職校通信專業(yè)DSP課程教學(xué)方式
時間:2022-08-16 09:14:11
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一、引言
目前越來越多的工科院校開設(shè)了DSP課程,但是在許多高職院校,DSP課程卻是最年輕的課程之一。無論在教材選取、教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方式、方法,還是考核方式上,都帶有一定的盲目性。為使學(xué)生掌握新技術(shù),提高專業(yè)技能,提高就業(yè)競爭能力,我院通信專業(yè)開設(shè)了dsp課程,筆者結(jié)合教學(xué)實際,對DSP課程開設(shè)進行了有益的探索。
二、教學(xué)目標
2.1知識目標通過DSP課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解DSP的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用領(lǐng)域,掌握DSP的基本硬件結(jié)構(gòu)特點和集成開發(fā)環(huán)境CCS的使用,學(xué)習(xí)DSP的硬件設(shè)計和軟件編程的基本方法,學(xué)會利用實驗設(shè)備進行DSP系統(tǒng)軟硬件開發(fā),為后續(xù)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ),為今后從事數(shù)字信號處理相關(guān)工作做準備。
2.2能力目標使學(xué)生在實踐中提高動手能力和自學(xué)能力;通過分析、綜合、探究等活動,培養(yǎng)學(xué)生探索求真知的精神。
三、教學(xué)實施
3.1先修課程數(shù)字電路、計算機原理。
3.2課時分配DSP課程的重要特點是偏重應(yīng)用,所以采用講授與實驗相結(jié)合進行教學(xué),共64課時,講授約占總課時的1/3,其余都是教師演示實驗或?qū)W生實際操作和摸索。
3.3教學(xué)形式由于課程的實踐性強,我們采用了直接在實驗室結(jié)合實驗裝置進行教學(xué)的形式;由于課時緊,我們采用多媒體教學(xué),制作了媒體課件,例如DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流水線操作、數(shù)據(jù)流圖、程序流程等等很難單純用語言文字講清楚的內(nèi)容,可以用多媒體課件的形式來很好地展示,使得學(xué)生在有限的課時內(nèi)學(xué)到更多的知識。
3.4教學(xué)內(nèi)容
3.4.1理論教學(xué)內(nèi)容①DSP技術(shù)知識(如IIR、FIR濾波,F(xiàn)FT變換等);②DSP芯片的產(chǎn)生、特點、應(yīng)用、發(fā)展前景;③DSP芯片,重點是TI公司54x系列的硬件結(jié)構(gòu)介紹,包括CPU結(jié)構(gòu)、存儲器空間分配(程序空間、數(shù)據(jù)空間和I/O空間)和尋址方式、在片外設(shè)(時鐘、定時器、串行/并行口、中斷)、增強性外設(shè)(HPI、McBsp、DMA)、自舉加載等;④DSP匯編語言指令;⑤DSP最小系統(tǒng)的硬件電路介紹。
3.4.2實踐教學(xué)內(nèi)容我系實驗室購置了長沙三知電子有限公司研制的SZ-DSPⅡ多功能綜合實驗開發(fā)系統(tǒng)平臺,該實驗平臺以TI的TMS320C5402的DSP為主體芯片,采用模塊化設(shè)計,實驗系統(tǒng)中的語音處理模塊,A/D采樣模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊,CPLD、異步串口/同步串口模塊,直流、步進電機模塊,鍵盤、數(shù)碼管、液晶屏、LED及按鍵等資源全部向?qū)W生開放。不僅可以進行驗證性實驗,也可開展豐富的設(shè)計性實驗,并能一直延伸到綜合設(shè)計等創(chuàng)新性實驗課題。①CCS、實驗平臺啟動實驗:使學(xué)生熟悉實驗箱中各個模塊的功能和使用,熟悉CCS集成開發(fā)環(huán)境的使用,為后續(xù)課程的開展做好準備。②基礎(chǔ)實驗:基礎(chǔ)的驗證性實驗可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生進一步熟悉DSP匯編編程的基本結(jié)構(gòu),理解和掌握匯編語句的意義和用法。分為硬件實驗和軟件實驗兩類。硬件類包括I/O實驗、數(shù)碼顯示實驗、同步串口、A/D、D/A轉(zhuǎn)換實驗、事件管理器實驗(定時器實驗、定時中斷實驗)等。軟件類,包括基本算數(shù)運算實驗、存儲器實驗、浮點數(shù)與Q15之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、FIR濾波實驗、實數(shù)FFT算法實驗。③綜合設(shè)計實驗:通過該系列實驗,提高學(xué)生綜合DSP軟件和硬件知識的能力,為課程的拓展奠定堅實基礎(chǔ)。包括DSP實現(xiàn)交通燈控制實驗、DSP實現(xiàn)電機的控制和顯示實驗、DSP實現(xiàn)調(diào)頻信號源等。④課程設(shè)計要求:充分利用DSP資源設(shè)計出一具有完整功能的實驗。學(xué)生可以自選課堂上介紹的一個或多個模塊組成一個簡單的應(yīng)用小系統(tǒng),復(fù)雜的系統(tǒng)可以多人分工合作。實驗時間開放,進實驗室前,必須做好軟、硬件設(shè)計。這樣不僅進一步鍛煉了學(xué)生的動手能力,也提高了學(xué)生查閱資料的能力,引導(dǎo)學(xué)生有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。同時也希望鍛煉團隊合作精神。本課程還安排了相關(guān)的職業(yè)資格證書考核并將課程延伸到畢業(yè)設(shè)計中。
3.5考核方式本課程實踐性很強,在考核方式上偏重于實踐環(huán)節(jié),筆試采用開卷方式,占40%,實驗占60%。其中基礎(chǔ)實驗占20分,主要由平時實驗的表現(xiàn)、效果決定,綜合設(shè)計實驗占30分,綜合設(shè)計實驗的實驗報告占10分。
四、課程開設(shè)意義
我院05級、06、07級通信專業(yè)學(xué)生在二年級的下學(xué)期開設(shè)了DSP課程,實踐證明該課程的開設(shè)具有重要意義:
(1)教學(xué)內(nèi)容的延續(xù)性:DSP實驗平臺是相關(guān)課程的一種綜合運用和提升。《數(shù)字電路》、《模擬電路》、《計算機原理》、《信號與系統(tǒng)》、《通信原理》等課程群建立的知識體系,可以通過DSP實驗平臺實現(xiàn)綜合應(yīng)用,并在應(yīng)用技術(shù)層面得到有效提升,從而形成對課程群課程知識的綜合運用。
(2)實踐性和創(chuàng)新性:通過有效的實驗設(shè)置和課程設(shè)計,使學(xué)生具有較強實踐操作技能和創(chuàng)新能力,盡快掌握崗位基本技能。這是畢業(yè)生在人才市場競爭中所必須具備的條件。
(3)通用性:DSP課程不僅適用通信專業(yè),其它理工類專業(yè)也可根據(jù)需要來開設(shè),適用面較廣,并且作為一門設(shè)計實踐類課程更可延伸到畢業(yè)設(shè)計、綜合技能培養(yǎng)及競賽等環(huán)節(jié)中,而課程的硬件設(shè)施非常簡單,只需要電腦和實驗平臺,開發(fā)成本低。