尹维春

摘 要：结合《DSP原理及应用》课程在电气工程的应用背景，针对实验教学中体现的不足，在充分考虑了电子技术特别是DSP芯片的更新换代的加快的同时，设计了适合基础理论教学又能够紧跟DSP应用现状的TMS320F28027为核心的DSP实验装置和设计了与电气工程结合紧密的实验项目，提出设计功能模块化设备来提高实验教学质量和提高学生的热情，口袋化的实验装置也便于学生使用将实验操作延伸至实验室外。

关键词：DSP；实验教学；TMS320F28027

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

0 引言

电子信息科学与技术这个专业的培养目标是系统掌握电子信息科学的基础理论和专业知识，具有较强的实验与实践能力，能够在电子信息领域及相关部门从事科学研究、工程设计、产品开发的应用型人才。作为电力院校的电子信息科学与技术专业必然要以电力系统为依托服务于电力生产中，具有以能源电力监控为背景，注重学科基础教育，强化以计算机技术为工具、以电子科学和信息处理科学为基础的实践能力培养，作为主要专业课的《DSP原理及应用》应该突出这个特点，注重培养学生应用DSP解决电气工程中的实际问题的能力。

1 现有的实验教学的不足

目前我国电类学科高等教育的教学中存在着课程设置和教学实践学科分立，缺乏和谐与连通；局部知识过深过细过难，缺乏整体性、前沿性和发展性；教学内容与学生的背景知识相比显得过于陈旧；教学与实践环节脱节，知识型教学多于研究型教学，所培养的电子信息与电气学科人才还不能很好地满足社会的需求[1]。从《DSP原理及应用》实验教学实践中也会发现存在现有的实验教学平台具有两个方面的不足：一个在于与电气类工程应用结合程度不够，不能反映DSP技术在电气类工程中的应用的优点，让这个专业的学生无法认识到DSP技术应用的重要性，实验项目更类似于《单片机原理与应用》，也体现不出DSP的优越性能，这就需要设计和安排能够体现DSP技术在电气工程应用的实验项目DSP实验系统方面需要改革的方面在于硬件电路方面，一个是能够完成面向电气类专业工程应用的实验电路的缺少；另一个方面在于随着电子技术的迅猛发展，DSP技术更新和升级是实验教学当中不能回避的现实问题，需要升级控制芯片，使DSP技术教学和实验直接面向实际应用[2]。

2 实验教学改革的研究内容

项目主要进行实验平台的硬件电路设计和制作，用于进行设计面向电气工程应用的实验项目和升级DSP实验系统两个方面，用口袋化的实验板卡取代实验室中原有的大箱子，使实验进行更加便利和简单，使基本理论教学实验更加有效、有趣和易管理，研发具有电气工程专业特点的综合性实验平台，锻炼学生的综合性、系统性的电子技术应用能力的培养，能够提供课程设计、综合性实验、毕业设计以及电子竞赛等实践环节硬件平台，开发意义在于能够让学生直接应用DSP技术解决电气工程中的实际问题，真正做到依托优势专业，培养电气工程中有素质有技术的电子信息人才。在大大调动学生对于《DSP原理及应用》这门课的学习热情的同时也能让学生在学习电气类专业相关课程时会使用DSP技术来解决面对的问题，有更多的设计方法和解决方案 [3]。

《DSP原理及应用》课程实验教学的改革，要做的改革也体现在两个方面：一个内容是DSP实验装置的升级设计和制作；另一个设计并制作具有电气类专业课程特点的实验项目。

（1）口袋化创新实验系统的更新：采用新型DSP芯片如TMS320F2808和Piccolo系列DSP芯片TMS320F28027作为控制芯片取代原有已经不再生产的TMS320F2407，用结合灵活的核心板、功能板和连接板板卡模式取代实验室原有的大箱子，方便实验教学和设备维护，更便于学生自学将实验从实验室引申至实验室外，同时也会大大降低实验装备的损耗率。

（2）设计具有电气工程特点的硬件平台：结合DSP在电力电子、自动控制、电机学以及数字信号处理等课程中的应用的成功案例，设计综合性实验供学生课程设计、电气综合实验、毕业设计及电子竞赛等。

3 主要思路和研究方法

应用DSP最新应用技术设计口袋化创新实验平台使实践教学更有效管理更规范，使学生容易入门，喜欢钻研，结合专业特点，制作能够体现DSP应用优势的专业实验项目让学生真正能够利用自身所学专业技能服务于电气工程应用。参考具有电气专业特点的实际应用案例，选取符合实验教学的实验项目，通过实验项目规划、设计、制作和测试实验装置来完成实验系统的制作，通过课程设计和电子竞赛等实践活动来检验实验项目的合理性和应用性能。

（1）实验系统的硬件电路设计，选取TMS320F28027做为控制核心做成核心控制板，将整个实验系统模块化并分解为电路模块做成独立的实验板卡，采用标准端口设计，实验中选取核心板和该项目实验的板卡采用连接母板进行连接。整个实验系统功能如图1所示。

图1 DSP实验平台功能框图

（2）设计电气信息采集、智能电源和直流电机调速等具有电力应用特点的综合实验项目供学生使用。制作一定数量的实验套件应用于实验课堂，这个环节中可以让学生参与设备的设计和制作当中，结合电子工艺实现和Protel课程设计和电子设计竞赛来检验这些实验项目的可行性和应用性能，并调整实验项目和完善实验系统。

4 结论

设计并制作新型DSP芯片核心控制板、合理的功能模块和灵活的连接方式更便于学生学习，将实验引申到实验室外，能够提高学生的学习兴趣。同时设计和制作电气工程应用特点的实验平台，培养直接面向工程应用的技能，使学生毕业后具备应用DSP解决电气工程中应用的能力，体现专业特色。。

参考文献

[1] 林欣.功率电子技术[M].北京：清华大学出版社，2009

[2] 宁改娣，曾翔君，骆一萍.DSP控制器原理及应用[M].北京：科学出版社，2009

[3] 徐科军，陶维青，汪海宁.DSP及其电气与自动化工程应用[M].北京：清华大学出版社，2010