DSP技术实践教程:TMS320F28335设计与实验

DSP技术实践教程:TMS320F28335设计与实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

姚晓通,李积英,蒋占军 著
图书标签:
  • DSP
  • TMS320F28335
  • 数字信号处理
  • 嵌入式系统
  • 实践教程
  • 实验
  • 控制技术
  • 电机控制
  • C语言
  • 微控制器
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302378075
版次:1
商品编码:11594117
品牌:清华大学
包装:平装
丛书名: 高等院校计算机实验与实践系列示范教材
开本:16开
出版时间:2014-12-01
用纸:胶版纸
页数:317
字数:502000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

目前国内有关DSP技术理论介绍的教材较多,而着重介绍实践内容的书较少,为了提高学生应用开发能力,作者结合多年的教学经验编写了此书。本书以美国TI公司常用芯片TMS320F28335的实践应用为主线,重点介绍数字信号处理器DSP的基础知识、硬件设计及大量的实验开发项目等。实验内容涵盖常规实验、算法实验和扩展实验,着眼于逐步提高读者的DSP技术实际应用能力,希望对学习使用DSP技术的相关人员有所帮助。

本书中的所有程序均实际调试通过,并为教师提供本书配套全部实验源程序。


内容简介

  《DSP技术实践教程:TMS320F28335设计与实验》以美国TI公司常用芯片TMS320F28335的实践应用为主线,重点介绍了数字信号处理器DSP的基础知识、硬件设计及大量的实验开发项目等。
  《DSP技术实践教程:TMS320F28335设计与实验》的特点是紧紧围绕DSP技术的实践教学主线,从基础理论、软硬件设计到大量的实验开发,实验内容涵盖常规实验、算法实验和扩展实验。《DSP技术实践教程:TMS320F28335设计与实验》本着循序渐进的原则,着眼逐步提高读者的DSP技术实际应用能力。书中的所有程序均实际调试通过,并免费提供给读者。
  《DSP技术实践教程:TMS320F28335设计与实验》内容全面、通俗易懂、实用性强,可作为电子信息、通信工程、自动化等专业本科生和研究生的教材或参考书,也可供从事DSP技术应用的工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 概述
1.1 数字信号处理系统
1.1.1 数字信号处理系统的构成
1.1.2 数字信号处理系统的特点
1.2 DSP芯片应用
1.3 DSP芯片的开发现状
1.4 F2833x系列的特点
1.5 TMS320F28335外部引脚和信号说明

第2章 基本结构与特征
2.1 CPU概述
2.1.1 CPU组成及特性
2.1.2 CPU信号
2.1.3 CPU结构
2.1.4 地址和数据总线
2.2 CPU寄存器
2.2.1 累加器
2.2.2 被乘数寄存器
2.2.3 结果寄存器
2.2.4 数据页指针
2.2.5 堆栈指针
2.2.6 辅助寄存器
2.2.7 程序指针
2.2.8 返回程序寄存器
2.2.9 中断控制寄存器
2.2.10 状态寄存器0
2.2.11 状态寄存器1
2.3 片上锁相环
2.3.1 PLL功能配置
2.3.2 时钟信号监视电路
2.3.3 相关寄存器
2.3.4 PLL配置注意事项
2.4 CPU定时器
2.4.1 工作原理
2.4.2 相关寄存器

第3章 存储器与通用I/O口
3.1 存储器
3.1.1 存储器映射
3.1.2 代码安全模块
3.2 通用输入输出端口
3.2.1 GPIO概述
3.2.2 GPIO工作模式
3.2.3 数字I/O工作模式下的控制
3.2.4 输入限定功能
3.2.5 相关子寄存器
3.2.6 GPIO配置步骤

第4章 中断管理
4.1 中断向量和优先级
4.1.1 中断标志寄存器
4.1.2 中断使能寄存器和调试中断使能寄存器
4.2 不可屏蔽中断
4.2.1 INTR指令
4.2.2 TRAP指令
4.2.3 不可屏蔽硬件中断
4.3 复位操作
4.4 低功耗模式
4.5 外设中断扩展模块PIE
4.5.1 PIE模块概述
4.5.2 中断向量列表的映射地址
4.5.3 中断源
4.5.4 中断向量列表
4.5.5 PIE模块相关寄存器
4.5.6 CPU中断控制相关寄存器
4.5.7 外部中断控制寄存器

第5章 片内外设
5.1 增强型脉宽调制
5.1.1 ePWM概述
5.1.2 ePWM各子模块介绍
5.2 SCI模块结构及功能介绍
5.2.1 SCI功能概述
5.2.2 SCI多处理器通信
5.2.3 空闲线多处理器模式
5.2.4 地址位多处理器模式
5.2.5 SCI通信格式
5.2.6 SCI的中断
5.2.7 SCI波特率计算
5.2.8 SCI增强功能
5.3 串行外设接口
5.3.1 概述
5.3.2 SPI模块工作方式介绍
5.3.3 SPI中断及其他相关配置
5.3.4 SPIFIFO功能介绍
5.4 增强型正交编码脉冲
5.4.1 概述
5.4.2 正交解码单元
5.4.3 位置计数器及控制单元
5.4.4 边沿捕获单元
5.4.5 eQEP看门狗电路
5.4.6 中断结构
5.5 增强型捕获
5.5.1 概述
5.5.2 捕获工作模式
5.5.3 APWM工作模式
5.6 模/数转换模块ADC
5.6.1 转换序列发生器工作原埋
5.6.2 不间断自动定序模式
5.6.3 转换时钟
5.6.4 ADC基本电气特性
5.6.5 ADC高级功能

第6章 寻址方式和汇编指令
6.1 寻址方式
6.1.1 寻址方式选择位AMODE
6.1.2 直接寻址方式
6.1.3 堆栈寻址方式
6.1.4 间接寻址方式
6.1.5 寄存器寻址方式
6.1.6 其他可用的几种寻址方式
6.1.7 32位操作的定位
6.2 汇编语言指令集
6.2.1 指令集概述
6.2.2 指令句法描述
6.3 汇编源程序
6.3.1 汇编源程序格式
6.3.2 常量
6.3.3 表达式与运算符
6.3.4 源列表文件

第7章 伪/宏指令和目标文件链接
7.1 伪指令
7.1.1 伪指令作用及分类
7.1.2 伪指令汇总
7.2 宏指令
7.2.1 宏定义和宏调用
7.2.2 与宏相关的伪指令
7.3 目标文件链接
7.3.1 段
7.3.2 段程序计数器
7.3.3 链接器命令文件和链接器伪指令
7.3.4 重定位

第8章 CCS软件使用
8.1 软件开发工具
8.2 安装调试软件
8.2.1 安装DSP调试软件——CCS3.3
8.2.2 CCS3.3 软件升级包的安装
8.2.3 安装DSP仿真器——XDS510USB驱动
8.3 配置XDS510USB(使用CCS3.3 )
8.3.1 更改设置管理器设置
8.3.2 CCS3.3 软件的设置
8.4 初步建立工程
8.5 配置工程
8.5.1 添加文件
8.5.2 配置工程选项
8.5.3 添加GEL文件
8.6 编译和仿真环境的进入
8.7 程序的固化

第9章 实验系统介绍
9.1 EL�睤SP�睧300型DSP实验系统介绍
9.2 硬件资源
9.3 器件片选地址(CPLD译码)说明
9.4 拨码开关介绍
9.5 E_LAB总线接口介绍(E300板上)

第10章 实验指导
10.1 常规实验指导
10.1.1 拨码开关实验
10.1.2 CPU定时器实验
10.1.3 外部中断实验
10.1.4 键盘接口实验(E300)
10.1.5 A/D实验(CPU)
10.1.6 A/D(外部)实验
10.1.7 D/A实验
10.1.8 PWM波形产生实验
10.1.9 语音实验
10.1.1 0LCD实验(E300)
10.1.1 1USB(从模式)实验
10.1.1 2USB(host)实验
10.1.1 3DTMF(双音多频)信号的产生和检测实验
10.1.1 4二维图形生成实验
10.1.1 5数字图像处理实验
10.2 算法实验指导
10.2.1 快速傅里叶变换(FFT)算法实验
10.2.2 有限冲击响应滤波器(FIR)算法实验
10.2.3 无限冲击响应滤波器(IIR)算法实验
10.2.4 卷积(Convolve)算法实验
10.2.5 离散余弦变换(DCT)算法实验
10.2.6 相关(Correlation)算法实验
10.2.7 μ_LAW算法实验
参考文献

前言/序言

近年来,随着DSP技术的迅速发展,DSP芯片的速度、性价比不断提高,并被广泛应用在控制、通信、语音、图像及军事等各个领域。目前DSP技术已成为电子信息、通信、自动控制及仪器仪表等专业学生和从事相关学科工程技术人员掌握的前沿技术。为此迫切需要将相应的研发结果应用到工农业和人们的生活中去。

目前国内有关DSP技术理论介绍的教材较多,而着重介绍实践内容的书较少,为了便于提高学生应用开发能力,笔者结合多年的教学经验编写了此书,希望对学习使用DSP技术的相关人员有所帮助。

本书重点介绍TMS320F28335的软、硬件设计和实验项目开发,全书共10章,第1章概述; 第2章介绍基本结构与特征; 第3章介绍存储器与通用I/O口; 第4章讲解中断管理; 第5章介绍片内外设; 第6章介绍了寻址方式和汇编指令; 第7章介绍了伪/宏指令和目标文件链接; 第8章介绍CCS软件使用; 第9章介绍了实验系统介绍; 第10章是实验指导。

本书由姚晓通、李积英和蒋占军合作编写。本书的第6~10章由姚晓通编写,第1~3章由李积英编写,第4、5章由蒋占军编写,全书由姚晓通统稿。在编写过程中,参阅了不少国内外书籍、TI公司的原版资料,并得到北京精仪达盛公司大力支持,研究生王记荣等做了大量的整理文字工作,在此一并表示衷心的感谢!

由于作者的水平有限,书中难免有不妥之处,恳请读者批评指正。



编者

2014年8月

于兰州交通大学



数字信号处理系统设计:基于新一代嵌入式处理器的实践探索 导言:面向实时与智能的信号处理新范式 随着物联网、工业自动化、汽车电子和5G通信技术的飞速发展,对信号处理系统的实时性、高精度和低功耗提出了前所未有的挑战。传统的DSP(数字信号处理器)架构在应对复杂算法和多任务并行处理时,正逐渐暴露出其在系统集成度和开发效率方面的局限性。因此,探索和掌握面向现代嵌入式系统的数字信号处理技术,成为当前电子工程师和科研人员必须掌握的核心技能。 本书聚焦于当前主流的高性能、高集成度嵌入式处理器在数字信号处理领域的应用与实践。它旨在为读者提供一个系统化、工程化的学习路径,使读者能够独立完成从理论分析到硬件实现的全过程,尤其侧重于如何利用先进的片上资源(如高性能计算单元、专用加速器和丰富的片上外设)高效地实现复杂的DSP算法。 第一部分:现代嵌入式系统与信号处理基础重构 本部分将首先建立读者对现代嵌入式处理器架构的深入理解,并将其与传统的DSP概念进行对比和融合。 1.1 嵌入式处理器核心架构深入解析 我们将详细剖析新一代嵌入式处理器的内部结构,特别是那些集成了强大浮点运算能力(FPU)和SIMD(单指令多数据)加速单元的MIPS、ARM Cortex-A/R系列或特定DSP增强型微控制器。重点分析其流水线设计、缓存一致性机制(Cache Coherency)以及中断响应机制如何影响实时信号处理的性能。我们将探讨如何根据算法特性(如矩阵运算、卷积操作)来选择最能发挥硬件优势的指令集。 1.2 实时操作系统的角色与调度策略 在复杂的信号处理任务中,操作系统(RTOS)的管理至关重要。本章将不侧重于通用的操作系统原理,而是专门针对信号处理流的实时性要求,探讨如FreeRTOS、Zephyr或Linux实时补丁(PREEMPT_RT)下的任务调度策略。我们将分析如何利用优先级继承、信号量和消息队列来同步数据采集、算法执行和结果输出,确保端到端延迟的可预测性。 1.3 信号预处理与数据采集链优化 高效的信号处理始于高质量的数据采集。本章将深入探讨高速模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的选型标准,包括有效位数(ENOB)、采样率和量化噪声。重点讲解同步采样技术、抗混叠滤波器的设计(基于模拟和数字实现)以及DMA(直接内存访问)在数据流传输中的配置,以最大限度地减少CPU干预,确保数据流的无缝衔接。 第二部分:核心数字信号处理算法的嵌入式实现 本部分是本书的核心,它将传统DSP算法与现代嵌入式硬件的优化手段相结合,展示如何高效地将理论转化为可运行的代码。 2.1 快速傅里叶变换(FFT)的硬件加速实现 FFT是频谱分析的基石。我们将研究不同长度FFT的蝶形运算特点,并详细讲解如何利用嵌入式处理器内的SIMD指令或专用MAC(乘积累加)单元来并行处理复数运算,以实现数倍于标量实现的加速。同时,涵盖定点FFT与浮点FFT的精度-性能权衡。 2.2 数字滤波器设计与定点运算优化 重点关注FIR和IIR滤波器的设计,包括窗口函数法、双线性变换法等。在嵌入式实现中,精度损失是关键问题。本章将详述定点化过程中的量化误差分析、溢出保护机制以及如何通过位操作和查找表优化计算效率。 2.3 现代自适应滤波与控制算法 针对噪声消除、回声消除和系统辨识等高级应用,我们将引入LMS(最小均方)及变种算法。我们将探讨如何在有限的计算资源下,平衡算法的收敛速度和稳态误差,并讨论卡尔曼滤波(KF)在状态估计中的嵌入式实现挑战与技巧。 第三部分:系统集成与性能调优实战 理论算法的成功落地依赖于精妙的系统集成和细致的性能调优。本部分侧重于工程实践。 3.1 嵌入式系统的多任务并行处理策略 当系统需要同时处理多路传感器数据(如音频、振动、温度)时,资源竞争不可避免。我们将介绍基于数据流图的任务划分方法,并演示如何使用硬件加速器(如GPU或FPGA接口,若适用)卸载部分计算密集型任务,从而释放主CPU资源给关键的实时控制循环。 3.2 内存访问优化与数据局部性 信号处理算法通常涉及大量数据搬运。我们将分析如何通过合理的内存布局(如结构体对齐、缓存线填充)来提高数据的空间和时间局部性,有效利用L1/L2缓存,减少访存延迟对实时性的冲击。 3.3 性能度量、调试与验证流程 高效的调试工具至关重要。本章介绍如何使用片上性能计数器(Performance Counters)来精确测量不同算法阶段的周期消耗。我们将演示如何使用硬件调试探针(如JTAG/SWD)配合逻辑分析仪,实现“黑盒”算法行为与“白盒”代码执行之间的关联分析,确保系统在极限负载下的稳定性和准确性。 结语:面向未来的嵌入式信号处理趋势 本书的最终目标是培养读者“面向硬件设计算法”的思维模式。通过对先进嵌入式平台的深入实践,读者将能够更好地适应未来嵌入式系统向异构计算、低功耗AIoT融合的方向发展。掌握这些技能,意味着能够设计出既强大又经济、满足下一代工业和消费电子产品需求的实时信号处理解决方案。

用户评价

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我最近在研究一些关于电机控制的算法,特别是FOC(磁场定向控制)。这个领域对DSP的要求极高,不仅要求计算精度,更要求极低的延迟和严格的周期性。我翻阅了几本老教材,发现它们对现代控制算法的实时性要求考虑不足,往往停留在基础的PID层面。因此,我对这本书的期望值非常高,希望它能在高级应用方面有所突破。我特别关注书中对如何实现快速、精确的采样和控制周期的方法论的讲解。例如,如何合理设置触发源、如何保证ADC转换和计算过程的同步性,以及如何通过软件技巧来避免量化误差和计算溢出等问题。如果书中能包含一些关于如何评估和优化算法运行时间的具体工具和指标,比如代码剖析器(Profiler)的使用方法,那将极大地提升其实用价值。对于我们这些需要将理论转化为稳定运行产品的人来说,程序运行的稳定性远比代码写得“漂亮”更重要。这本书如果能在这方面给出深入的指导,无疑将成为案头的必备工具书。

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这本书的封面设计得相当有冲击力,采用了经典的黑白灰配色,字体选择上显得既专业又不失现代感,初看之下,就让人觉得内容一定是扎实严谨的。我个人对数字信号处理(DSP)这个领域一直抱有浓厚的兴趣,但苦于市面上很多教材要么理论过于抽象,要么实践案例陈旧,很难找到一本能真正将两者有效结合的“桥梁”书籍。这本书的标题——“实践教程”几个字,尤其吸引了我。我希望它能不仅仅停留在介绍算法原理的层面,而是能真正带着读者进入实际的芯片平台,一步步去“摸索”和“实现”那些在教科书上看起来高深莫测的DSP应用。比如,我特别期待看到在实时系统中如何处理滤波器、FFT等核心模块,以及如何有效地利用目标硬件的特性来优化性能。如果它能提供详细的、可复现的代码和实验步骤,哪怕是初级的入门项目,对于我这种渴望从理论转向实践的读者来说,价值都是无可估量的。同时,书籍的排版和图示质量也是我非常关注的,清晰的电路图、逻辑框图以及数据流向图,是理解复杂系统架构的关键。总而言之,这本书给我的第一印象是专业、实战导向,充满了能让我动手一试的潜力。

评分

从内容组织结构的角度来看,我非常欣赏这种将理论讲解与具体实验紧密结合的编写方式。通常,教材的结构要么是偏重理论的大学教科书模式,章节划分过于宏大,难以快速定位到所需知识点;要么就是纯粹的“菜谱式”手册,缺乏背景知识的铺垫。我希望这本书能找到一个巧妙的平衡点。理想的状态是,每一个新的概念(比如某个特定的滤波器设计方法或调制策略)出现时,作者能先用简洁的语言解释其数学基础和物理意义,紧接着就提供一个基于目标硬件的、可运行的例程,让读者能立即看到“输入”和“输出”的具体表现。这种即时反馈的学习过程,对于巩固抽象概念至关重要。此外,我特别期待看到作者对于常见编程陷阱的警示和规避策略的介绍。比如,在嵌入式实时系统中,堆栈管理、中断服务程序的长度限制、以及不同数据类型之间的转换问题,都是初学者容易踩坑的地方。如果能有专栏讨论这些“过来人的经验”,那这本书的价值就从“知识传递”跃升到了“经验传承”的层面。

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坦白说,我这次选择这本教材,很大程度上是冲着它所选用的特定处理器系列去的。在嵌入式控制和电机驱动等领域,这个系列的微控制器凭借其出色的浮点运算能力和实时性,几乎成了行业标配。市面上的资料往往碎片化严重,要么只讲芯片的寄存器配置,枯燥乏味,要么是针对某一特定应用写了一个“黑箱”程序,读者看不懂底层逻辑。我最希望看到的是一本能把处理器架构的精髓——比如它的中断机制、向量表、内存映射,以及最重要的,如何高效地调用其内建的数学库和外设驱动——系统地串联起来的书。如果这本书能够深入剖析DSP核如何与片上外设(如ADC/DAC、ePWM等)进行高效交互,并且给出在实际工业场景下进行系统调试和故障排除的经验之谈,那简直是太棒了。我期待它能提供一个从硬件初始化到算法部署的完整闭环流程,而不是只停留在软件层的理论堆砌。好的实践教程应该能教会读者“如何思考”一个DSP系统是如何在硬件上运作起来的,而不是仅仅告诉我们“用哪个函数”。

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这本书的装帧质量和印刷清晰度也给我留下了深刻的印象。在处理技术文档时,清晰的插图和准确的符号表示是保证学习效率的基础。我注意到书中对图形和代码块的处理非常专业,代码缩进和关键字高亮做得恰到好处,这对于长时间阅读和对照实验是极其友好的。很多技术书在印刷细节上处理不佳,导致图示模糊或代码难以辨认,极大地挫伤了读者的积极性。这本书在这方面显然是下足了功夫。另外,我个人对附带的资源包持有很高的期待。如果随书光盘或在线资源能提供完整、可编译的源代码工程,并且这些代码能够很好地组织(比如模块化、注释详尽),那么这本书的附加值将非常高。毕竟,对于实践教程而言,代码本身就是最重要的“文本”。希望作者在代码规范和项目管理方面也能体现出专业水准,这样我才能放心地将其作为项目开发的参考蓝本,而不仅仅是课堂学习的辅助材料。

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很好,速度也很快!再便宜点就更好了!

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不错

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不错,先看了一点

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还行吧!

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不错,先看了一点

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速度很快,书是正版,还不错

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基础教材

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才到正在看,希望有帮助~~~

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还是可以得,不错哈!

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