dsPIC數(shù)字信號控制器入門與實戰(zhàn)

前言

微芯科技（Microchip Tech.Inc.）的8位單片機(jī)早已成為業(yè)界的佼佼者，出貨量和銷售額都居于第一位。但是微芯科技并不滿足當(dāng)前的成績，而是積極開拓新的市場，以極快的速度先后推出了dsPIC系列16位數(shù)字信號控制器（DSC）及其PIC24系列16位微控制器。目前16位產(chǎn)品的四大家族dsPIC30F、dsPIC33F、PIC24F、PIC24FJ已經(jīng)日臻完善，家族里的成員不斷豐富。同時很多嶄新的型號正在設(shè)計、測試、試驗當(dāng)中。內(nèi)嵌USB、以太網(wǎng)接口、QVGA驅(qū)動的16位單片機(jī)將很快推出，滿足用戶不同設(shè)計對象的需求。微芯科技所有16位單片機(jī)堅持“一個核心”的原則，也即內(nèi)核保持匯編級兼容，外圍保持引腳和外設(shè)兼容。這樣，從18個引腳到28、40、64、80、100個引腳，程序容量從幾KB到256KB，多達(dá)數(shù)百個分支型號可供用戶選擇。同時每個分支系列都在同步發(fā)展，用戶總可以在這些型號里選擇到合適自己的產(chǎn)品。目前8位P1C方面的書籍已經(jīng)相當(dāng)豐富了，16位PIC和dsPIC方面的書籍卻很少。這本關(guān)于微芯科技16位單片機(jī)的書分成兩個部分：入門篇和實戰(zhàn)篇，分別針對這個系列單片機(jī)的基本知識和相關(guān)應(yīng)用案例進(jìn)行深入淺出的介紹。內(nèi)容豐富，范例詳盡，并配有資料CD，內(nèi)附MPLAB IDE開發(fā)環(huán)境軟件包、C30編譯器學(xué)生版、濾波器設(shè)計軟件包（Filter Design）、若干C語言和匯編程序代碼、電路圖、元件封裝以及實用小程序等資料。這是一本手冊，也是一本作者多年實際工程經(jīng)驗的總結(jié)。本書可以作為嵌入式設(shè)計工程師的設(shè)計指南，也可以作為大專院校師生的參考書目。微芯科技很快會推出一系列嶄新的PIC32家族（Dytona）32位微控制器。這個系列采用獨具特色的處理器內(nèi)核，具有很高的MIPS／功耗比以及眾多第三方軟件開發(fā)商的支持。這樣，微芯科技將為客戶提供從8位到16位以至32位的完備解決方案。我們相信，微芯科技將會不負(fù)眾望，不斷豐富產(chǎn)品線。也希望以這部書作為用戶學(xué)習(xí)和開發(fā)的起點，幫助您進(jìn)入嵌入式設(shè)計的精彩世界。

內(nèi)容概要

本書可以稱作16位DsC的“入門篇”。側(cè)重于dsPIc30F／33F系列16位數(shù)字信號控制器的基礎(chǔ)知識和相關(guān)實際工程經(jīng)驗的介紹。針對這一系列McU的架構(gòu)、外設(shè)、存儲器模式、尋址模式、開發(fā)工具等進(jìn)行循序漸進(jìn)、深入淺出的介紹，從入門到精通再到實戰(zhàn)。提供了關(guān)于數(shù)字濾波、FFT等實戰(zhàn)范例，幫助工程師系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究，同時把指令集以簡潔的表格形式呈現(xiàn)在讀者面前，方便編程時迅速準(zhǔn)確查找。    本書可作為工程技術(shù)人員迅速掌握dsPIC30F／33F系列16位數(shù)字信號控制器開發(fā)技術(shù)的實用參考書。

作者簡介

石朝林，畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)電機(jī)系電氣自動化專業(yè).后進(jìn)修于清華大學(xué)電子系電子技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)專業(yè)。畢業(yè)后在北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院先后擔(dān)任精密儀器系和自動化系實驗員、實驗室主任職務(wù)。后就職于香港科匯北京辦事處負(fù)責(zé)8位、32位處理器技術(shù)支持。目前就職于微芯科技北京辦事處.擔(dān)任主任工程師，主要負(fù)責(zé)Mcu類產(chǎn)品技術(shù)支持。
    作者有累計17年嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計經(jīng)驗，組織和參加過多個涉及MCu和模擬電路的技術(shù)開發(fā)項目，具有比較豐富的開發(fā)經(jīng)驗。

書籍目錄

第1章 CPU架構(gòu)  1.1 概述  1.2 編程者模型(Programmer’sModel)    1.2.1 工作寄存器堆    1.2.2 影子寄存器(ShadowRegister)    1.2.3 未初始化的w寄存器的復(fù)位  1.3 軟件堆棧(SoftwareStack)    1.3.1 軟件堆棧示例    1.3.2 W14軟件堆棧幀指針    1.3.3 堆棧指針上溢(Overflow)和下溢(Underflow)  1.4 與核心相關(guān)的寄存器    1.4.1 狀態(tài)寄存器(SR)    1.4.2 核心控制寄存器(CORCON)    1.4.3 其他CPU控制寄存器  1.5 算術(shù)邏輯部件(ALU)  1.6 DSP引擎    1.6.1 累加器(Accumulators)    1.6.2 乘法器(MultipIier)    1.6.3 累加器與加法器    1.6.4 舍人邏輯(RoundLogic)    1.6.5 桶形移位寄存器(BarrelShifter)    1.6.6 DSP引擎陷阱事件  1.7 除法器  1.8 指令流類型  1.9 循環(huán)結(jié)構(gòu)    1.9.1 REPEAT循環(huán)結(jié)構(gòu)    1.9.2 DO循環(huán)結(jié)構(gòu)第2章 中斷系統(tǒng)  2.1 中斷系統(tǒng)簡介  2.2 中斷優(yōu)先級(Interrupt Priority)    2.2.1 用戶中斷優(yōu)先級    2.2.2 CPU中斷優(yōu)先級  2.3 中斷的操作過程  2.4 中斷嵌套(Interrupt Nest)  2.5 非屏蔽中斷陷阱(Non-Maskable Trap)    2.5.1 軟陷阱(Solt Trap)    2.5.2 硬陷阱(Hard Trap)  2.6 軟件禁止中斷指令(DISI)  2.7 利用中斷將CPU從SLEEP和IDLE狀態(tài)喚醒  2.8 外部中斷源  2.9 中斷處理時序    2.9.1 單周期指令的中斷響應(yīng)時間    2.9.2 雙周期指令的中斷響應(yīng)時間    2.9.3 從中斷返回    2.9.4 中斷響應(yīng)時間的特殊情況    2.10 中斷設(shè)置流程    2.10.1 初始化    2.10.2 中斷服務(wù)程序    2.10.3 禁止中斷  2.11 和中斷相關(guān)的寄存器第3章 程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器  3.1 程序存儲器與EEPROM    3.1.1 程序存儲器地址映射    3.1.2 程序計數(shù)器PC    3.1.3 從Flash或EEPROM進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的方法  3.2 數(shù)據(jù)存儲器    3.2.1 概述    3.2.2 數(shù)據(jù)區(qū)地址發(fā)生單元(AGU)    3.2.3 模數(shù)尋址(ModuloAddressing)    3.2.4 位反轉(zhuǎn)尋址(BitReversedAddressing)第4章 定時計數(shù)器第5章 A／D轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用第6章 DMA控制器(DMAC)第7章 串行通信端口第8章 輸入捕捉與輸出比較第9章 電機(jī)控制專用外設(shè)第10章 時鐘電路第11章 系統(tǒng)管理模塊第12章 I/O商品及相關(guān)功能第13章 開發(fā)工具第14章 數(shù)字濾波器設(shè)計第15章 實時時鐘模塊（RTC）附錄A 快速傅里葉變換（FFT）附錄B 指令集詳解附錄C 利用DSP核提高直流無刷電機(jī)的PID效率附錄D 隨身攜帶的PIC開發(fā)利器PICKit2參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：和PIC16或PIC18等8位單片機(jī)的硬件堆棧不同，dsPIC30F。系列DSC采用軟件堆棧。所有16位。PIC和dsPIC的堆棧都是建立在RAM里面，因此堆棧的深度完全決定于某顆芯片片上RAM的多少。硬件堆棧數(shù)量較少（8級或31級）、簡單可靠、操作快速、不占用系統(tǒng)RAM，但是存在堆棧級數(shù)少、不能被用戶直接操作、不支持遞歸運算、不能用來保存用戶變量等缺點。而基于RAM的軟件堆棧深度可調(diào)、可保存用戶變量、操作靈活、支持遞歸等復(fù)雜算法。軟件堆棧的缺點是占用系統(tǒng)RAM、芯片成本增加。w15被用作堆棧指針，因此用戶一般不要使用W15作別的用途。為了避免錯誤的堆棧訪問，w15的最低位被硬件強(qiáng)制設(shè)置為“O”。該指針在中斷處理、子程序調(diào)用與返回等情況下將被自動修改。與操作所有其他w寄存器的方式一樣，w15也可以使用任何指令對其進(jìn)行操作。這樣可以簡化對堆棧指針的讀、寫和控制操作。例如用戶可以建立堆棧幀（StackFrame）。當(dāng)芯片發(fā)生復(fù)位時（任何類型的復(fù)位）w15都被初始化為指向0x0800，也就是片內(nèi)RAM的起始地址（0～7FF為SFR的范圍）。這樣可以確保芯片一復(fù)位即可獲得有效的堆棧指針，指向有效的RAM地址。這樣的設(shè)計非常有利于處理一些極端情況，比如單片機(jī)復(fù)位后，在軟件還沒有來得及初始化SP之前就發(fā)生了非屏蔽陷阱的時候，堆?？梢杂脕肀４鏀帱c數(shù)據(jù)。在初始化期間，用戶可以根據(jù)需要將SP重新指向RAM空間內(nèi)的任何地址單元。

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