DSP应用技术课程的教学模式探究

2018-07-31翟丽杰

文化创新比较研究 2018年19期

翟丽杰

（渭南师范学院数理学院，陕西渭南 714099）

数字信号处理器（Digital Signal Processor,DSP）是针对数字信号处理的需要而设计的一种可编程的处理器，是现代电子技术、计算机技术和信号处理技术及集成芯片制造技术相结合的产物[1]。DSP在电子信息、通信、软件无线电、信息家电、仪器仪表等科技领域获得了良好的应用效果。随着人才市场对DSP相关人才日益增长的需求，要求学生掌握DSP开发的相关技术，如何提高学生学习兴趣，提高开发能力，本文从教学模式探究出发找到解决这个问题的一种方法。本文主要是对TI公司的DSP芯片及其开发环境CCS进行了教学探究与探索。

1 DSP应用技术课程简介

DSP应用技术与信号与系统、数字信号处理三者构成了信号处理课群，DSP应用技术重点在于用DSP芯片实现数字信号处理的方法。

DSP课程是一门理论性和实践性较强的课程，所涉及的知识面广，综合性强，学生要先修数字信号处理，了解和掌握其理论知识和相关算法，而且要学习单片机原理与接口技术、数字电路和计算机原理方面的知识等，在学习中往往感觉抽象，难以理解和掌握[2]。另外课本里学习内容只有通过实验等实践环节才能加深理解和掌握，最终用到DSP系统设计中。还有DSP技术更新快，要随时关注新的芯片及新的技术在授课过程中及时给学生补充。

本课程是我校电子信息和电气工程专业本科生的专业选修课，一般在大四上学期开设。要求学生了解DSP在数字信号处理系统中的核心作用，掌握DSP的基本工作原理和基本编程方法，了解DSP系统的基本开发过程及其典型应用。本课程通过授课、练习、实验使学生掌握数字信号处理器的基本原理和应用，以美国TI公司的TM320X281X系列为例，是32位的高性能微控制器，具有强大的控制和信号处理能力，着重介绍DSP的硬件结构、基本工作原理、片内资源应用开发及相关寄存器的配置、各个外设功能单元，最后介绍其典型应用，比如用DSP编程实现FIR滤波器、对模拟信号进行实时采集信号处理等[3]。

2 DSP应用技术课程教学模式探究

本校教学计划中该课程安排了36学时理论学时和12学时的实验学时。学时相对较少，因此教师要在教学内容的选择方面下功夫，优化授课内容，简化基础理论，突出重点和难点。

理论教学方面在课程理论教学中，针对教学难点和重点提出问题，进行定期和不定期的课堂讨论，使学生积极参与课堂讨论，通过课堂讨论引导学生积极思考，培养探究、创新的意识和学习习惯，同时加深学生对所学知识的理解，做到课堂气氛融洽。学生参与课堂教学的积极性，参与课堂教学的广度和深度，直接影响教学质量，没有学生的主动参与，就没有成功的课堂教学。

主要采用的方法有比较对比法教学，把DSP与单片机、ARM等技术异同点归纳总结出来，学生自己学习理解相同点，教师重点讲解不同点，这样学生能从不同角度、不同层次更加深入的了解和掌握这些知识点。

理论教学与仿真教学有机的结合。积极地利用MATLAB、CCS等软件对算法及开发方法进行教学演示。例如在讲解IIR滤波器的设计时，首先引导学生对IIR滤波器的数学模型及信号处理电路和软件编程等相关问题讨论，并对每个环节进行仿真跟踪，及时反馈，极大的激发学生的学习兴趣，另外对DSP应用技术的相关概念的理解比较好，对开发的过程有一定的认识，可谓一箭三雕。

理论教学与实验教学适时结合。与该课程配套的实验教学，学校购买了相匹配的实验平台，该平台采用模块化设计，包括D/A、A/D、串口通信、电机驱动、语音、图像处理独立模块，不仅可以进行验证实验，还可以进行丰富的设计综合实验。进行以学生为中心的实验教学，与理论教学适时结合，让学生参与设计实验、分析实验，其开发能力及独立思考和创新能力都有显著提高。在实验的教学过程中除了常规的基础实验和拓展实验外，积极动员学生参加校级、院级项目及校企项目，特别是参加全国及省级DSP电子竞赛的活动，更好地把项目实践教学与理论教学结合起来。

微课、MOOC、翻转课堂现代化教学模式的引入。微课是按照教学实践要求，以视频为主要呈现方式，反映教师针对某个知识点或教学环节而展开教与学活动的各种教学资源的有机结合体。微课具有主题突出、类型多样情景真实、交互性强、便携性，重复性观看特点，可以很好地作为翻转课堂课前的支撑和载体。翻转课堂中教师的讲授时间减少，而学生的学习活动增加，学生成了课堂的主角，教师成为学习的促进者和指导者。这里以实验微课教学为例。实验教学微课资源主要由具体每个实验微课、多媒体课件及实验源程序等组成，可以通过网络化教学平台和学生学习微课群进行共享。