DSP实践教学改革的研究

余开江

河南理工大学　河南焦作　454000

DSP实践教学改革的研究

余开江

河南理工大学河南焦作454000

分析了目前高校DSP实践教学中存在的问题，包括学生系统整体设计能力不强，不能编写基本功能程序，不能够独立解决实际问题等，探究了产生这些问题的原因，并提出了解决方案，包括对开发平台、实验项目和课程设计等方面进行改革。通过教学实践，证明了所采取的解决方案具有良好的教学效果，能够显著提高学生运用DSP开发实际系统的能力。

DSP；实践能力；教学改革

DSP原理及应用是高等学校自动化、检测、通信、电子信息等专业的专业必修课，其应用范围涉及通信、计算机、消费类电子产品等领域。DSP已成为现代电子产品中普遍采用的智能化核心部件之一，是电子产品更新换代的决定因素。因此，DSP课程的教学就显得极为重要。但由于这门课程具有内容丰富、概念抽象、原理复杂以及实践性强的特点，在实践教学中存在着很多问题，包括学生系统整体设计能力不强，不能编写基本功能程序，不能够独立解决实际问题等。下面将深入剖析产生这些问题的原因，并针对DSP实践教学的改革提出一些解决方案。

1　DSP教学过程中存在的问题

1.1学习兴趣不足

由于理论学时只有24学时，教学时只能介绍DSP的结构、资源及性能，DSP的硬件设计，CCS的使用，DSP的寄存器，存储器的结构、映像及CMD文件的编写，DSP的时钟和系统控制，通用输入/输出多路复用器GPIO，CPU定时器，中断系统。后面的有关搭建整体系统的资源均没有时间介绍。由于课堂教学中仅仅讲述一些概念，学生感到内容抽象，不了解整体系统如何设计，很难提起学习兴趣。

1.2基本功能程序不会编写

多数学生仅仅满足于课堂上讲述的理论内容，并没有实际编写基本功能程序，这样造成学生学完DSP课程后，还不能用C语言编写基本的功能程序。DSP芯片资源众多，需要记忆大量的引脚信息和模块功能。准确找到适用的模块，编写基本的功能程序，需要学生理解DSP芯片大量的资源内容，抽象的概念和复杂的原理。

1.3独立解决实际问题能力不强

由于多数学生不能完全理解DSP芯片大量的资源内容，抽象的概念和复杂的原理，在解决实际问题时就不知从哪下手。学生遇到实际问题时，往往从参考书、网络等资源查找相应的解决方案和现成的源程序，但实际问题的情况下，查到的这些解决方案和源程序不能直接用，只能实现一小部分功能，需要学生自己独立思考，课下花很大工夫认真看书，看例程，熟练之后才能独立编写解决实际问题的程序。大多数学生在遇到实际问题后，稍微遇到不懂的地方，就去求助于掌握较好的学生或者直接找教师，很少会自己想办法，独立思考解决问题，这样学生独立解决实际问题的能力就很难得到提高。

2　产生问题的原因

2.1课程内容抽象

由于理论学时只有24学时，在如此短的时间内学生很难熟练掌握。在这么短的时间内让学生理解DSP芯片大量的资源内容，抽象的概念和复杂的原理也很不现实。学生很难听懂课程内容，无法理解基本原理，感觉DSP课程难学，造成了学生学习兴趣不足。

2.2实践教学不充分

DSP原理及应用课程有8个学时的实验，实验能够加深学生对理论的理解，能够有效提高学生动手能力。但由于DSP实验器材较贵，学生基本接触不到实际的DSP开发板，老师只能给学生演示一些小实验，效果不是很好。课程教学和实践教学脱节也是学生动手能力不足的原因之一。学生普遍不能理解DSP基本原理，不能够独立设计实验，不能对实验内容进行深入分析和思考，以致学生连一些基本的功能程序都不会编写。

2.3评价方法不合理

DSP原理及应用课程采用闭卷笔试的考试方式，学生只是为了应付考试，采用死记硬背的方式进行考试的准备，导致一些学生对实际问题不求甚解，不能花时间思考解决实际问题。

3　改革方案

3.1课堂教学

课堂教学需在学时有限的情况下，精心讲授基本的核心内容。DSP课程教学可以对比单片机课程，学生普遍单片机课程学得比较好，结合单片机芯片，讲解DSP芯片的基本概念，基本资源，基本实例。其中重点改革为精选的实验举例，通过手把手讲授实际生活中应用DSP开发系统的例子，一条语句一条语句讲解程序，让学生真正掌握DSP系统整体的开发思路。例如，用DSP制作的直流电机调速实例，讲授每个章节需要的内容，利用事件管理器产生PWM波，利用光电编码器和事件管理器测量电机速度，利用模数转换器测量电压和电流信号等。

3.2实践教学

根据各专业学习内容的不同，编制相应专业的实验指导书，将课堂教学中实例的内容再次在实验室进行介绍，实践教学和课堂教学相结合，学生在学习的过程中，逐步熟悉DSP的理论与实践，不断提高动手能力，增强学生学习兴趣。要求学生自己独立设计一个DSP应用系统，利用万用板自己设计硬件电路，制作PCB板，编制相应软件实现特定功能。为保证学生独立完成设计，每个学生的题目不应相同，这样学生遇到问题，自己会想办法解决，增强他们解决实际问题的能力。

在实际案例中，教师拟定了一个题目：基于DSP的直流电机调速系统。本实验要求学生综合利用DSP片内资源：模数转换器和事件管理器进行电机测速、PWM波占空比的调节和模数转换等实验内容。学生需要自行设计电机的驱动电路、模数转换的信号调理电路等，完成硬件原理图、绘制PCB板等工作。在此系统上，学生可以设计各种软件，如PID控制程序、模糊控制程序以及其他控制算法。在实际的实践教学中，学生通过设计DSP外围硬件电路，连接到DSP的相应引脚，大大加深了对于DSP原理的理解。通过设计各种控制算法，增强了学生对于DSP的应用能力。通过教学实践能够显著提高学生运用DSP开发实际系统的能力。

3.3课程评价

改进课程评价体系，考试采用笔试和实验相结合的方式。笔试主要考核学生对一些基本概念，基本原理的掌握程度。实验采用让学生自己独立设计一个DSP应用系统的方式，使学生更加注重独立解决实际问题的能力，增强学生的动手能力。

4　结束语

本文论述了在DSP课程实践教学中，如何提高学生的动手能力。现有的教学模式很难激发学生学习DSP课程的兴趣，提高学生的实践能力，采用以上对DSP课程实践教学的改革实践，可以达到提高学生动手能力的目的。

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Research on the Reform of Practice for DSP Teaching

Yu Kaijiang
Henan Polytechnic University， Jiaozuo， 454000， China

In this paper， the problems in the practice for DSP teaching in universities are analyzed.The problems include weakness for design of a system， and programming to realize basic functions， and solving practical problems independently. The reasons of these problems are investigated. Solutions for the problems are proposed. These solutions include reform on development platforms， experiments， and course design. It is proved with teaching practices that the proposed solutions are effective and can improve the ability of students using DSP to develop practical systems.

DSP； practical ability； teaching reform

2014-11-23

余开江，博士，讲师。

河南理工大学博士基金。