自动化专业“DSP原理及应用”课程教学研究(2)_自动化应用杂志社投稿

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自动化专业“DSP原理及应用”课程教学研究(2)

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本硬件结构时应当与“单片机”“嵌入式系统设计”“PLC原理及应用”课程中学习过的单片机、PLC、ARM等处理器分析比较，明确DSP芯片的主要特征，明确DSP的优缺点及使用范围。在讲授PWM波形生成、捕捉单元、QEP电路、事件管理器等内容时，应当注重与电机学相关的“直流调速系统”“交流调速系统”的连接，通过实例讲授用DSP的相关功能模块做电机控制的基本方法。 2.应当注重与自动化专业就业方向相关知识的连接。通过多年的跟踪调研可知，自动化专业本科毕业生及研究生，在工作及继续学习过程中，通常会用到电机运动控制、工业信号分析等方面的内容。所以在讲授《DSP原理及应用》过程中需要通过实验环节加强学生对基于DSP的运动控制、快速傅里叶变换等内容的学习。具体来说我们需要增加与电机控制相关的实验，通过实验让学生掌握直流电机、交流电机、步进电机的运动控制，有实验条件的情况下还可以增加伺服电机的运动控制。增加基于DSP的快速傅里叶变换实验内容，在做这个实验前要与学生一起回顾“数字信号处理”“MATLAB原理及应用”“C语言程序设计”中与傅里叶变换及仿真相关的内容，让学生通过实验把理论与仿真及实现紧密结合在一起。通过DSP的电机控制实验提高学生的工程实践能力，通过DSP的快速傅里叶变换实验提高学生把理论、仿真、现实串联在一起的能力，提高学生分析问题、解决问题的能力。在实验中结合教学的重点和难点选定演示实验内容，并在操作中进行知识点的总结，引导学生思考教师每一步操作的目的，使他们理解实际系统的运作特点，注意到工程能力的要求及自己的差距。三、结语教师在教授本科阶段自动化专业《DSP原理及应用》过程中，应当以培养面向自动化专业的DSP实际应用能力为中心，把基础知识与控制背景的实际应用紧密结合起来。应当充分重视《DSP原理及应用》与其他应用及基础课程的相关性及连接，同时要针对自动化专业毕业生就业方向及特点合理的设计实验及课程设计内容，有效地串联知识点，提高学生的工程实践能力。 [1]张典.新工科背景下的《DSP原理及应用》课程教学改革研究[J].青岛科技大学学报,2018,(8):148-151. [2]黄德天.面向企业人才培养的“DSP原理与应用”教学改革[J].科教文汇,2018,(5):79-81. [3]刘小军.应用型本科DSP原理及应用课程教学改革与实践[J].大学教育,2019,(4):103-105. 《DSP原理及应用》是本科阶段自动化专业一门重要的专业课。DSP由于既有高速的定点、浮点数据处理功能，又具有实时性强、低功耗等嵌入式处理器的特点，其被广泛地应用于工业自动化领域。TMS320F28x系列DSP在工业应用中使用较为广泛，常用于做电机、工业低频信号处理芯片，因此《DSP原理及应用》作为有效连接自动化专业理论与实践的课程，对于自动化专业本科教学有重要作用[1-3]。我们希望通过课程改革增强《DSP原理及应用》与其他课程的联系，加深学生的接受程度，提高学生的有效的工程实践能力。一、课程的定位及目标《DSP原理及应用》是自动化专业一门重要的专业课，一般在大四第一学期或大三第二学期开设。通过本课程的学习，学生应掌握TMS320F28x系列DSP的硬件结构及工作原理，学会DSP软硬件分析和设计的基本方法。通过一定数量的实验，使学生掌握DSP应用系统设计的一般步骤及软硬件设计方法。具体来说对于本科阶段自动化专业的学生需要结合之前学习的课程和就业方向掌握《DSP原理及应用》课程的知识点如下：1.能够掌握DSP芯片片内的硬件结构；能够掌握DSP芯片的主要特征；了解DSP芯片的应用领域。在学习过程中与之前学习过的单片机、PLC、ARM等处理器分析比较，明确DSP芯片的主要特征；熟悉不同系列DSP芯片的应用领域；熟悉DSP芯片的发展趋势。2.能够掌握DSP的引脚及其功能；掌握存储器扩展、看门狗定时器、通用输入/输出引脚、片内外设寄存器编程及外设中断。在学习过程中能够结合硬件电路设计明确DSP引脚功能、存储器扩展接口设计；根据实例程序理解片内外设寄存器各位功能、掌握中断流程。3.能够正确使用硬件仿真器；能够正确使用集成开发环境CCS，能够编程DSP的工程文件。能够建立DSP的C工程文件、头文件、源程序、连接命令文件、库文件、目标文件、初始化段和未初始化段、DSP的C程序举例。学习的过程中学生要能通过实验独立安装集成开发环境CCS；调试集成开发环境CCS；在电脑上编写工程文件中的各个文件。建立工程文件。4.能够掌握通用定时器结构及工作原理；掌握PWM波形生成；掌握捕捉单元、QEP电路、事件管理器的中断；掌握事件管理寄存器设置。学习的过程中运用实例理解通用定时器计数模式；运用实例学会PWM波形生成方法；结合实例学会捕捉单元、QEP单