韓豐田、李海霞編著的這本《TMS320F281x DSP 原理及應(yīng)用技術(shù)（第2版》以TMS320F281x系列數(shù)字信 號(hào)處理器為主線(xiàn)，結(jié)合豐富的實(shí)例系統(tǒng)論述了DSP的 工作原理及 應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)。主要內(nèi)容涵蓋DSP的硬件結(jié)構(gòu)、外設(shè) 模塊、C語(yǔ)言編程、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方法、綜合項(xiàng)目 案 例等。全書(shū)各章均提供了經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)例以 方便讀者實(shí)踐，每章配有練習(xí)題以鞏固學(xué)習(xí)和教學(xué)。
    本書(shū)適合作為高年級(jí)本科生和研究生的“DSP原理與 應(yīng)用”相關(guān)課程的教材，也可作為從事電氣控制、自 動(dòng) 控制的相關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書(shū)。

　　序
　　我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售收入總規(guī)模在2013年已經(jīng)突破12萬(wàn)億元，行業(yè)收入占工業(yè)總體比重已經(jīng)超過(guò)9%。電子信息產(chǎn)業(yè)在工業(yè)經(jīng)濟(jì)中的支撐作用凸顯，更加促進(jìn)了信息化和工業(yè)化的高層次深度融合。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和石墨烯等新興產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)了新的特點(diǎn)，電子信息產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)面臨著新的挑戰(zhàn)。
　�。�1） 隨著控制、通信、人機(jī)交互和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等新興電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備融合了大量最新的電子信息技術(shù)，它們一起構(gòu)成了龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，派生出大量新興的電子信息技術(shù)應(yīng)用需求。這些“系統(tǒng)級(jí)”的應(yīng)用需求，迫切要求具有系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)能力的電子信息技術(shù)人才。
　�。�2） 電子信息系統(tǒng)設(shè)備的功能越來(lái)越復(fù)雜，系統(tǒng)的集成度越來(lái)越高。因此，要求未來(lái)的設(shè)計(jì)者應(yīng)該具備更扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)和更寬廣的專(zhuān)業(yè)視野。未來(lái)電子信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來(lái)越要求軟件和硬件的協(xié)同規(guī)劃、協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同調(diào)試。
　�。�3） 新興電子信息技術(shù)的發(fā)展依賴(lài)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷推動(dòng)，半導(dǎo)體廠(chǎng)商為設(shè)計(jì)者提供了越來(lái)越豐富的生態(tài)資源，系統(tǒng)集成廠(chǎng)商的全方位配合又加速了這種生態(tài)資源的進(jìn)一步完善。半導(dǎo)體廠(chǎng)商和系統(tǒng)集成廠(chǎng)商所建立的這種生態(tài)系統(tǒng)，為未來(lái)的設(shè)計(jì)者提供了更加便捷卻又必須依賴(lài)的設(shè)計(jì)資源。
　　教育部2012年頒布了新版《高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄》，將電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了整合，為各高校建立系統(tǒng)化的人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和寬廣專(zhuān)業(yè)技能的、兼顧“基礎(chǔ)”和“系統(tǒng)”的高層次電子信息人才給出了指引。
傳統(tǒng)的電子信息學(xué)科專(zhuān)業(yè)課程體系呈現(xiàn)“自底向上”的特點(diǎn)，這種課程體系偏重對(duì)底層元器件的分析與設(shè)計(jì)，較少涉及系統(tǒng)級(jí)的集成與設(shè)計(jì)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)很多高校對(duì)電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系進(jìn)行了大力度的改革，這些改革順應(yīng)時(shí)代潮流，從系統(tǒng)集成的角度，更加科學(xué)合理地構(gòu)建了課程體系。
為了進(jìn)一步提高普通高校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育與教學(xué)質(zhì)量，貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量若干意見(jiàn)》（教高【2012】4號(hào)）的精神，教育部高等學(xué)校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)開(kāi)展了“高等學(xué)校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系”的立項(xiàng)研究工作，并于2014年5月啟動(dòng)了《高等學(xué)校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)系列教材》（教育部高等學(xué)校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃教材）的建設(shè)工作。其目的是為推進(jìn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展，提高教學(xué)水平，滿(mǎn)足高等學(xué)校對(duì)電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)、教學(xué)改革與課程改革的需要。
　　本系列教材定位于高等學(xué)校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程，適用于電子信息類(lèi)的電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程、微電子科學(xué)與工程、光電信息科學(xué)與工程、信息工程及其相近專(zhuān)業(yè)。經(jīng)過(guò)編審委員會(huì)與眾多高校多次溝通，初步擬定分批次（2014—2017年）建設(shè)約100門(mén)課程教材。本系列教材將力求在保證基礎(chǔ)的前提下，突出技術(shù)的先進(jìn)性和科學(xué)的前沿性，體現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)和工程實(shí)踐教學(xué)； 將重視系統(tǒng)集成思想在教學(xué)中的體現(xiàn)，鼓勵(lì)推陳出新，采用“自頂向下”的方法編寫(xiě)教材； 將注重反映優(yōu)秀的教學(xué)改革成果，推廣優(yōu)秀的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與理念。
　　為了保證本系列教材的科學(xué)性、系統(tǒng)性及編寫(xiě)質(zhì)量，本系列教材設(shè)立顧問(wèn)委員會(huì)及編審委員會(huì)。顧問(wèn)委員會(huì)由教指委高級(jí)顧問(wèn)、特約高級(jí)顧問(wèn)和國(guó)家級(jí)教學(xué)名師擔(dān)任，編審委員會(huì)由教育部高等學(xué)校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員和一線(xiàn)教學(xué)名師組成。同時(shí)，清華大學(xué)出版社為本系列教材配置優(yōu)秀的編輯團(tuán)隊(duì)，力求高水準(zhǔn)出版。本系列教材的建設(shè)，不僅有眾多高校教師參與，也有大量知名的電子信息類(lèi)企業(yè)支持。在此，謹(jǐn)向參與本系列教材策劃、組織、編寫(xiě)與出版的廣大教師、企業(yè)代表及出版人員致以誠(chéng)摯的感謝，并殷切希望本系列教材在我國(guó)高等學(xué)校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)與課程體系建設(shè)中發(fā)揮切實(shí)的作用。
　　
　　教授

　　再版前言

　　數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）是當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一，隨著DSP芯片運(yùn)算能力與外設(shè)功能的大幅度提升，其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。美國(guó)德州儀器（TI）的TMS320F281x系列DSP芯片是一款面向?qū)崟r(shí)控制優(yōu)化的高性能32位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，片內(nèi)集成了高速DSP內(nèi)核及大容量Flash存儲(chǔ)器、高速RAM存儲(chǔ)器、面向電機(jī)控制的事件管理器、多通道高速A/D轉(zhuǎn)換模塊、增強(qiáng)型CAN總線(xiàn)通信接口、SCI異步串行通信接口、SPI串行外設(shè)接口、多通道緩沖接口、PLL時(shí)鐘控制模塊、看門(mén)狗、32位定時(shí)器、豐富的外設(shè)中斷及多達(dá)56個(gè)通用數(shù)字I/O等外設(shè)模塊，為設(shè)計(jì)功能復(fù)雜的數(shù)字控制系統(tǒng)提供了高性能的單芯片解決方案，廣泛應(yīng)用于精密運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)字電源、可再生能源、電力線(xiàn)通信、LED照明、汽車(chē)電子、家用電器、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。
　　本書(shū)以TMS320F281x 系列數(shù)字信號(hào)處理器為主線(xiàn)，結(jié)合豐富的實(shí)例講述了DSP的工作原理及應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)，各章節(jié)配有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的應(yīng)用開(kāi)發(fā)例程以方便讀者實(shí)踐，每章后配有習(xí)題以配合課程教學(xué)需要。本書(shū)在2009年4月出版了第1版，已被國(guó)內(nèi)多家高校選為DSP課程教材。在第1版的基礎(chǔ)上，第2版主要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行了增補(bǔ)和修訂：
（1） 更新了第1章緒論部分，介紹了TI各個(gè)系列DSP芯片的最新進(jìn)展；
（2） 新增了第12章，介紹了DSP芯片在陀螺穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；
（3） 在第4、6章增補(bǔ)了部分接口應(yīng)用實(shí)例；
（4） 結(jié)合第1版教材使用情況，對(duì)全書(shū)文字進(jìn)行了修訂。
　　全書(shū)可分為3個(gè)部分，共12章。第一部分包括第1~8章，主要介紹TMS320F281x系列DSP芯片的特點(diǎn)、內(nèi)核結(jié)構(gòu)及片內(nèi)集成的外設(shè)模塊。第二部分包括第9~10章，結(jié)合DSP實(shí)驗(yàn)裝置講述了DSP應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)。第三部分包括第11~12章，結(jié)合作者的科研工作介紹了DSP在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制和陀螺穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。書(shū)中提供了較多的應(yīng)用實(shí)例原理圖和程序代碼，附錄還提供了DSP實(shí)驗(yàn)裝置的電路原理圖，以方便讀者參考。
　　本書(shū)第1~11章由韓豐田編寫(xiě)，第12章由李海霞編寫(xiě)。在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，介紹的一些應(yīng)用實(shí)例是作者與清華大學(xué)導(dǎo)航技術(shù)工程中心的同事、研究生共同合作的成果。本書(shū)在出版過(guò)程中得到清華大學(xué)出版社的大力支持，在此一并表示感謝。
　　限于編者水平有限，書(shū)中存在的錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

　　編著者 2014年3月于清華大學(xué)

　　第1版前言
　　為了適應(yīng)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展需求，近年來(lái)出現(xiàn)了許多高性能的數(shù)字信號(hào)處理器(digital signal processor，DSP)。伴隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)水平和工藝的飛速進(jìn)步，DSP芯片的處理速度越來(lái)越快，功能越來(lái)越豐富，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。
TMS320C2000系列DSP芯片是TI面向工業(yè)控制推出的數(shù)字信號(hào)處理器，既具備數(shù)字信號(hào)器的強(qiáng)大運(yùn)算能力，又像單片機(jī)一樣在片內(nèi)集成了豐富的外設(shè)與控制模塊，因此又被稱(chēng)作數(shù)字信號(hào)控制器。新一代的TMS320C28xx系列與TMS320C24x的指令和大部分功能模塊兼容，但運(yùn)算能力提高了20倍，主要應(yīng)用于大存儲(chǔ)設(shè)備管理、高性能的數(shù)字控制等場(chǎng)合，如多軸運(yùn)動(dòng)控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)器人控制、數(shù)字電源、汽車(chē)電子、光通信網(wǎng)絡(luò)、智能傳感器等應(yīng)用領(lǐng)域。
TMS320F281x系列DSP芯片包括TMS320F2810、TMS320F2811和TMS320F2812，采用高性能的32位CPU，指令執(zhí)行速率達(dá)到150MIPS。片內(nèi)集成了大容量Flash存儲(chǔ)器、高速SRAM存儲(chǔ)器、功能強(qiáng)大的事件管理器、高速A/D轉(zhuǎn)換模塊、增強(qiáng)型CAN總線(xiàn)通信模塊、SCI串行通信接口、SPI串行外設(shè)接口、多通道緩沖接口、PLL時(shí)鐘模塊、看門(mén)狗、定時(shí)器以及多達(dá)56個(gè)通用I/O等外設(shè)單元，為用戶(hù)提供了單芯片實(shí)現(xiàn)高性能數(shù)字控制系統(tǒng)的解決方案。
自2006年春開(kāi)學(xué)以來(lái)，作者面向儀器科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)工程、機(jī)械工程、電氣工程、工業(yè)自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的研究生開(kāi)設(shè)了“DSP原理及應(yīng)用技術(shù)”課程，開(kāi)發(fā)了基于TMS320F2812的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。作者根據(jù)多年從事DSP教學(xué)和科研工作的實(shí)踐，對(duì)教學(xué)講義進(jìn)行修訂后編寫(xiě)了這本教材，其目的是介紹TMS320C28xx系列DSP的原理與應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)。書(shū)中以目前廣泛應(yīng)用的TMS320F2812為主線(xiàn)，詳細(xì)介紹了DSP芯片的硬件結(jié)構(gòu)、外設(shè)模塊的原理及應(yīng)用、C語(yǔ)言編程、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)技術(shù)。結(jié)合作者開(kāi)發(fā)的DSP實(shí)驗(yàn)裝置，在介紹各個(gè)功能單元的同時(shí)提供了相應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例，給出了硬件電路原理圖和C語(yǔ)言程序。考慮到與多通道緩沖串口兼容的外設(shè)芯片較少，本書(shū)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)介紹TMS320F281x的多通道緩沖串口，感興趣的讀者可參考TI的參考文獻(xiàn)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置及本書(shū)內(nèi)容方面的問(wèn)題歡迎與作者及時(shí)溝通。
　　本書(shū)的內(nèi)容可分為兩大部分，前8章介紹TMS320F281x的原理和片內(nèi)外設(shè)模塊，并給出了較多的接口應(yīng)用和編程實(shí)例； 后3章面向DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)，介紹DSP應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和C語(yǔ)言編程，并結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)例和開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置介紹DSP系統(tǒng)的硬件和軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。此外，在每章后附有習(xí)題以配合課程教學(xué)的需要。
在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，王芃參加了部分資料的整理和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)工作，研究生陳景春、付真斌、張沖等對(duì)書(shū)稿進(jìn)行了閱讀并提出了許多中肯的建議，楊俊霞參與了本書(shū)的文字錄入工作。本書(shū)在選題和出版過(guò)程中得到了清華大學(xué)出版社的大力支持，在此一并表示感謝。
　　限于編者水平，書(shū)中存在的錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
　　韓豐田
　　2008年12月

      韓豐田，清華大學(xué)精密儀器系，教授，博士生導(dǎo)師，中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)會(huì)理事，高精度慣性?xún)x表及系統(tǒng)技術(shù)教育部國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。長(zhǎng)期從事慣性?xún)x表、慣性導(dǎo)航技術(shù)及DSP應(yīng)用系統(tǒng)等方面的科研與教學(xué)工作，開(kāi)設(shè)研究生課程“DSP原理及應(yīng)用技術(shù)”。曾獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、河南省教育廳科技成果一等獎(jiǎng)、清華大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎(jiǎng)、清華大學(xué)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)成果二等獎(jiǎng)、清華大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文等。獨(dú)立編寫(xiě)了《TMS320F28lx DSP原理及應(yīng)用技術(shù)》(第1版)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利7項(xiàng)。 李海霞，清華大學(xué)精密儀器系，助理研究員。多年來(lái)一直從事慣性導(dǎo)航系統(tǒng)控制技術(shù)方面的科研工作，研究方向包括多軸旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)伺服控制、高精度角度測(cè)量技術(shù)等，專(zhuān)注于基于C2000系列DsP的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用，發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇�！　� 

第1章 緒論 1.1 TMS320系列DSP芯片 1.2 TMS320C28xx系列DSP芯片簡(jiǎn)介 1.3 TMS320F281x系列DSP芯片 1.3.1 TMS320F281x的功能和特點(diǎn) 1.3.2 TMS320F281x的主要外設(shè)模塊 1.3.3 TMS320F281x芯片的封裝 1.4 基于DSP的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 1.4.1 數(shù)字控制系統(tǒng) 1.4.2 運(yùn)動(dòng)控制技術(shù) 1.4.3 基于TMS320F281x的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 習(xí)題與思考題第2章 系統(tǒng)控制及中斷 2.1 時(shí)鐘及系統(tǒng)控制 2.1.1 時(shí)鐘概述 2.1.2 振蕩器與基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘模塊 2.1.3 外設(shè)時(shí)鐘的配置 2.1.4 低功耗模式 2.1.5 看門(mén)狗 2.2 CPU定時(shí)器 2.3 通用數(shù)字I/O 2.3.1 GPIO概述 2.3.2 GPIO寄存器 2.4 外設(shè)中斷擴(kuò)展模塊 2.4.1 PIE控制器概述 2.4.2 中斷向量表的映射 2.4.3 中斷源及其響應(yīng)過(guò)程 2.4.4 PIE中斷向量表 2.4.5 定時(shí)器0中斷舉例 習(xí)題與思考題第3章 存儲(chǔ)器及外部接口 3.1 片內(nèi)存儲(chǔ)器接口 3.1.1 CPU內(nèi)部總線(xiàn) 3.1.2 32位數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的地址分配 3.2 存儲(chǔ)器映射 3.3 片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器 3.3.1 Flash存儲(chǔ)器概述 3.3.2 Flash存儲(chǔ)器空間分配 3.4 外部擴(kuò)展接口 3.4.1 外部接口功能描述 3.4.2 XINTF的配置 3.4.3 配置建立、有效和保持階段的等待狀態(tài) 3.4.4 XINTF的寄存器 3.4.5 外部接口的DMA訪(fǎng)問(wèn) 3.5 外部接口的應(yīng)用 3.5.1 擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器 3.5.2 擴(kuò)展D/A轉(zhuǎn)換器 習(xí)題與思考題第4章 串行通信接口 4.1 SCI模塊 4.1.1 SCI模塊概述 4.1.2 SCI模塊的結(jié)構(gòu) 4.1.3 SCI的通信格式 4.1.4 波特率設(shè)置 4.1.5 SCI的中斷 4.1.6 SCI的FIFO操作 4.2 SCI模塊的多處理器通信 4.2.1 多處理器通信概述 4.2.2 空閑線(xiàn)多處理器模式 4.2.3 地址位多處理器模式 4.3 SCI的寄存器 4.4 SCI應(yīng)用舉例 4.4.1 標(biāo)準(zhǔn)串行總線(xiàn)接口 4.4.2 通信接口電路 4.4.3 SCI接口編程舉例 ……第5章 串行外設(shè)接口第6章 增強(qiáng)型CAN控制器第7章 事件管理器第8章 A/D轉(zhuǎn)換模塊第9章 DSP系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第10章 TMS320C28x的軟件開(kāi)發(fā)第11章 無(wú)刷直流電機(jī)控制第12章 陀螺穩(wěn)定平臺(tái)控制附錄A F281x系列DSP芯片的引腳信號(hào)附錄B DSP實(shí)驗(yàn)裝置電路原理圖附錄C 部分英文縮寫(xiě)參考文獻(xiàn)