《DSP原理及应用》电子教案Word格式文档下载.docx
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作者
戴明桢
周建江
自编讲义
出版社及出版时间
北京航空航天大学出版社，2001
指定参考书
1、«
数字信号处理单片机及其应用»
2、«
DSP芯片的原理与开发应用»
李兰友等
张伟雄等
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“√”。
【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
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。
通过介绍DSP的发展状况及其在各个领域的应用，使学生对DSP技术的重要性有一个较好的认识，从而增强其学习兴趣。
教学内容提要
时间
分配
简介课程特色及基本要求
§
1.1DSP的定义
一、概念：
单片机；
通用单片机；
数字信号处理单片机。
二、数字信号处理技术包括的主要内容
三、数字信号处理系统的基本构成
1.2DSP发展概述
1.3TMS320系列发展概述
一、浮点DSP系列
二、定点DSP系列
1.4DSP的性能评价
一、DSP技术对器件的特殊要求
二、评价DSP性能的主要指标
1.5DSP应用举例
一、广泛应用举例
二、课题组的科研实例
30
15
20
25
45
教学重点与难点
重点：
1）DSP的基本概念;
2）DSP系统的基本构成。
难点：
对实时DSP系统的理解
讨论、练习、作业
复习课堂讲授内容并扩展阅读相关参考资料。
教学手段
常规+多媒体
参考资料
同首页
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。
第2周
第二章TMS320系列DSP结构及功能特点
要求学生了解第一代TMS320系列的DSP结构及功能特点，使之对DSP的特性有一个初步的认识，从而帮助他们由浅入深地了解复杂的DSP。
2.1TMS320系列DSP的结构特点
一、改进型的哈佛结构
二、流水线处理方式
三、并行处理结构
四、专用硬件乘法器
2.2功能特点
一、具有扩充的运算能力；
二、自动产生数据地址；
三、指令定序不产生额外的开销；
四、较宽的动态范围。
2.3TMS32010结构简介
一、主要特性
二、引脚分类介绍（上）
60
重点介绍ＤＳＰ的功能特点及结构特点。
难点在于对其功能特点的理解上。
第３周
实习（）
让学生对TMS320第一代DSP的结构、特性及引脚有一个较为详细的了解，为理解最新一代的DSP打好基础。
DSP硬件基础是应用好DSP的关键。
让学生对TMS320C542的结构、特性等有一个深入全面的了解。
打好硬件基础，同时也为软件编程打下基础。
二、引脚分类介绍（下）
三、功能方框图
详细说明方框图中各部分的功能
2.4TMS320C542结构简介
二、管脚分类介绍（上）
80
55
DSP的性能特点。
DSP的众多引脚功能及中央处理单元的各个功能块。
比较TMS32010与TMS320C542的异同。
对比第一代DSP，重点理解TMS320C542新增的各种功能。
第4周
让学生对TMS320C542的结构、特性及管脚等有一个深入全面的了解。
特别是对CPU状态及控制寄存器有一个深入的理解。
二、管脚分类介绍（下）
三、硬件框图详解
1、总线结构介绍
2、中央处理单元解析
1）组成部分
2）功能解析
①硬件单元：
ALU；
累加器A和B；
桶形移位器；
乘加单元；
比较选择存储单元。
2CPU状态及控制寄存器:
状态寄存器0（ST0）
状态寄存器1（ST1）
处理器工作方式状态寄存器（PMST）
105
主要强调第五代DSP较第一代DSP新增的各种功能。
重点介绍各种状态及控制寄存器各位的具体内容。
这也是本节的难点。
强调各状态寄存器中位/字含义的理解，学会自行设计与修改。
状态位/字太多，含义复杂。
讨论溢于方式位的设置如何影响CPU的计算结果。
第5周
第三章存储器
TMS320C542片内片外数据存储空间及程序存储空间的分配图，以及DSP不同工作模式下存储空间分布的差异，为软件编程存储空间资源利用打下基础。
掌握中断矢量表的概念，掌握不可屏蔽中断及可屏蔽中断的优先级，知道各种中断在矢量表中的位置，以及矢量表可搬迁的概念。
掌握96字存储器映射存储器的概念。
3.1存储器空间构成图
一、微处理器模式
二、微计算机模式
3.2程序存储器
一、决定PM空间分配的控制位
1、OVLY
2、MP/MC
二、中断矢量表
3.3数据存储器
一、32字ScratchPad（60h－7Fh）
二、0080h～27FFh（10k－128）字在片DARAM
三、96字存储器映像寄存器（Memory－mappedregisters）
（0000h－005Fh）
1、CPU存储器映像寄存器
2、外设存储器映像寄存器
中断矢量表解析及映像寄存器解析。
如何处理中断，如何理解映像寄存器。
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？
第6周
第四章寻址方式
寻址方式是DSP编程的重要内容，是DSP的编程基础。
本章要求掌握DSP的数据寻址方式以及程序存储器寻址方式。
4.1数据寻址方式
一、立即寻址
1、定义
2、分类
1）短立即数寻址
2）长立即数寻址
3、举例
二、绝对寻址
1、定义2、分类3、举例
三、累加器寻址
1、定义2、分类及举例
四、直接寻址
1、定义2、分类3、举例
五、间接寻址
2、单操作数间接寻址
1）指令形式
2）寻址类型
3、双操作数间接寻址
1）指令形式
2）寻址类型
10
70
重点是强调寻址方式的定义，以及各寻址方式的区别，明确各数据地址装在何处。
难点在类别众多的间接寻址中，特别是循环缓冲区寻址的概念上。
讨论：
1）短立即数寻址的指令为单字指令还是双字指令？
2）长立即数寻址的指令为几字指令？
如何对一个N阶的FIR滤波器进行循环寻址？
第7周
寻址方式中的程序存储器寻址方式是DSP寻址方式的一个重要内容。
本部分介绍程序存储器寻址的基本概念及基本内容。
要求掌握其基本的寻址方式。
4.1数据寻址方式（续）
六、存储器映像寄存器寻址
1、定义；
2、分类；
3、框图；
4、举例
七、堆栈寻址
2、分类
八、双字数据寻址方式
4.2程序存储器寻址方式
一、定义
二、程存地址产生器
三、程存寻址方式分类
1、程序顺序执行
2、分支：
1）有条件分支；
2）无条件分支
3、调用：
1）条件；
2）无条件
4、返回：
1）条件；
5、条件执行指令
6、条件存储指令
7、重复一条单指令
8、重复一段指令
9、复位操作
10、中断
11、节电模式
90
只要程序不为顺次执行，就有分支、调用及返回等非顺序执行方式。
重点在于执行指令的非延迟和延迟两种执行方式上，后者更节约指令执行时间。
难点在对流水线的理解上。
试讨论非延迟和延迟两种方式的区别。
第8周
第五章指令系统
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。
5.1DSP语言工具简介
5.2指令分类及举例介绍
一、指令的表示方法
1、指令系统中的符号和略语
2、操作码的符号及略语
3、指令系统中所用的记号
4、指令系统中所用的运算符
二、指令分类及举例
1、算术操作
2、逻辑操作
3、程序控制操作
4、加载及存储操作
5、常用的伪指令
6、程序举例
指令的分类与指令的查找。
理解记忆助记忆符及伪指令。
试编一段汇编源程序。
第9周
第六章DSP汇编语言程序开发工具
介绍DSP汇编语言程序的编写方法。
理解汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程并掌握汇编和链接的基本概念。
理解COFF的一般概念并掌握段的概念。
6.1DSP软件开发过程
6.2汇编语言程序的编写方法
6.3汇编程序的编辑、汇编和链接过程
6.4COFF的一般概念
一、COFF文件中的段
二、汇编器对段的处理
三、链接器对段的处理
6.5链接命令文件的编写
6.6多个文件的链接举例
35
汇编程序的编辑、汇编和链接过程及相关概念。
段的概念及链接命令文件的功能。
试编一段有段定义的汇编源程序及一个链接命令文件。
第10周
第七章CCS的使用
实验课（√）；
学会CCS的一般使用方法。
了解CCS的基本功能。
7.1CCS概述
7.2CCS的基本功能
一、编辑汇编语言程序
二、编辑链接命令文件
三、创建工程
四、建立工程
五、调试
135
CCS的功能
工程的概念
CCS的使用。
常规+多媒体，上机实验。
第11周
第八章上机实验
理论课（）；
了解TMS320C54X汇编语言程序的基本格式，以及汇编、链接的基本过程。
初步熟悉CCS的用法。
上机熟悉并掌握CCS基本功能。
8.1CCS的用法
实验内容详见上机实验指导书。
CCS的功能。
编辑、汇编及链接过程。
工程的概念以及调试的概念。
复习CCS的使用方法。
完成实验报告。
预习实验二。
第12周
熟悉TMS320C54X的各种寻址方式。
继续练习CCS软件的用法。
8.2实验二数据寻址方式
实验内容及实验步骤详见上机实验指导书。
理解并实验验证各种数据寻址方式。
单步调试。
复习各种数据寻址方式的基本概念并进一步熟悉CCS的使用。
自行设计一段包含各种数据寻址方式的汇编程序用于调试验证。
预习实验三。
第13周
掌握多个文件的链接。
能编写复位和中断向量文件。
理解外部中断仿真。
8.3实验三向量文件的编写及多个文件的链接
理解并编写连接命令文件。
掌握外部中断仿真调试。
填写实验报告并重点讨论实验中所遇的问题以及解决问题的方法。
预习实验四并草拟实验报告。
第14-15周
6
通过本实验，熟悉指令系统，初步掌握汇编语言程序设计的基本方法和技巧。
8.4实验四汇编语言程序设计
熟悉指令系统，汇编语言程序设计的基本方法和技巧。
链接命令文件及调试。
填写实验报告并重点讨论实验中所遇的问题以及解决问题的方法、写出心得体会。
预习后续实验内容并草拟实验报告。
第16-17周
熟悉FIR、IIR数字滤波器TMS320C54X实现的编程方法。
测试滤波器的单位冲激响应曲线。
检查滤波器的频率特性。
8.5实验五、六FIR、IIR滤波器
FIR及IIR的DSP编程实现方法。
设计及调试。
考虑扩充实验。
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