南方医科大学本科专业教学大纲
DSP原理与应用
DSP Principle and Application
适用专业：电子信息工程专业（四年制本科）
计算机科学与技术专业（四年制本科）
生物医学工程专业（医学影像工程方向）（四年制本科）
生物医学工程专业（医学信息工程方向）（四年制本科）
执笔人：王琦
审定人：李伟鹏
学院负责人：陈武凡
南方医科大学教务处
二○○六年十二月
课程编码：B030004
一、课程简介
本课程的教学对象为生物医学工程、电子技术、计算机等专业本科生。总学时54学时，理论课36学时，实验课18学时，总计2.5学分。本课程是一门应用性较强的专业课程。课程开设的目的在于使学生掌握数字信号处理基础理论的前提下能够了解DSP的发展状况和应用领域，掌握DSP的基本硬件结构特点和DSP的开发环境，学习DSP的硬件设计和软件编程的基本方法，为从事数字信号处理方面应用与研究打下基础。
本课程的先修课程主要是高等数学、微机原理、数字信号处里、模拟电路、数字电路等。学生应具有相应硬件软件知识结构及基本能力。
Introduction
An introductory course on techniques for DSP chips for students in computer science and engineering, designed to teach students the fundamental techniques of DSP chips. Topics covered: hardware structure of TMS320C54x, repertoire of TMS320C54x, assembly Language programming of TMS320C54x, hardware design of TMS320C54x, applied program designing etc.
Prerequisite For: Advanced Mathematics, Principles of Microcomputer, Digital Signal Processing, T Analog Circuitry, Digital Circuit etc
Course Value: 2.5
Total class-hour: 54
Theoretical teaching: 36
Experimenting teaching: 18
二、教学内容与要求
第一章 绪论
【教学内容】
1、数字信号处理概述
2、可编程DSP芯片
3、DSP系统
4、DSP产品简介
【教学要求】
1、了解DSP的基本知识，DSP产品
2、熟悉可编程DSP芯片
3、掌握DSP系统的构成、特点、设计过程及芯片的选择
第二章 TMS320C54x的硬件结构
【教学内容】
1、’C54的基本结构
2、’C54的主要特性和外部引脚
3、’C54的内部总线结构
4、’C54的中央处理单元
5、’C54的存储空间结构
6、’C54的片内外设电路
7、’C54的系统控制
8、’C54的外部总线
【教学要求】
1、了解TMS320C54x芯片的基本结构
2、熟悉和掌握芯片的引脚功能、CPU结构、内部存储器、片内外设电路、系统控制和内外部总线
第三章 TMS320C54x的指令系统
【教学内容】
1、寻址方式
2、TMS320C54X指令的表示方法
3、TMS320C54X的指令系统
【教学要求】
1、了解TMS320C54x的两种指令形式：助记符指令和代数指令
2、熟悉和掌握助记符指令的分类和基本功能：寻址方式指令表示方法、指令系统
第四章 汇编语言程序的开发工具
【教学内容】
1、TMS320C54X软件开发过程
2、汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程
3、COFF的一般概念
4、源程序的汇编
5、链接器的使用
【教学要求】
1、了解TMS320C54x软件开发流程，汇编语言程序的编写、编辑、汇编和链接过程
2、熟悉和掌握COFF段的一般概念、汇编器和链接器处理段的方法以及程序的重定位方法等。
第五章 TMS320C54x的汇编语言程序设计
【教学内容】
1、概述
2、堆栈的使用方法
3、控制程序
4、算术运算程序
5、重复操作程序
6、数据块传送程序
7、小数运算程序
8、浮点运算程序
【教学要求】
1、了解字符和字符串标号和符号常数等概念
2、熟悉汇编语言程序的格式
3、掌握汇编语言程序设计的基本方法，掌握控制程序、重复操作程序、数据块传送程序的编制，掌握算术运算程序、小数运算程序、浮点运算程序的编写。
第六章 应用程序设计
【教学内容】
1、FIR滤波器的DSP实现
2、IIR滤波器的DSP实现
3、FFT的DSP实现
4、正弦波信号发生器
【教学要求】
1、了解DSP应用程序的设计
2、熟悉FIR、IIR、FFT的基本原理、结构、算法
3、掌握FIR、IIR、FFT的设计方法和DSP实现方法，掌握正弦信号发生器的DSP实现
第七章 TMS320C54x片内外设、接口及应用
【教学内容】
1、’C54的主机接口
2、’C54的定时器
3、’C54的串行口
4、’C54的中断系统
【教学要求】
1、熟悉和掌握TMS320C54x中主机接口HPI、定时器、串行接口和中断系统
2、掌握四种片内外设的概念、结构、工作原理、控制寄存器和应用
第八章 TMS320C54x的硬件设计
【教学内容】
1、硬件设计概述
2、DSP系统的基本设计
3、DSP的电平转换电路设计
4、DSP存储器和I/O的扩展
5、DSP与A/D和D/A转换器的接口
6、DSP系统的硬件设计实例
【教学要求】
1、了解DSP系统基本的硬件设计过程
2、熟悉和掌握DSP系统的基本设计，包括电源电路、复位电路、时钟电路和电平转换电路，存储器和I/O的扩展，模/数接口电路的设计。
第九章 DSP集成开发环境CCS
【教学内容】
1、CCS的简介
2、CCS的安装及设置
3、CCS的基本操作
4、CCS工程项目的创建
5、CCS工程项目的调试
6、CCS开发软件使用举例
【教学要求】
1、了解CCS的含义
2、熟悉CCS软件的安装、设置
3、掌握CCS的基本操作，掌握CCS工程项目的建立和调试。
三、实验（见习）内容与要求
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实验名称
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要求
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常用指令实验
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预习实验指导书中有关内容，熟悉实验注意事项，复习相关理论
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数据存储实验
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预习实验指导书中有关内容，熟悉实验注意事项，复习相关理论
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有限冲击响应滤波器算法实验
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预习实验指导书中有关内容，熟悉实验注意事项，复习相关理论
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快速傅立叶变换算法实验
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预习实验指导书中有关内容，熟悉实验注意事项，复习相关理论
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定时器实验
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预习实验指导书中有关内容，熟悉实验注意事项，复习相关理论
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外部中断实验
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预习实验指导书中有关内容，熟悉实验注意事项，复习相关理论
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AD转换实验
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预习实验指导书中有关内容，熟悉实验注意事项，复习相关理论
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USB通讯实验
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预习实验指导书中有关内容，熟悉实验注意事项，复习相关理论
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主机接口通讯实验
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预习实验指导书中有关内容，熟悉实验注意事项，复习相关理论
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四、基本技能要求
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序号
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项目名称
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要求
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备注
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1
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常用指令实验
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了解DSP开发系统的组成和结构；熟悉DSP开发系统的连接；熟悉CCS的开发界面；熟悉C54系列的寻址系统及指令的用法
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2
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数据存储实验
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掌握TMS320C54的程序空间分配、数据空间分配，熟悉数据空间的指令
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3
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有限冲击响应滤波器算法实验
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掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法；熟悉线性相位FIR数字滤波器的特性；了解各种窗函数对滤波特性的影响
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4
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快速傅立叶变换算法实验
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加深对DFT算法原理和基本性质的理解；熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用；学习用FFT对连续信号和时域信号进行谱分析的方法
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5
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定时器实验
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熟悉C54的定时器，掌握定时器的控制方法；学会使用定时器中断方式控制程序流程
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6
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外部中断实验
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掌握中断技术，学会对外部中断的处理方法；掌握中断对程序流程的控制，理解DSP对中断的响应时序
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7
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AD转换实验
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熟悉AD转换的基本原理，掌握AD7822的技术指标和常用方法，掌握并熟练使用DSP和AD7822BN的接口及其操作
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8
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USB通讯实验
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了解USB通讯的基本概念；了解USB通讯协议；熟悉在DSP系统中扩展USB接口的方法
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9
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主机接口通讯实验
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熟悉HPI接口的概念和相关DSP知识；掌握HPI接口的硬件设计和软件编程；掌握双DSP芯片并行任务处理。
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五、扩展性教学内容
采用相关英文原版教材的部分内容进行教学补充。
六、教材与教学资源
教材：
邹彦 主编. DSP原理及应用，电子工业出版社，2005.1
参考书：
张雄伟、陈亮、徐光辉 主编，DSP芯片的原理与开发应用，电子工业出版社
彭启琮等编著，DSP技术的发展与应用，高等教育出版社
戴逸民等编著，基于DSP的现代电子系统设计，电子工业出版社
七、考核
成绩评定：实验占总成绩40%
期终考试占总成绩60%
考核形式：停课、闭卷考试
考试时间：80分钟
附：考核命题计划双向细目表
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题 型
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合 计
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客观型（固定应答型）试题
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主观型（自由应答型）试题
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填空题
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问答题
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设计题
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编程题
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第一章
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第二章
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第三章
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第四章
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第五章
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第六章
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第七章
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第八章
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第九章
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八、教学时数分配
（一）理论课学时分配
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章节
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理论课内容
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学时
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第一章
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绪论 Introduction
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2
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第二章
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TMS320C54x的硬件结构 Hardware structure of TMS320C54x
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6
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第三章
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TMS320C54x的指令系统 Repertoire of TMS320C54x
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3
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第四章
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汇编语言程序的开发工具 Development tools for Assembly Language Programming
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5
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第五章
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TMS320C54x的汇编语言程序设计 Assembly Language Programming of TMS320C54x
|
5
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第六章
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应用程序设计 Applied Program Designing
|
2
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第七章
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TMS320C54x片内外设、接口及应用inside peripheral、interface and application of TMS320C54x
|
5
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第八章
|
TMS320C54x的硬件设计 Hardware design of TMS320C54x
|
4
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第九章
|
DSP集成开发环境CCS the intergrated development tool for DSP CCS
|
2
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考核
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考试 examination
|
2
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理论课总学时数
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36
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（二）实验课学时分配
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序号
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实验课内容
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实验类型
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学时
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1
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常用指令实验 common instruction
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验证性实验
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2
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2
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数据存储实验 data storage
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验证性实验
|
2
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3
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有限冲击响应滤波器算法实验 FIR filter arithmetic
|
设计性实验
|
2
|
|
4
|
快速傅立叶变换算法实验 FFT arithmetic
|
设计性实验
|
2
|
|
5
|
定时器实验 timer
|
验证性实验
|
2
|
|
6
|
外部中断实验 external interrupt
|
验证性实验
|
2
|
|
7
|
AD转换实验 AD conversion
|
验证性实验
|
2
|
|
8
|
USB通讯实验 USB communication
|
验证性实验
|
2
|
|
9
|
主机接口通讯实验 mainframe interface communication
|
综合性实验
|
2
|
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实验课总学时数
|
18
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九、课程实施要求及相关说明
本课程在学校教学主管部门和生物医学工程学院组织领导下实施教学。
课堂教学与实验教学相结合，以PowerPoint为主要媒体。在课堂教学中系统地阐明基本概念、基本原理、基本方法，通过实验教学深化对基本知识点的认识和理解。
充分利用其它的教学辅助手段和方式。结合课后作业开展答疑辅导；成立学习兴趣小组，开展一定的教学活动。
本课程课时较少，内容较多，涉及面广，对部分内容只作概要性介绍，指导学生自学。在可能的条件下，尽可能开设较多的相关实验，以提高教学效果。
