数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林志贵，王宜怀 著

图书标签:

• 数字信号控制器
• MC56F8257
• 嵌入式系统
• 信号处理
• 控制系统
• 原理与实践
• 微控制器
• DSP
• 单片机
• 应用开发
• 电子工程

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512413405

版次：1

商品编码：11387919

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：445

字数：613000

正文语种：中文

内容简介

　　《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》以飞思卡尔（Freescale）的DSP56800E内核的MC56F82x系列DSC为蓝本阐述数字信号控制器的软件与硬件设计。全书共14章，第1～4章囊括了学习一个DSC完整要素的入门环节。其中第1章简单介绍DSP56800E内核特点、寻址方式及指令。第2章介绍MC56F825X硬件小系统。第3章介绍一个样例程序及开发环境下的工程组织方法，完成一个MC56F82571程的入门任务。第4章阐述串行通信接口QSCI，并给出一个带中断的实例。第5～13章分别介绍了定时器、eFlexPWM、ADC、DAC、HSCM比较器、SPI、12C、Flash、CAN及MC56F8257其他模块等。第14章给出了MC56F8257在数字滤波器中的应用。
　　《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》提供了配套资料，内含所有底层驱动构件源程序、测试实例、辅助阅读材料、教学课件、相关芯片资料及常用软件工具。
　　《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》可作为高等院校嵌入式系统等相关专业的教材或培训资料，也可作为DSP56800E应用工程师的技术研发参考书。

内页插图

目录

第1章 DSP56800E处理器概述
1.1 概述
1.2 DSP56800E处理器
1.3 DSP56800E的寻址方式
1.4 DSP56800E指令系统
1.4.1 数据传送类指令
1.4.2 算术运算类指令
1.4.3 逻辑运算类与位操作类指令
1.4.4 程序控制类指令
1.4.5 AGU算术指令
1.5 DSP56800E汇编语言基础
1.5.1 DSP56800E汇编源程序格式
1.5.2 DSP56800E汇编语言伪指令

第2章 MC56F825X硬件最小系统
2.1 DSC概述
2.1.1 相关概念
2.1.2 MC56F82xx系列DSC
2.2 MC56F8257功能及存储器映像
2.2.1 MC56F8257的功能
2.2.2 MC56F8257的存储器映像及特点
2.3 MC56F8257的引脚功能及硬件最小系统
2.3.1 MC56F8257的引脚功能
2.3.2 MC56F8257硬件最小系统
2.3.3 MC56F8257硬件评估板与测试步骤

第3章 第一个样例程序及工程组织
3.1 MC56F8257的GPIO模块
3.1.1 GPIO寄存器
3.1.2 GPIO的工作方式
3.1.3 GPIO的基本编程方法
3.2 CodeWarrior开发环境
3.3 CW环境下C语言工程文件的组织框架
3.3.1 工程文件的组织结构
3.3.2 系统启动及初始化相关文件
3.3.3 芯片初始化、主程序、中断程序及其他文件
3.3.4 机器码文件
3.3.5.lst文件与.map文件
3.3.6 实例：如何在CW环境下新建一个DSC工程
3.4 第一个C语言工程：控制小灯闪烁
3.4.1 GPIO构件设计
3.4.2 Light构件设计
3.4.3 Light测试工程主程序
3.4.4 理解第一个C工程的执行过程

第4章 队列式串行通信接口QSCI
4.1 异步串行通信的基础知识
4.1.1 串行通信的基本概念
4.1.2 RS-232总线标准
4.1.3 TTL电平到RS-232电平转换电路
4.1.4 串行通信编程模型
4.2 MC56F8257的osci模块
4.2.1 QSCI模块的特点
4.2.2 0sci工作方式
4.2.3 0sci模块的寄存器
4.3 0sci模块编程方法
4.3.1 QSCI初始化与收发编程的基本方法
4.3.2 实例：QSCI构件设计与测试
4.4 实例：MC56F8257中断源与第一个带中断的编程
4.4.1 中断与异常的基本知识
4.4.2 MC56F8257的中断机制
4.4.3 MC56F8257的中断编程方法
4.4.4 实例：MC56F8257的中断优先级编程

第5章 定时器模块
5.1 计数器／定时器的基本工作原理
5.1.1 硬件方式
5.1.2 软件方式
5.1.3 可编程计数器／定时器
5.2 MC56F8257定时器模块
……
第6章 脉宽调制模块eFlexPWM
第7章 ADC模块
第8章 DAC模块与高速比较器HSCMP模块
第9章 Flash存储器在线编程
第10章 队列式串行外设接口QSPI
第11章 I2C模块
第13章 其他功能模块
第14章 MC56F8257在滤波器设计中的应用
附录A MC56F825X系列的中断向量表
附录B 本书配套教学硬件开发系统
附录C 本书配套教学资料目录结构
参考文献

前言/序言

数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257 内容概述： 本书深入探讨数字信号控制器（DSC）的核心原理，并结合一款具体的、广泛应用的MC56F8257微控制器，提供了从基础理论到实际应用的全方位指导。本书旨在帮助读者构建扎实的数字信号处理知识体系，并掌握利用高性能DSP进行嵌入式系统开发的实践技能。 第一部分：数字信号处理基础理论 本部分将系统性地梳理数字信号处理（DSP）领域不可或缺的基础概念和理论框架。我们将从信号的本质出发，讲解数字信号与模拟信号的区别、采样定理（Nyquist-Shannon sampling theorem）的重要性及其在信号数字化过程中的关键作用，以及量化噪声的产生和控制。 信号的离散化： 详细阐述模拟信号如何通过采样和量化转化为数字信号。我们将分析采样频率对信号保真度的影响，以及奈奎斯特频率的概念。量化过程中，我们将深入探讨量化误差的性质、如何减小量化误差（如增加量化位数），以及量化噪声的统计特性。 滤波器设计与实现： 滤波器是DSP的核心工具，用于选择性地保留或去除信号中的特定频率分量。本部分将详细介绍两种主要的滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 IIR滤波器： 讲解其设计方法，包括巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器等经典设计。我们将分析IIR滤波器的传递函数、零点和极点，以及它们对滤波器性能的影响。同时，会探讨IIR滤波器实现中的稳定性问题和系数量化对性能的影响。 FIR滤波器： 介绍其线性相位特性和设计方法，如窗函数法（矩形窗、汉明窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。我们将分析FIR滤波器的阶数选择、冲激响应以及它们与频率响应的关系。FIR滤波器在设计上的灵活性和稳定性优势也将被重点强调。 傅里叶变换系列： 傅里叶变换是理解信号频谱特性的基础。我们将从连续傅里叶变换（FT）入手，逐步过渡到离散傅里叶变换（DFT），并重点介绍其高效计算算法——快速傅里叶变换（FFT）。 DFT与FFT： 详细讲解DFT的定义、性质及其在频谱分析中的应用。我们将深入解析FFT算法的原理，包括蝶形运算、按位反转排序等关键步骤，以及其在降低计算复杂度方面的巨大优势。读者将学习如何利用FFT对信号进行时域到频域的转换，从而分析信号的频率成分。 Z变换： Z变换是分析离散时间系统和离散信号的有力工具，它在处理差分方程和系统稳定性方面发挥着关键作用。我们将讲解Z变换的定义、基本性质（如线性、时移、乘法等），以及它与傅里叶变换的关系。通过Z变换，我们可以将时域的差分方程转化为频域的有理函数，从而更方便地分析系统的频率响应和稳定性。 系统稳定性与因果性： 深入探讨数字信号处理系统中系统稳定性的概念，以及因果性（causality）的要求。我们将通过分析系统函数的极点位置来判断系统的稳定性，并阐述因果系统在实际应用中的重要性。 第二部分：MC56F8257 数字信号控制器详解 本部分将聚焦于MC56F8257这款集成了高性能DSP核和丰富外设的微控制器，深入解析其硬件架构、指令集以及关键外设的功能和应用。 MC56F8257 架构概览： 详细介绍MC56F8257的整体架构，包括其高性能DSP核、总线结构、存储器映射以及时钟系统。我们将剖析DSP核的核心部件，如算术逻辑单元（ALU）、乘法累加单元（MAC）、寄存器组等，以及它们如何协同工作以实现高速的DSP运算。 DSP 指令集与寻址模式： 深入学习MC56F8257的DSP指令集，包括各类算术指令、逻辑指令、位操作指令、跳转指令以及专门为DSP优化的指令（如MAC指令）。我们将详细讲解其丰富的寻址模式，如立即寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、基址+偏移寻址等，以及如何选择合适的寻址模式以优化代码效率。 中断系统与低功耗模式： 阐述MC56F8257强大的中断系统，包括中断向量表、中断优先级、中断向量生成以及中断服务程序的编写。我们将讲解如何通过中断机制响应外部事件，提高系统的实时性。同时，也会介绍MC56F8257提供的多种低功耗模式，以及如何根据应用需求选择和配置低功耗模式以节省能源。 内存管理与DMA： 详细介绍MC56F8257的内存组织，包括程序存储器（Flash）、数据存储器（RAM）以及各种外设寄存器的地址映射。我们将重点讲解直接内存访问（DMA）控制器的工作原理，以及如何利用DMA进行高效的数据传输，从而减轻CPU的负担，提高系统整体性能。 外设接口详解： MC56F8257集成了丰富的片上外设，本部分将对其中与DSP应用密切相关的关键外设进行深入介绍。 ADC（模数转换器）： 讲解ADC的原理、分辨率、采样率、转换模式（单次转换、连续转换）以及多通道采样。我们将分析不同ADC配置对信号采集精度的影响，并提供实际应用中的配置建议。 DAC（数模转换器）： 介绍DAC的原理、分辨率、输出范围以及输出模式。我们将讲解如何利用DAC生成模拟信号，例如用于音频输出或模拟控制。 定时器/计数器： 详细介绍MC56F8257的多种定时器/计数器，包括其工作模式（定时、计数、PWM生成等）、输入捕捉、输出比较等功能。我们将分析如何利用定时器实现精确的时间控制、脉冲宽度调制（PWM）信号生成等。 通信接口（SCI/SPI/I2C）： 讲解MC56F8257的串行通信接口（SCI/UART）、SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）总线。我们将分析它们的通信协议、数据传输方式、工作流程，并提供实际应用中的接口配置和数据通信示例。 PWM（脉冲宽度调制）模块： 详细介绍PWM模块的功能，包括其生成可变占空比和频率的方波信号的能力。我们将重点讲解PWM在电机控制、电源管理、LED亮度调节等领域的广泛应用，并提供相关的配置和控制方法。 第三部分：基于MC56F8257 的DSP 应用实践 本部分将结合MC56F8257的硬件特性，通过一系列实际应用案例，指导读者如何将DSP理论知识转化为可执行的代码，并解决实际工程问题。 开发环境搭建与入门： 详细介绍MC56F8257的开发工具链，包括集成开发环境（IDE）、编译器、调试器、仿真器等。我们将指导读者如何安装和配置开发环境，并编写第一个简单的DSP程序，例如LED闪烁或按键扫描，帮助读者熟悉开发流程。 信号采集与滤波实例： 实时信号采集： 演示如何配置MC56F8257的ADC模块，实时采集外部模拟信号（如传感器信号）。我们将重点讲解采样率的选择、中断驱动的采集方式以及数据存储。 数字滤波器实现： 结合之前介绍的IIR和FIR滤波器理论，编写能够在MC56F8257上实现的数字滤波器程序。读者将学习如何在DSP处理器上高效地执行滤波器算法，例如实现低通、高通、带通滤波。我们将分析不同滤波器算法在MC56F8257上的性能表现。 音频信号处理： 音频采集与播放： 演示如何利用ADC采集音频信号，并通过DAC或外部音频接口播放音频。我们将讲解音频数据的格式、采样率和位深度等参数。 音频效果实现： 例如，实现简单的音频效果，如回声（Echo）或混响（Reverb），通过DSP的计算能力对音频信号进行实时处理。 电机控制应用： PWM控制： 详细讲解如何利用MC56F8257的PWM模块实现直流电机或无刷直流电机的速度控制。我们将分析PID控制算法的原理，以及如何在DSP上实现PID控制器，以实现精确的电机调速。 正弦波PWM（SPWM）生成： 介绍SPWM的原理及其在逆变器控制中的应用，并演示如何在MC56F8257上生成SPWM信号，以驱动电机实现平稳运行。 通信协议的应用： 传感器数据通信： 演示如何利用SCI/SPI/I2C接口与外部传感器通信，读取传感器数据，并将数据通过通信接口发送出去。 设备间的数据交互： 设计一个简单的通信协议，实现MC56F8257与其他设备之间的数据交互，例如通过RS485总线进行组网通信。 DSP算法的优化技巧： 汇编语言的运用： 在性能要求极高的关键部分，介绍如何结合汇编语言对C语言代码进行优化，以榨取DSP的最大性能。 硬件加速器的利用： 讲解MC56F8257中可能存在的硬件加速器，例如MAC单元，以及如何通过代码设计充分利用这些硬件资源。 循环展开与流水线优化： 介绍提高代码执行效率的常用技巧，如循环展开、指令流水线优化等。 结论： 通过本书的学习，读者将不仅能够深刻理解数字信号控制器的工作原理和DSP基础理论，更能掌握MC56F8257这款强大的DSP微控制器的使用方法，并能够独立设计和实现各种实际的DSP应用系统。本书的实践导向性将使读者在理论与实践之间搭建起坚实的桥梁，为他们在嵌入式系统开发、信号处理、控制工程等领域的工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 我在为我的一个新项目寻找一款合适的数字信号处理器，期间对比了市面上各种主流的DSP芯片。MC56F8257凭借其独特的架构和强大的性能给我留下了深刻的印象。然而，要充分发挥它的潜力，一本能够深入讲解其原理和实践应用的书籍是必不可少的。在众多书籍中，《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》以其专业性和实践性脱颖而出。这本书的内容涵盖了从DSP基础到MC56F8257的精细化应用，可以说是面面俱到。我特别欣赏书中对MC56F8257的指令集、中断向量表、定时器配置以及ADC/DAC接口的详细讲解，这对于我进行底层的硬件开发至关重要。作者还提供了大量关于滤波器设计、FFT算法加速、以及电机控制等经典DSP应用在MC56F8257上的具体实现方法，这些内容对我项目的开发非常有参考价值。书中不仅仅给出了代码，更重要的是阐述了代码背后的设计思路和优化策略，让我能够举一反三，解决更复杂的问题。这本书的语言严谨而不失生动，结构清晰，无论是作为案头参考还是系统学习，都是不可多得的佳作。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 这本书，哦，简直是给我打开了新世界的大门！我一直对数字信号处理（DSP）有着浓厚的兴趣，但总觉得理论过于抽象，实践起来更是无从下手。市面上相关的书籍不少，但很多要么过于偏重理论，要么技术细节讲解得不够深入，让人看了云里雾里。当我拿到这本《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》时，心里其实是抱着试试看的心态。结果呢？简直是惊喜连连！作者的叙述方式非常清晰，把复杂的概念分解得条理分明，仿佛一位经验丰富的老教授在循循善诱。从最基础的数字信号处理理论，到具体的控制器原理，再到实际的开发应用，每一个环节都衔接得非常自然。特别是书中对MC56F8257这款芯片的深入剖析，让我觉得这本书不仅仅是理论的搬运工，更是真正具备实践指导意义的工具书。我尤其喜欢其中对各种算法的讲解，不仅提供了理论公式，还结合了芯片的特性，给出了具体的实现思路和代码示例。这对于我这样想要将理论转化为实际产品的读者来说，简直是福音。我能想象，通过这本书的学习，我能更自信地去设计和实现各种基于DSP的控制系统，解决实际工程中的难题。这本书的排版也很人性化，图文并茂，关键概念的突出显示，都让阅读体验更加流畅。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 我是一名在嵌入式系统领域摸爬滚打多年的工程师，深知掌握一款强大的数字信号控制器对于提升产品性能至关重要。一直以来，我都在寻找一本能够系统讲解DSP核心技术，并且能结合具体硬件平台进行深度实践的书籍。在翻阅了无数相关资料后，这本《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》无疑是其中最令人眼前一亮的一本。书中不仅对数字信号处理的经典算法做了详尽的论述，更重要的是，它将这些理论巧妙地映射到了MC56F8257这款高性能DSP控制器上。作者对于芯片架构的理解非常透彻，从指令集、流水线、中断机制到外设接口，都进行了深入的剖析，并且详细讲解了如何在这些硬件基础上高效地实现DSP算法。书中提供的代码示例，不仅仅是简单的“Hello, World”，而是包含了大量实际应用场景下的优化技巧和注意事项，这对于我们这些需要快速将理论转化为产品的工程师来说，无疑是节省了大量宝贵的调试和摸索时间。我特别欣赏书中关于滤波器设计、FFT变换、以及PID控制算法在DSP上的实现章节，讲解得既深入又实用，让我对如何充分发挥MC56F8257的强大性能有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 作为一名在信号处理领域摸索多年的研究者，我一直对能够将理论与实践完美结合的书籍有着极高的期待。很多DSP的书籍要么侧重于算法的纯粹数学推导，要么过于宽泛，难以深入到具体的硬件层面。而这本《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》恰恰满足了我的需求。作者在对DSP理论进行清晰梳理的同时，将重点放在了MC56F8257这款微控制器的实际应用上。从芯片的架构特点，到其特有的指令集和寻址模式，再到如何利用其硬件加速器来优化信号处理算法，都进行了深入的剖析。书中关于各种典型DSP算法（如FFT、FIR/IIR滤波器、自适应滤波器等）在MC56F8257上的高效实现，提供了宝贵的工程经验和代码范例。我特别看重的是书中对实时性要求的处理，以及如何通过优化程序结构和利用硬件资源来满足严格的实时响应。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，为读者指明了在实际工程中应用DSP技术的道路。书中对各种调试技巧和性能分析方法的介绍，也为我解决实际问题提供了重要的启示。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 作为一个刚刚接触数字信号处理领域的学生，我常常感到无所适从。市面上的教材要么过于枯燥，要么内容不够全面，很难找到一本能够既讲解透彻理论，又能引导实践的读物。这本《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》彻底改变了我的看法。作者用一种非常易于理解的方式，将复杂的DSP概念娓娓道来，从傅里叶变换、Z变换等基础理论，到各种滤波器的设计原理，再到更高级的信号处理算法，都讲解得非常到位。更重要的是，这本书并没有停留在理论层面，而是紧密结合了MC56F8257这款强大的数字信号控制器。书中详细介绍了这款芯片的内部架构、指令集以及常用的外设接口，并且提供了大量生动的代码示例，让我能够将学到的理论知识直接应用到实际的硬件开发中。我尤其喜欢书中关于实时操作系统和多任务处理的章节，这对于我理解如何在嵌入式系统中高效地运行DSP算法非常有帮助。这本书的图示和表格运用得恰到好处，帮助我更直观地理解抽象的概念。总而言之，这是一本非常适合初学者入门，同时也能满足有一定基础的读者深入学习的优秀教材。