TMS320F2812 DSP原理與應(yīng)用實(shí)例

前言

　　數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱DSP)是利用CPU以數(shù)字形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別等處理，以得到符合人們需要的信號(hào)形式?！　?shù)字信號(hào)處理是以眾多學(xué)科為理論基礎(chǔ)的，它所涉及的范圍極其廣泛。例如，在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，微積分、概率統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過(guò)程、數(shù)值分析等都是數(shù)字信號(hào)處理的基本工具，與網(wǎng)絡(luò)理論、信號(hào)與系統(tǒng)、控制論、通信理論、故障診斷等也密切相關(guān)。近來(lái)新興的一些學(xué)科，如人工智能、模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，都與數(shù)字信號(hào)處理密不可分。可以說(shuō)，數(shù)字信號(hào)處理是把許多經(jīng)典的理論體系作為自己的理論基礎(chǔ)，同時(shí)又使自己成為一系列新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)。　　11公司的TMS32OF2812屬于TI的C2000系列產(chǎn)品。在目前過(guò)程控制領(lǐng)域中，它是TMS320系列中的第二代產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的單片機(jī)相比，它具有功能強(qiáng)、資源豐富、功耗低等突出的性能。具有完美的性能并綜合最佳的外設(shè)接口，它集成了閃存、高速A／D轉(zhuǎn)換器、高性能的CAN模塊等。具有較高的性價(jià)比，利用它可以降低開(kāi)發(fā)難度，縮短面市時(shí)間，有效地降低了開(kāi)發(fā)成本?！　　禩MS320F2812 DSP原理與應(yīng)用實(shí)例》主要以TI公司的。TMS32OF2812芯片為核心，通過(guò)對(duì)多個(gè)功能模塊的開(kāi)發(fā)的實(shí)際過(guò)程的介紹，來(lái)講解TI的DSP2000系列開(kāi)發(fā)的原理和實(shí)踐?！　禩MS320F2812 DSP原理與應(yīng)用實(shí)例》內(nèi)容包括：　第1章DSP概述，主要介紹DSP構(gòu)成及設(shè)計(jì)方法?！〉?章F2812結(jié)構(gòu)，主要介紹TMS32OF2812硬件結(jié)構(gòu)?！〉?章中斷系統(tǒng)，主要介紹引入中斷的目的是解決主機(jī)與外設(shè)的并行工作問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制?！　〉?章指令系統(tǒng)，主要以助記符形式來(lái)介紹DSP的指令系統(tǒng)。　　第5章匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)例，主要介紹了DSP芯片的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的一些基本知識(shí)和編寫(xiě)匯編語(yǔ)言的基本算法等?！　〉?章匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言的混合編程，主要介紹用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)DSP芯片?！　〉?章DSP系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例，通過(guò)實(shí)例主要介紹DSP CCS開(kāi)發(fā)軟件CCS(Code ComposerStudio)是一個(gè)完整的DSP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，也是目前最優(yōu)秀的DSP開(kāi)發(fā)軟件之一?！　〉?章事件管理器，主要介紹F2812片內(nèi)外設(shè)事件管理器?！　〉?章引導(dǎo)ROM及引導(dǎo)裝載器功能，本章主要介紹適用于存儲(chǔ)在TMS32OF28x系列處理器的片上引導(dǎo)ROM中的代碼和數(shù)據(jù)?！　〉?0章數(shù)字輸入／輸出端口，本章主要介紹F2812芯片處理器數(shù)字輸入輸出端口?！　〉?l章模／數(shù)轉(zhuǎn)換，本章主要介紹FMS32OF2812 ADC模塊的應(yīng)用。

內(nèi)容概要

本書(shū)主要介紹TI公司的TMS320 F2812 DSP芯片原理和應(yīng)用實(shí)例。包括系列2812 DSP的結(jié)構(gòu)、中斷系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、事件管理器、編程方法及其使用方法和應(yīng)用實(shí)例。本書(shū)的最大特點(diǎn)是用大量來(lái)自工程一線的實(shí)例代碼，深化理解，強(qiáng)化應(yīng)用?！　”緯?shū)內(nèi)容全面、架構(gòu)清晰、實(shí)用性強(qiáng)，特別適合DSP工程技術(shù)開(kāi)發(fā)人員、數(shù)字電路設(shè)計(jì)人員以及大中專院校相關(guān)專業(yè)的師生。

書(shū)籍目錄

第1章 DSP概述  1.1 DSP簡(jiǎn)介    1.1.1 DSP的發(fā)展    1.1.2 DSP的特點(diǎn)    1.1.3 DSP的技術(shù)應(yīng)用  1.2 DSP系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)計(jì)方法    1.2.1 DSP應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成    1.2.2 DSP應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法  1.3 DSP應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程和開(kāi)發(fā)工具    1.3.1 DSP應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程    1.3.2 DSP應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具    1.3.3 SHX-DSP2812開(kāi)發(fā)系統(tǒng)簡(jiǎn)介  1.4 TMS320C2000系列DsP簡(jiǎn)介第2章 F2812結(jié)構(gòu)  2.1 F2812硬件結(jié)構(gòu)    2.1.1概述    2.1.2 F2812引腳功能介紹    2.1.3 F2812功能模塊    2.1.4 F2812系統(tǒng)配置  2.2 中央處理單元（CPU）    2.2.1 F2812內(nèi)核    2.2.2 乘法器模塊    2.2.3 中央算術(shù)邏輯模塊    2.2.4 輔助寄存器算術(shù)單元（ARAU）    2.2.5 狀態(tài)寄存器（ST0和ST1）    2.2.6 F2812的讀，寫(xiě)時(shí)序  2.3 存儲(chǔ)器    2.3.1 F2812存儲(chǔ)空間    2.3.2 片上存儲(chǔ)器接口    2.3.3 片上Hash和OTP存儲(chǔ)器  2.4 時(shí)鐘及其低功耗模式    2.4.1 工作時(shí)鐘及系統(tǒng)控制    2.4.2 低功耗模式  2.5 Watchdog（WD）以及應(yīng)用    2.5.1 F2812的WD概述    2.5.2 F2812的WD相關(guān)寄存器  2.6 CPU定時(shí)器    2.6.1 CPU定時(shí)器概述    2.6.2 CPU定時(shí)器寄存器第3章 中斷系統(tǒng)  3.1 F28 12的CPU中斷    3.1.1 F2812中斷概述    3.1.2 可屏蔽中斷    3.1.3 非屏蔽中斷    3.1.4 CPU中斷向量和優(yōu)先級(jí)  3.2 外設(shè)中斷擴(kuò)展    3.2.1 PIE控制器概述    3.2.2 矢量表映射    3.2.3 中斷源    3.2.4 外設(shè)中斷擴(kuò)展（PIE）寄存器  3.3 外部中斷控制寄存器  3.4 應(yīng)用實(shí)例第4章 指令系統(tǒng)  4.1 概述  4.2 尋址方式    4.2.1 尋址方式選擇位（AMODE）    4.2.2 4種基本尋址方式  4.3 F2812匯編指令系統(tǒng)第5章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)例  5.1 數(shù)制轉(zhuǎn)換  5.2 通用算術(shù)運(yùn)算    5.2.1 乘法運(yùn)算    5.2.2 除法運(yùn)算  5.3 常用處理算法    5.3.1 無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器（IIR）    5.3.2 有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器（FIR）    5.3.3 快速傅里葉變換（FFT）  5.4 指示符列表第6章 匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言的混合編程  6.1 概述  6.2 混合編程    6.2.1 C語(yǔ)言主程序的編寫(xiě)    6.2.2 匯編語(yǔ)言子程序的編寫(xiě)    6.2.3 C語(yǔ)言中的幀指針和堆棧指針    6.2.4 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)第7章 DSP系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例  7.1 CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境    7.1.1 主菜單    7.1.2 常用工具條    7.1.3 常用工具  7.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例    7.2.1 工程的建立    7.2.2 工程的編譯及調(diào)試    7.2.3 工程的調(diào)試第8章 事件管理器  8.1 事件管理器的結(jié)構(gòu)    8.1.1 事件管理器的構(gòu)成    8.1.2 中斷  8.2 通用定時(shí)器    8.2.1 基本結(jié)構(gòu)    8.2.2 寄存器    8.2.3 使用    8.2.4 應(yīng)用實(shí)例  8.3 比較單元    8.3.1 比較單元寄存器    8.3.2 比較單元的使用  8.4 脈寬調(diào)制電路    8.4.1 PWM概述    8.4.2 可編程死區(qū)單元    8.4.3 PWM波形的生成    8.4.4 空間矢量PWM    8.4.5 事件管理器產(chǎn)生PWM波的應(yīng)用（一）    8.4.6 事件管理器產(chǎn)生PWM波的應(yīng)用（二）  8.5 捕獲單元    8.5.1 概述    8.5.2 寄存器    8.5.3 捕獲單元的使用  8.6 正交編碼脈沖電路    8.6.1 概述    8.6.2 QEP電路的使用    8.6.3 正交編碼脈沖電路的寄存器設(shè)置第9章 引導(dǎo)ROM及引導(dǎo)裝載器功能  9.1 引導(dǎo)ROM概述    9.1.1 片上引導(dǎo)ROM的IQMath表    9.1.2 引導(dǎo)ROM的版本及校驗(yàn)和信息  9.2 引導(dǎo)裝載器特性    9.2.1 引導(dǎo)裝載器模式    9.2.2 引導(dǎo)裝載器數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)    9.2.3 引導(dǎo)裝載器設(shè)置    9.2.4 引導(dǎo)裝載器操作過(guò)程    9.2.5 初始化引導(dǎo)匯編程序    9.2.6 退出引導(dǎo)匯編程序    9.2.7 引導(dǎo)函數(shù)說(shuō)明第10章 數(shù)字輸入／輸出端口  10.1 數(shù)字輸入／輸出端口概述  10.2 I／O口控制寄存器    10.2.1 GPIOA寄存器    10.2.2 GPIO B寄存器    10.2.3 GPIO D寄存器    10.2.4 GPIO E寄存器    10.2.5 GPIO F寄存器    10.2.6 GPIO G寄存器  10.3 I／O口應(yīng)用實(shí)例    10.3.1 硬件設(shè)計(jì)    10.3.2 芯片介紹    10.3.3 軟件設(shè)計(jì)第11章 模／數(shù)轉(zhuǎn)換  11.1 概述  11.2 ADC的結(jié)構(gòu)與操作    11.2.1 寄存器    11.2.2 轉(zhuǎn)換序列發(fā)生器    11.2.3 時(shí)鐘設(shè)置    11.2.4 ADC電氣特性  11.3 F2812 ADC的高級(jí)功能    11.3.1 ADC輸入校準(zhǔn)    11.3.2 過(guò)采樣  11.4 應(yīng)用實(shí)例    11.4.1 硬件設(shè)計(jì)    11.4.2 軟件設(shè)計(jì)第12章 SCI串行通信接口  12.1 概述    12.1.1 SCI的結(jié)構(gòu)特征    12.1.2 SCI操作格式    12.1.3 串口特征  12.2 串行接口的使用    12.2.1 SCI外設(shè)寄存器    12.2.2 多處理器通信模式  12.3 SCI應(yīng)用實(shí)例    12.3.1 硬件設(shè)計(jì)    12.3.2 軟件設(shè)計(jì)第13章 SPI串行外設(shè)接口  13.1 SPI模塊概述  13.2 串行外設(shè)接口結(jié)構(gòu)及使用    13.2.1 SPI模塊結(jié)構(gòu)    13.2.2 SPI的工作原理    13.2.3 SPI波特率和時(shí)鐘方式    13.2.4 SPI的使用  13.3 SPI寄存器  13.4 SPI應(yīng)用實(shí)例    13.4.1 硬件設(shè)計(jì)    13.4.2 實(shí)驗(yàn)步驟    13.4.3 軟件設(shè)計(jì)第14章 控制器局域網(wǎng)  14.1 概述  14.2 F2812 CAN模塊的使用    14.2.1 F2812內(nèi)嵌CAN模塊概述    14.2.2 CAN幀結(jié)構(gòu)    14.2.3 CAN控制器相關(guān)寄存器    14.2.4 CAN模塊初始化    14.2.5 信息的發(fā)送    14.2.6 信息的接收  14.3 CAN控制器應(yīng)用實(shí)例    14.3.1 硬件設(shè)計(jì)    14.3.2 軟件設(shè)計(jì)第15章 工業(yè)控制中的應(yīng)用實(shí)例  15.1 三相正弦SPWM波形發(fā)生器    15.1.1 實(shí)例詳述    15.1.2 正弦SPWM波產(chǎn)生器的程序設(shè)計(jì)  15.2 PWM電動(dòng)機(jī)控制    15.2.1 實(shí)例詳述    15.2.2 PWM電動(dòng)機(jī)控制DSP電路設(shè)計(jì)    15.2.2 PWM電動(dòng)機(jī)控制的程序設(shè)計(jì)  15.3 音頻測(cè)試實(shí)例    15.3.1 實(shí)例詳述    15.3.2 芯片介紹    15.3.3 硬件設(shè)計(jì)    15.3.4 軟件設(shè)計(jì)

章節(jié)摘錄

　　3.系統(tǒng)特點(diǎn)　　基于DSP芯片的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的模擬信號(hào)處理系統(tǒng)相比具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：　　(1)精度高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)　　精度僅受到量化誤差和有限字長(zhǎng)的影響，處理過(guò)程不引入其他噪聲，因此具有較高的信噪比。另外，模擬系統(tǒng)的性能受到元器件參數(shù)性能的影響比較大，而數(shù)字系統(tǒng)基本不變，因此數(shù)字系統(tǒng)更便于測(cè)試、調(diào)試及批量生產(chǎn)?！　?2)編程方便，容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法(含有自適應(yīng)算法)　　DSP系統(tǒng)中，DSP芯片提供了一個(gè)高速計(jì)算平臺(tái)，系統(tǒng)功能依賴于軟件編程實(shí)現(xiàn)。當(dāng)其與現(xiàn)代信號(hào)處理理論和計(jì)算數(shù)學(xué)相結(jié)合時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理能力?！　?3)接口簡(jiǎn)單、方便　　由于數(shù)字信號(hào)的電氣特性簡(jiǎn)單，不同的DSP系統(tǒng)相互連接時(shí)，在硬件接口上容易實(shí)現(xiàn)。在數(shù)據(jù)流接口上，各系統(tǒng)間只要遵循特定的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議即可?！　?4)集成方便　　現(xiàn)代DSP芯片都是將DSP芯核及其外圍電路綜合集成在單一的芯片上。這種結(jié)構(gòu)便于設(shè)計(jì)便攜式高集成度的數(shù)字產(chǎn)品?！　?5)可程控　　當(dāng)系統(tǒng)的性能和功能發(fā)生改變時(shí)，不需要重新設(shè)計(jì)、裝載和調(diào)試。如實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通等不同的數(shù)字濾波；虛擬儀器中的濾波器、頻譜儀；軟件無(wú)線電中不同工作模式下的通信等?！　×硗?，現(xiàn)代DSP芯片作為可編程超大集成電路(VLsI)器件，通過(guò)可下載的軟件和固件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理功能。DSP芯片除具備普通微處理器的運(yùn)算和控制功能外，還針對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)值運(yùn)算密集的實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理，在處理器結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和指令流程設(shè)計(jì)上進(jìn)行了很大的改進(jìn)?！　‘?dāng)然，數(shù)字信號(hào)處理也存在一定的缺點(diǎn)。例如，對(duì)于簡(jiǎn)單的信號(hào)處理任務(wù)，如與模擬交換線的電話接口，若采用DSP則使成本增加。DSP系統(tǒng)中的高速時(shí)鐘可能帶來(lái)高頻干擾和電磁泄漏等問(wèn)題，而且DSP系統(tǒng)消耗的功率也較大。此外，DSP技術(shù)更新的速度非?？欤瑪?shù)學(xué)知識(shí)要求多，開(kāi)發(fā)和調(diào)試工具還不盡完善?！　‰m然DSP系統(tǒng)存在著一些缺點(diǎn)，但其突出的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)使它在通信、語(yǔ)音、圖像、雷達(dá)、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)控制、儀器儀表等許多領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。1.1.3DSP的技術(shù)應(yīng)用　　DSP最早是指一種信號(hào)處理技術(shù)，直到20世紀(jì)80年代初第一個(gè)商用數(shù)字處理器問(wèn)世，DSP才逐步成為一種全新高速處理器的名稱。最初DSP的應(yīng)用在于專業(yè)數(shù)據(jù)通信和語(yǔ)音處理，各種專用調(diào)制解調(diào)器、聲碼器、數(shù)據(jù)加密機(jī)等。其后DSP應(yīng)用擴(kuò)展到廣泛的民用產(chǎn)品，諸如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、通用調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字答錄機(jī)、無(wú)線通信終端。20世紀(jì)90年代中期，DSP在數(shù)字GSM手機(jī)和無(wú)線基站應(yīng)用中都獲得了巨大的成功。與此同時(shí)，DSP開(kāi)始全面拓展到新興應(yīng)用，并在寬帶通信、數(shù)字控制、數(shù)字音頻、數(shù)字視頻等眾多市場(chǎng)上捷報(bào)頻傳。　　作為一種重要的處理器，DSP已經(jīng)處于數(shù)字信息產(chǎn)品核心引擎的地位，面對(duì)中外如此巨大的市場(chǎng)空間，更好的DSP應(yīng)用有待我們?nèi)ヅν诰颉?/pre>








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