DSP控制器原理及應用

前言

　　21世紀是數(shù)字化的時代，DSP已成為這場數(shù)字化革命的重要元素，廣泛應用于社會的各個領域?！　≡谥R爆炸、信息爆炸、科技發(fā)展日新月異的時代，DSP的更新?lián)Q代也非常迅速?！禗SP控制器原理及應用》出版后的幾年時間，又有許多的DSP不斷面市，為我們提供了更多的選擇?！　『芏鄬W校使用《DSP控制器原理及應用》作為教材，本書也是許多工程師的參考書。使用本書的教師、學生和工程師們提出了一些很好的意見和建議，我們在使用中也體會到改版的迫切性。　　第二版做了很大篇幅的修改，主要反映在以下幾個方面：　　增加了處理器學習方法介紹。DSP的迅速更新?lián)Q代，給DSP處理器的教學和教材編寫帶來不少問題，使我們對微處理器教學和教材編寫有了新的思考：微處理器課程必須通過某一處理器芯片的學習，強調和總結微處理器的學習方法。因此，在第二版中，作者根據(jù)20多年對各種微處理器課程的教學及使用經驗，總結了微處理器的結構特點及學習方法，歸納了學習微處理器需要訓練的基本功?！　≈攸c介紹TMS320C2812芯片。介紹其結構、指令系統(tǒng)、存儲器組織、中斷系統(tǒng)、片內外設及應用等?！　〖訌娏薉SP最小系統(tǒng)介紹，使得初學者很容易建立起自己的硬件平臺。　　增加了C語言編程工程模板介紹，使得初學者很容易建立起自己的軟件平臺。　　補充了一些應用實例?！　嶒瀮热葸M行了更新，提供了不同層次的實驗內容?！　〗橛诙鄶?shù)學生已掌握了Matlab仿真軟件，第二版取消了Matlab算法仿真部分?！　”拘抻啺嬗蓪幐逆窊沃骶帲撠熤贫ň帉懱峋V和全書統(tǒng)稿工作，并編寫了第1、4、8～12、14章和附錄；第2、3、5～7、13章由曾翔君編寫；第15章和實驗內容由駱一萍編寫。本書部分編輯、實際例程的編寫與調試由李曉東、許崇福、鄔雪琴、王穎博、任偉、張雷、李平等參與完成，在此謹表示我們衷心的感謝！　　本書的編寫得到了西安交通大學張?zhí)劷淌诘闹С郑谝话嬖谠u選西安交大優(yōu)秀教材時，也得到張教授的鼎立推薦和好評，在此致以我們深深的謝意！　　由于作者的水平和視野所限，書中錯誤和不當仍然在所難免，歡迎專家、學者、本書的讀者提出意見和建議，以便今后不斷改進。

內容概要

　　本書總結了微處理器的結構框架、學習目的和方法。在此基礎上，以TMS320C28×為模型介紹其硬件結構、指令系統(tǒng)、存儲器組織、中斷系統(tǒng)及片內外設的基本原理，強化微處理器學習方法，訓練使用微處理器的基本功。DSP是一種具有數(shù)字信號處理特長的高性能微處理器?！禗SP控制器原理及應用(第2版)》還加強了DSP最小系統(tǒng)介紹，使讀者很容易建立自己的硬件平臺；增加了C語言編程工程模板介紹，使讀者可以很方便地進行軟件開發(fā)；并且介紹了DSP的開發(fā)環(huán)境、C語言編程和開發(fā)流程。在最后一章提供了不同層次的實驗內容。書中所提供實例的軟硬件都經過了試驗驗證?！禗SP控制器原理及應用(第2版)》實踐性較強，部分內容以案例編寫，可更好地激發(fā)學生的學習興趣?！　　禗SP控制器原理及應用(第2版)》可作為電子、電氣、信息類、機電、探測以及生物醫(yī)學工程等學科的研究生和高年級本科生DSP課程教材，包括實驗在內約有40～54學時；也可供從事DSP技術研究和開發(fā)的科技人員參考。

書籍目錄

第二版前言第一版前言第1章 緒論1.1 DSP的概念與主要特點1.1.1 DSP的概念1.1.2 DSP的主要特點1.2 DSP芯片的發(fā)展及應用1.2.1 DSP芯片的發(fā)展1.2.2 DSP的分類1.2.3 DSP的應用1.3 TMS320系列DSP1.3.1 TMS320系列DSP命名1.3.2 TMS320系列概況1.3.3 TMS320C2000系列1.4 TMS320C28×系列DSP性能簡介1.4.1 TMS320C；28X系列DSP的結構及性能1.4.2 TMS320F281×的引腳分布及引腳功能1.5 微處理器結構特點及學習方法1.5.1 微處理器結構特點及學習目的1.5.2 微處理器學習方法1.5.3 TMS320（328X的片內外設學習指導參考文獻第2章 F2812的總體結構、最小系統(tǒng)及程序開發(fā)2.1 F2812的總體結構2.2 F2812的最小系統(tǒng)2.3 F2812的軟件開發(fā)工具2.4 F2812的匯編語言編程基礎2.4.1 COFF文件與匯編器指令2.4.2 鏈接器與鏈接命令文件2.5 F2812的C語言編程及運行時環(huán)境2.5.1 C語言數(shù)據(jù)類型2.5.2 C語言關鍵詞2.5.3 C語言編程頭文件2.5.4 預編譯器指令2.5.5 C／C++編譯器默認的段和段的分配2.6 F2812的C語言編程工程模板2.6.1 工程模板的頭文件（*.h）2.6.2 工程模板的源文件（*.c，*.asm）和庫文件（*.lib）2.6.3 工程模板的鏈接器命令文件（*.cmd）2.6.4 使用靜態(tài)庫縮短工程編譯時間2.6.5 編程舉例參考文獻第3章 C28×的CPU、存儲器配置以及上電引導3.1 TMS320C28×的CPU3.1.1 CPU的結構3.1.2 CPU的寄存器3.2 F2812的存儲器配置3.2.1 F2812的片內存儲器配置3.2.2 外部存儲器擴展和中斷向量表3.3 F2812的上電引導3.3.1 BootROM簡介3.3.2 引導加載程序的工作流程3.3.3 退出ExitBoot函數(shù)至執(zhí)行main函數(shù)之間系統(tǒng)的動作參考文獻第4章 C28×CPU尋址方式4.1 尋址方式4.2 尋址方式選擇位（AMODE）4.2.1 AMDE對指令操作碼的影響4.2.2 匯編器／編譯器對AMODE位的跟蹤4.3 直接尋址方式4.4 堆棧尋址方式4.5 間接尋址方式4.5.1 C28x間接尋址方式4.5.2 C2xLP搬尋址方式4.5.3 循環(huán)間接尋址方式4.6 寄存器尋址方式4.6.1 32位寄存器尋址方式4.6.2 16位寄存器尋址方式4.7 數(shù)據(jù)／程序／IO空間立即尋址方式4.8 程序空間間接尋址方式4.9 字節(jié)尋址方式與32位操作數(shù)的定位4.9.1 字節(jié)尋址方式4.9.2 32位操作數(shù)的定位4.1 OC240x與C28×指令系統(tǒng)的區(qū)別參考文獻第5章 F2812的系統(tǒng)控制單元及中斷機制5.1 F2812的時鐘和系統(tǒng)控制單元概述5.2 F2812的振蕩器OSC和鎖相環(huán)PLL時鐘模塊5.3 F2812的低功耗方式模塊5.4 F2812的看門狗模塊5.5 F2812的中斷機制5.5.1 TMS320F2812中斷功能的硬件結構5.5.2 PIE模塊工作原理及CPU對可屏蔽中斷的響應流程5.5.3 PIE中斷優(yōu)先級5.5.4 不可屏蔽中斷5.5.5 外部中斷XINT1、XINT2和XNMI_XINT135.5.6 中斷向量表5.5.7 PIE模塊的配置和控制寄存器5.5.8 在工程模板中對PIE向量表的定義和使用5.5.9 中斷的應用舉例參考文獻第6章 C28x的CPU定時器、GPlO及外部存儲器擴展6.1 C28×的CPU定時器結構和工作原理6.2 F2812的GPIO6.2.1 GPIO的結構和多路選擇器寄存器6.2.2 GPIO的數(shù)據(jù)寄存器6.3 F2812的外部存儲器擴展接口（XINTF）參考文獻第7章 模數(shù)轉換器（ADC）7.1 ADC模塊的特點7.2 ADC模塊排序器工作原理7.2.1 級聯(lián)模式下排序器的工作原理7.2.2 雙排序器模式的工作原理7.2.3 排序器的輸入觸發(fā)和中斷操作7.3 ADC模塊的時鐘7.4 ADC模塊的低功耗模式和加電順序7.5 ADC模塊的寄存器參考文獻第8章 事件管理模塊（EV）8.1 EV功能概述8.2 通用定時器8.2.1 通用定時器功能8.2.2通用定時器計數(shù)模式8.2.3通用定時器比較操作8.3全比較單元8.3.1與比較單元相關的PWM電路8.3.2可編程死區(qū)單元與輸出邏輯8.3.3全比較單元的PWM輸出8.3.4空間矢量PWM（SVPWM）的原理與實現(xiàn)8.3.5全比較單元寄存器8.4捕獲單元和正交編碼8.4.1捕獲單元概述8.4.2正交編碼脈沖電路8.5 EV中斷邏輯8.5.1 EV中斷概述8.5.2 EV中斷寄存器參考文獻第9章 串行通信接口9.1 F281×SCI模塊介紹9.1.1 SCI與CPU的通信及功能9.1.2波特率計算9.1.3數(shù)據(jù)格式（幀格式）9.1.4 SCI的數(shù)據(jù)接收與同步9.1.5 SCI接收和發(fā)送時序及中斷9.2 SCI多處理器通信9.2.1識別地址字節(jié)及接收過程9.2.2空閑線多處理器模式9.2.3地址位多處理器模式9.3 C28×系列SCI增強的功能9.3.1接收／發(fā)送FIFO的特點9.3.2 SCI自動波特率檢測9.4 SCI的寄存器9.5 SCI應用實例——PC機與DSP串行通信9.5.1硬件設計9.5.2軟件設計參考文獻第10章 串行外圍接口10.1 F281×SPI模塊介紹10.1.1 SPI與CPU的通信及功能10.1.2 SPI的主從模式10.1.3 SPI數(shù)據(jù)傳送及數(shù)據(jù)格式第11章 多通道緩沖串行口第12章 增強型控制器區(qū)域網(wǎng)第13章 F2812的片內Flash與IQmath庫的應用第14章 現(xiàn)代DSP軟件設計方法和簡單應用第15章 TMS320F2812代碼調試工具（CCS）教程

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　本章將對DSP的概念、DSP的主要特點、發(fā)展及應用、Tl的TMS320 DSP、C28×系列DSP的主要性能以及引腳給予介紹。并列表對比TMS320C2000系列典型DSP芯片的資源配置隋況?！　?.1 DSP的概念與主要特點　　1.1.1 DSP的概念　　DSP是一種適合數(shù)字信號處理的高性能微處理器，其結構與微型計算機原理或單片機原理課程中學習的處理器相比更為復雜。但這些課程學習方法類似，核心都是在介紹一個超大規(guī)模集成微處理器內部結構和指令系統(tǒng)，以及如何使用處理器實現(xiàn)數(shù)字控制，訓練軟硬件設計和調試技能。因此，學習DSP可以借鑒以前積累的微處理器軟硬件開發(fā)經驗?！　SP有兩個含義：其一是Digital Signal Processin9的縮寫，是指數(shù)字信號處理技術，它不僅涉及許多學科還廣泛應用于多個領域。特別是在20世紀60年代，隨著計算機和信息技術的迅猛發(fā)展，進一步推動了數(shù)字信號處理技術的理論和應用領域的發(fā)展；其二是Digital SignalProcessor的縮寫，即數(shù)字信號處理器（也稱為DSP芯片），它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度遠遠超過通用微處理器，是一種適合數(shù)字信號處理的高性能微處理器。多數(shù)情況下DSP是指數(shù)字信號處理器，DSP已成為數(shù)字信號處理技術和實際應用之間的橋梁，并進一步促進了數(shù)字信號處理技術的發(fā)展，也極大地拓展了數(shù)字信號處理技術的應用領域。　　在微電子技術發(fā)展的帶動下，DSP芯片的功能日益強大，性能價格比不斷提高，開發(fā)環(huán)境日臻完善，應用領域也在不斷擴大。在步人數(shù)字化時代的進程中，數(shù)字信號處理器扮演著舉足輕重的角色。

編輯推薦

　　本書全書共分十五章，主要介紹了F2812的總體結構、最小系統(tǒng)及程序開發(fā)，C28×的CPU、存儲器配置以及上電引導，F(xiàn)2812的系統(tǒng)控制單元及中斷機制，C28×的CPU定時器、GPIO及外部存儲器擴展，多通道緩沖串行口，F(xiàn)2812的片內Flsh與Iqmath庫的應用，現(xiàn)代DSP軟件設計方法和簡單應用等內容。本書可作為電子、電氣、信息類、機電、探測以及生物醫(yī)學工程等學科的研究生和高年級本科生DSP課程教材，也可供從事DSP技術研究和開發(fā)的科技人員參考。

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