《DSP器件原理及应用（Freescale）》课程教学大纲

Principles and Applications of Digital Signal Processors (Freescale)

一、课程的性质和目的

课程性质：本课程是专业选修课程，为我院电子信息工程和通信工程专业大四学生

所开设的选修课。

目的：通过本课程的学习，培养学生对DSP芯片技术的初步概念，对硬件结构有基本的认识，掌握指令系统，掌握Freescale DSP芯片定时器、中断和I/O口的使用方法，建立利用DSP芯片进行数字信号处理的编程、汇编、连接、仿真运行的基本思路，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学生今后从事数字信号处理应用与研究打下良好的基础。

二、课程教学内容及基本要求

本课程使学生通过16课时的理论学习对目前应用非常广泛的Freescale公司DSP56F800系列芯片的硬件结构和软件组成有所了解，再通过16学时的实验增加对该芯片的感性认识。

课程主要内容首先是Freescale 16位DSP芯片的硬件结构，包括其内核结构、总线结构、外围功能模块；其次是简要介绍其指令系统及特点，主要着重介绍有特点且使用频率高的指令，如乘累加运算指令、重复指令等；最后是介绍DSP芯片的集成开发环境codewarrior软件的使用，要求学生掌握该软件的使用，通过几个实验，要求学生掌握用DSP芯片进行应用系统开发的步骤、方法。

（一）课程教学内容及知识模块顺序

1．知识单元一: Freescale 16位DSP概述 （2课时）

（1）知识点一：DSP芯片简介

（2）知识点二：Freescale 16位DSP

（3）知识点三：Freescale的24位、32位DSP

教学基本要求：

掌握DSP芯片的结构特点、与MCU的区别，掌握56800系列DSP结构，了解56800系列DSP应用领域及其开发工具，了解Freescale 24位、32位DSP。

2.知识单元二：DSP56800的结构（6课时）

（1）知识点一：DSP 56800的内核结构

（2）知识点二：DSP56800外围功能模块

（3）知识点三：DSP56800的存储器

（4）知识点四：复位、定时器和中断控制

教学基本要求：

掌握DSP56800内核由1个16位数据算术逻辑单元ALU、1个16位地址产生单元AGC、1个程序控制单元PCU、片上仿真单元OnCE、相关总线和指令系统组成，掌握各部分的结构和功能特点；掌握DSP56800外围功能模块串行通信接口、串行外设接口、模数转换器的结构特点及功能特点；了解DSP56800的存储器的结构；掌握DSP56800的复位、定时器和中断控制。

3.知识单元三：DSP56800的指令系统及汇编语言（4课时）

（1）知识点一：指令格式和伪指令

（2）知识点二：指令中的标记、标识说明

（3）知识点三：56800系列DSP的内核指令集

教学基本要求：

掌握汇编语言的格式、常用伪指令，了解指令的标记说明和条件码寄存器的说明，掌握数据传送指令、移位指令、逻辑指令、算术指令、程序控制指令和位处理指令的语法。

4．知识单元四：DSP56807EVM板（2课时）

（1）知识单元一：DSP56F807EVM板总体介绍

（2）知识单元二：DSP56F807EVM的板内电路组件及其对外接口

教学基本要求：

了解DSP56F807EVM板的总体结构及使用方法。

5．知识单元五：DSP56800系列的开发工具－CodeWarrior软件（8课时）

（1）知识单元一：Codewarrior集成开发环境功能介绍

（2）知识单元二：用Codewarrior开发56800系列DSP

（3）知识单元三：DSP56800常用功能的开发

（4）知识单元四：Codewarrior实验

教学基本要求：

掌握用Codewarrior软件进行程序开发的方法，掌握DSP56800芯片中断、可编程引脚GPIO和定时器的使用。了解DSP56800的C语言语法。完成相关实验。

6．知识单元六：Processor Expert软件开发包（8课时）

（1）知识单元一：PE涉及的基本概念

（2）知识单元二：用PE开发简单的工程的方法

（3）知识单元三：PE实验

教学基本要求：

掌握Bean等PE环境下相关的基本概念，掌握在PE环境下针对DSP56800芯片的开发方法。完成相关实验。

（二）课程的重点、难点及解决办法

重点：课程的重点在于56800内核结构，由于其是16位数字信号处理器，内部所包含的寄存器种类多，各寄存器有相应的应用规则，如何保证在实际程序设计时要使用得当很重要；另外一个重点是56800各外部功能模块和中断、复位的使用方法及利用DSP芯片进行数字信号处理，这些在实验中都会涉及到。

难点：如何利用DSP芯片实现对模拟信号的频谱分析。

解决办法：理论与实践相结合。本门课程是实践性很强的课程，课时分配上也是按照理论和实践1比1的比例，所以本门课程注重实践环节，实验中对学生进行强化训练，并给学生留一定的课后实践题。

三、实验实践环节及基本要求

1．实验实践教学环节在本课程中的作用及要求

本课程是实践性很强的课程，上机实验环节对于整个课程的学习至关重要。学生通过上机实验才能更好地理解理论知识，将这些理论知识真正用于程序中解决问题，会用C语言及汇编语言针对开发板编程才是学习这门课的最终目的。实验环节重在培养学生运用开发软件及开发语言进行DSP56F807芯片进行开发的能力。

2．实验项目

实验一：红、绿灯实验（4学时）

实验二：PE软件开发包的使用（4学时）

实验三：汇编编译器实验（4学时）

实验四：模拟信号的频谱分析实验（4学时）

四、本课程与其它课程的联系与分工

本课程为本科生大四的一门专业课程，其先修课为数字信号处理，本课程使学生掌握了必要的针对Freescale DSP芯片的开发能力，在学习的过程中要求学生能够达到对芯片的开发与数字信号处理理论知识相结合的目的。

五、对学生能力培养的要求

通过DSP器件原理及应用课程的学习，使学生基本掌握针对DSP芯片开发的方法，掌握DSP 汇编语言的基本语法，具有分析问题的能力，并具有用C及汇编语言编程解决问题的基本能力。

六、课程学时分配

总学时32，其中讲课16学时，上机16学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。

课程学时分配表

七、主要教学方法

1．加大实验教学、实践的力度，采用“多媒体课件+软件演示”的教学方法。

2．循序渐进，重视实践，引导培养综合设计应用能力。

八、教材和教学参考书目

1．教材

范寿康，康广荃等.《Freescale 16位DSP原理与开发技术》[M]，北京：机械工业出版社，2006.3

2．主要参考书

（1）冬雷，DSP原理及开发技术[M]，清华大学出版社，2007.7

（2）张雄伟，陈亮，徐光辉.DSP芯片的原理与开发应用.第三版，北京：电子工业出版社，2003

九 、课程考核

本课程考试分为两部分：笔试（开卷考试）+实验考试，总评成绩由平时成绩、期末笔试成绩和实验成绩组成。平时成绩占总评的20%，期末笔试成绩占总评的40%，实验成绩占总评的40%。

执笔人：康广荃    审核人：费诺    教学院长：范寿康