濾波器、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

采用板書結(jié)合多媒體進(jìn)行教學(xué)，對全部的教學(xué)內(nèi)容做了PPT課件，針對難懂的基于DSP的數(shù)字信號的處理過程加深了印象。相比于傳統(tǒng)的教學(xué)方式中實踐操作較少，理論內(nèi)容偏多的缺點，采用教學(xué)改革的方式，這對DSP技術(shù)課程理論性、工程性和實踐性極強(qiáng)的特點，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)上要做到工程實踐和理論分析有機(jī)相結(jié)合，力爭做到做做講講，講講做做，即不再把理論教學(xué)和實驗教學(xué)分開，而是以工程實踐教學(xué)為引導(dǎo)，在實踐感性認(rèn)知的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行理論分析。以項目驅(qū)動課程，以實踐操作為引導(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)生的過程學(xué)習(xí)，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)實效，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?？己顺煽冇嬎戕k法：本課程采用平時成績×0.1+項目完成情況(課程實踐)×0.4+上機(jī)測試×0.5相結(jié)合的考評法。

平時考核依據(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)(課堂主動回答問題一次加5分)。(3)隨堂測驗，根據(jù)隨堂測驗情況給定成績。

項目實踐完成情況考核：(1)實驗課出勤情況和課堂表現(xiàn)。(2)項目報告完成情況，書寫規(guī)范性，內(nèi)容完整性。(3)指定實驗內(nèi)容課上完成情況，完成速度和完成質(zhì)量。

上機(jī)測試：(1)以每個項目為依托，考核項目的掌握情況。(2)以DSP基礎(chǔ)概念掌握程度和DSP中C語言的程序編寫能力為評價依據(jù)，考查基礎(chǔ)知識的掌握程度以及程序編寫創(chuàng)新能力、解決實際問題的能力。

5 課程改革效果

(1)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高：從實際的項目案例出發(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)行更多的實驗項目開發(fā)。

(2)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高：針對學(xué)有余力的同學(xué)，在課后的時間開發(fā)了相應(yīng)的實驗項目，有助于學(xué)生實際動手能力的提高，也充分鍛煉了學(xué)生的解決問題的能力，而且，自17級DSP技術(shù)成為考試課以來，有學(xué)生開始選擇DSP技術(shù)為題目的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容。

學(xué)生的教學(xué)滿意度顯著增強(qiáng)。采用了項目教學(xué)、理實融合的方式，使學(xué)生能夠真正對較為復(fù)雜的理論內(nèi)容融入到實踐操作中去，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)生的實際操作能力提升、就業(yè)能力增強(qiáng)。學(xué)生在實際操作的過程中，提升了動手能力，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)所必備的實踐能力，對外設(shè)及各種硬件設(shè)備進(jìn)行操作，從而實現(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，從而滿足了學(xué)生就業(yè)的需求，完成了實踐與理論相結(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。