本書是面向普通高等教育應(yīng)用型本科院校的教材，以TI公司的TMS320X28X芯片為主要描述對象，介紹了DSP的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)控制、軟件開發(fā)基礎(chǔ)、各種外設(shè)的結(jié)構(gòu)原理和使用方法，以及DSP系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計基礎(chǔ)，并給出了TMS320X28X芯片在光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)中綜合應(yīng)用的實例。
本書基于卓越工程師教育培養(yǎng)計劃改革思路編寫，突出工程實踐性的特色，包含豐富的硬件和軟件設(shè)計工程應(yīng)用實例，尤其適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。本書的結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了工程教育中以目標為導(dǎo)向的OBE理念，明確各篇章學(xué)習(xí)目標，便于讀者檢視學(xué)習(xí)成果。本書還提供了課外學(xué)習(xí)的參考書目和項目實踐參考題目，有利于學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)研究，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力。
本書內(nèi)容全面，通俗易懂，適于應(yīng)用型本科院校自動化、電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器以及機器人等專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)，也適合使用TMS320X28X系列器件的技術(shù)開發(fā)人員參考。
第2版前言
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，DSP芯片得到日益廣泛的應(yīng)用，在工業(yè)控制、汽車電子、移動通信、消費類電子產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域都能發(fā)現(xiàn)DSP技術(shù)的身影，且普及程度不斷擴大和深化。DSP技術(shù)也日益平民化，越來越多的工程技術(shù)人員研究和使用DSP技術(shù)。國內(nèi)高等院校大多開設(shè)有相應(yīng)的課程，主要以美國德州儀器（TI）公司的產(chǎn)品為主，講授DSP原理和應(yīng)用。根據(jù)專業(yè)的不同，目前常見的與DSP技術(shù)有關(guān)的教材通常介紹TMS320C5000系列和TMS320C2000系列DSP芯片。本書主要面向自動化、電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器和機器人等專業(yè)的學(xué)生以及相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員，以TMS320F2812為例介紹DSP芯片的特點、結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法。
本書共分11章，第1章介紹數(shù)字信號處理技術(shù)的概況，并提供了可開展項目教學(xué)的實踐題目；第2章介紹DSP的基本結(jié)構(gòu)、引腳功能、CPU和存儲器；第3章主要介紹DSP系統(tǒng)控制和中斷，包括時鐘、CPU定時器、中斷控制和低功耗模式，并提供中斷程序編寫框架和例程；第4章介紹DSP軟件開發(fā)基礎(chǔ)，包括DSP軟件開發(fā)流程和工具、集成開發(fā)環(huán)境CCS、在CCS中DSP工程項目開發(fā)過程、DSP項目開發(fā)中C語言基礎(chǔ)、鏈接命令文件CMD的編寫方法和實例，并提供具體DSP工程項目開發(fā)實例；第5~9章分別介紹DSP的片內(nèi)外設(shè)，包括輸入/輸出端口GPIO、事件管理器EV、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、串行外設(shè)接口SPI和串行通信接口SCI，從使用的角度出發(fā)，介紹外設(shè)的工作原理和結(jié)構(gòu)，寄存器的結(jié)構(gòu)和功能，對每一個外設(shè)都配有一個具體的應(yīng)用實例，從硬件電路設(shè)計和軟件編寫兩個方面進行詳細介紹，為讀者學(xué)習(xí)提供參考；第10章介紹DSP系統(tǒng)的電路設(shè)計基礎(chǔ)，包括小系統(tǒng)電路設(shè)計、存儲器電路設(shè)計、輸入/輸出接口電路設(shè)計、ADC和DAC接口電路設(shè)計，并針對DSP的特點介紹電路布局的基本準則；第11章以光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置為例，詳細介紹TMS320F2812在工程中的應(yīng)用，給出了系統(tǒng)多個功能模塊的原理、程序流程和源程序代碼。
本書著眼于高等工程教育中電氣與電子信息類專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)，融合工程教育目標導(dǎo)向OBE理念，突出工程實踐特色。本書得到了中國計量學(xué)院和國家卓越工程師教育培養(yǎng)計劃首批試點學(xué)校浙江科技學(xué)院的大力支持，浙江科技學(xué)院的鄭玉珍負責(zé)全書的統(tǒng)稿，中國計量大學(xué)的李璟和蔡慧，浙江科技學(xué)院的陳才、于愛華和施秧參加了本書的修訂。
本書在編寫過程中參考了大量國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料，以及許多技術(shù)網(wǎng)站的公開資料，在此對資料的原作者表示衷心的感謝！
由于編者水平有限，書中難免存在錯誤或不當(dāng)之處，敬請讀者批評指正！
編者
目錄
第2版前言
第1版前言
第1章緒論1
1.1數(shù)字信號處理概述1
1.2數(shù)字信號處理器1
1.2.1DSP芯片的主要結(jié)構(gòu)特點1
1.2.2DSP芯片的發(fā)展4
1.2.3DSP芯片的分類及主要技術(shù)指標4
1.2.4DSP芯片的應(yīng)用5
1.2.5DSP芯片的選擇5
1.3DSP系統(tǒng)6
1.3.1DSP系統(tǒng)的構(gòu)成6
1.3.2DSP系統(tǒng)的設(shè)計過程7
1.4拓展閱讀及項目實踐8
本章重點小結(jié)10
習(xí)題10
第2章DSP結(jié)構(gòu)與特性11
2.1DSP的基本結(jié)構(gòu)和主要特性11
2.1.1DSP的基本結(jié)構(gòu)11
2.1.2DSP的主要特性13
2.2引腳分布及封裝15
2.3內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)16
2.4中央處理器CPU17
2.4.1算術(shù)邏輯運算單元17
2.4.2乘法器17
2.4.3桶形移位器18
2.4.4CPU寄存器18
2.4.5狀態(tài)寄存器19
2.5存儲器及其擴展接口21
2.5.1內(nèi)部存儲空間21
2.5.2外部擴展接口23
本章重點小結(jié)25
習(xí)題25
第3章DSP系統(tǒng)控制與中斷26
3.1時鐘和系統(tǒng)控制26
3.1.1系統(tǒng)時鐘26
3.1.2時鐘單元寄存器27
3.1.3鎖相環(huán)單元29
3.1.4看門狗單元30
3.1.5看門狗單元寄存器31
3.2CPU定時器33
3.3DSP的中斷37
3.3.1DSP中斷概述37
3.3.2PIE中斷擴展38
3.3.3中斷向量表及其映射41
3.3.4中斷寄存器44
3.3.5中斷程序編寫47
3.4低功耗模式48
3.4.1低功耗模式概述48
3.4.2低功耗模式寄存器49
本章重點小結(jié)51
習(xí)題51
第4章DSP軟件開發(fā)基礎(chǔ)52
4.1軟件開發(fā)流程和工具52
4.2DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS54
4.2.1CCS概述54
4.2.2CCS的安裝及配置56
4.2.3CCS應(yīng)用界面57
4.3DSP工程項目開發(fā)61
4.3.1工程項目創(chuàng)建61
4.3.2工程項目編譯和構(gòu)建64
4.3.3工程項目調(diào)試65
4.4C語言編程基礎(chǔ)69
4.4.1數(shù)據(jù)類型69
4.4.2頭文件70
4.4.3編譯預(yù)處理73
4.4.4C語言與匯編語言的混合
編程74
4.4.5關(guān)鍵字77
4.4.6C語言程序框架78
4.5鏈接命令文件CMD80
4.6DSP軟件開發(fā)實例84
本章重點小結(jié)88
習(xí)題88
第5章通用輸入/輸出端口GPIO89
5.1輸入/輸出端口概述89
5.2GPIO寄存器92
5.3GPIO應(yīng)用實例流水燈控制97
本章重點小結(jié)100
習(xí)題100
第6章事件管理器EV101
6.1事件管理器概述101
6.1.1事件管理器模塊和信號101
6.1.2事件管理器結(jié)構(gòu)103
6.1.3事件管理器寄存器地址105
6.2通用定時器107
6.2.1通用定時器結(jié)構(gòu)107
6.2.2通用定時器的計數(shù)模式109
6.2.3通用定時器的復(fù)位111
6.3脈寬調(diào)制單元PWM111
6.3.1PWM信號112
6.3.2PWM比較單元112
6.3.3PWM電路113
6.4PWM波形的產(chǎn)生116
6.4.1通用定時器產(chǎn)生PWM波形116
6.4.2PWM單元產(chǎn)生PWM波形120
6.5脈沖捕獲單元CAP122
6.5.1CAP結(jié)構(gòu)和特點122
6.5.2CAP操作123
6.6正交編碼脈沖單元QEP124
6.6.1QEP電路結(jié)構(gòu)和時鐘125
6.6.2QEP解碼和計數(shù)125
6.7事件管理器中斷126
6.8事件管理器的寄存器127
6.9事件管理器應(yīng)用實例SPWM
設(shè)計137
6.9.1SPWM硬件電路設(shè)計137
6.9.2SPWM軟件設(shè)計138
本章重點小結(jié)141
習(xí)題141
第7章模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC142
7.1ADC模塊概述142
7.2ADC模塊的工作原理144
7.2.1自動排序器144
7.2.2順序采樣方式和并行采樣方式146
7.2.3ADC工作模式151
7.2.4輸入觸發(fā)源153
7.2.5序列轉(zhuǎn)換的中斷操作154
7.3ADC時鐘預(yù)定標器156
7.4ADC電源操作157
7.5ADC寄存器158
7.6ADC應(yīng)用舉例166
本章重點小結(jié)168
習(xí)題168
第8章串行外設(shè)接口SPI169
8.1串行外設(shè)接口概述169
8.228x系列DSP的SPI模塊170
8.3SPI的操作173
8.3.1SPI的主機模式174
8.3.2SPI的從機模式174
8.3.3SPI中斷175
8.3.4SPI數(shù)據(jù)格式175
8.3.5波特率和時鐘模式176
8.3.6SPI復(fù)位初始化178
8.3.7SPI的FIFO操作模式179
8.4SPI寄存器180
8.5SPI接口應(yīng)用實例186
8.5.1硬件電路設(shè)計186
8.5.2軟件設(shè)計187
本章重點小結(jié)189
習(xí)題189
第9章串行通信接口SCI190
9.1串行通信接口概述190
9.228x系列DSP的SCI模塊結(jié)構(gòu)191
9.328x系列DSP的SCI工作原理192
9.3.128x系列DSP的SCI
數(shù)據(jù)格式192
9.3.228x系列DSP的SCI
通信格式192
9.3.328x系列DSP的SCI中斷196
9.3.4SCI波特率計算197
9.3.5SCI多處理器通信198
9.3.628x系列DSP的SCI增強功能201
9.4SCI的寄存器201
9.5SCI應(yīng)用舉例209
9.5.1硬件電路設(shè)計209
9.5.2軟件設(shè)計例程210
本章重點小結(jié)214
習(xí)題214
第10章DSP系統(tǒng)電路設(shè)計基礎(chǔ)215
10.1DSP小系統(tǒng)電路設(shè)計216
10.1.1時鐘電路設(shè)計218
10.1.2復(fù)位電路設(shè)計219
10.1.3電源管理電路設(shè)計219
10.1.4調(diào)試和仿真接口電路設(shè)計221
10.2外部存儲器擴展電路設(shè)計222
10.3通用輸入/輸出電路設(shè)計223
10.3.1DSP系統(tǒng)中的鍵盤電路設(shè)計224
10.3.2DSP系統(tǒng)的顯示電路設(shè)計226
10.3.3DSP系統(tǒng)中緩沖、隔離與驅(qū)動
電路設(shè)計228
10.4AD與DA接口電路設(shè)計230
10.4.1片內(nèi)ADC信號接口電路230
10.4.2DSP與ADC的接口電路230
10.4.3DSP與DAC接口電路設(shè)計231
10.5DSP電路布局基本準則232
本章重點小結(jié)233
習(xí)題233
第11章工程應(yīng)用實例基于
TMS320F2812的光伏并網(wǎng)發(fā)
電模擬裝置234
11.1光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置電路結(jié)構(gòu)234
11.1.1光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)234
11.1.2光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置235
11.1.3DCAC電路結(jié)構(gòu)235
11.1.4信號檢測電路236
11.1.5電源管理電
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