数字信号控制器原理与实践--基于MC56F8257 林志贵 等 9787512413405 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林志贵 等 著

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• 数字信号控制器
• MC56F8257
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• 信号处理
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• 林志贵
• 电机控制
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店铺： 天乐图书专营店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512413405

商品编码：29573640124

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：数字信号控制器原理与实践--基于MC56F8257

定价：59.00元

作者：林志贵 等

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787512413405

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《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，～4章囊括了学习一个DSC完整要素的入门环节。其中章简单介绍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章介绍个样例程序及开发环境下的工程组织方法，完成个MC56F82571程的入门任务。第4章阐述串行通信接口QSCI，并给出个带中断的实例。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。4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。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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嵌入式系统深度解析：从理论到实践的硬件驱动艺术 在当今科技飞速发展的时代，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能家电到汽车电子，再到工业自动化和医疗设备，无一不闪耀着嵌入式技术的智慧光芒。而嵌入式系统的核心，正是数字信号控制器（Digital Signal Controller, DSC）。本书将带领读者深入探索数字信号控制器的奥秘，揭示其强大的信号处理能力如何驱动现代科技的创新。 第一章：嵌入式系统与数字信号控制器的基石 本章将为读者奠定坚实的嵌入式系统理论基础。我们将从嵌入式系统的定义、特点、发展历程以及在各个领域的应用场景入手，让读者对这一重要技术有一个宏观的认识。随后，将聚焦数字信号控制器（DSC），详细阐述其与通用微控制器（MCU）在架构、指令集、运算能力以及应用侧重点上的根本区别。我们将深入剖析DSC的核心优势，例如其在高速数据采集、实时信号处理、滤波、变换等方面的卓越性能，以及为何在需要极高实时性和精度的应用中，DSC能够脱颖而出。 我们将详细介绍DSC的典型硬件架构，包括中央处理器（CPU）单元、存储器（RAM、ROM、Flash）、输入/输出（I/O）接口、定时器、中断控制器以及关键的数字信号处理加速器（如MAC单元、SATURATE单元等）。通过对这些核心组件的深入理解，读者将能够初步把握DSC的计算原理和工作机制。 第二章：数字信号处理基础理论与算法 要真正掌握DSC，理解其背后的数字信号处理（DSP）理论至关重要。本章将系统性地介绍DSP的基础知识，包括： 信号的数字表示： 采样、量化、编码等基本概念，以及它们对信号保真度的影响。 离散时间信号与系统： Z变换、卷积、差分方程等描述离散时间信号与系统的数学工具，以及它们在信号分析中的应用。 傅里叶变换系列： 离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）的原理与应用。我们将详细讲解FFT如何极大地提高频谱分析的效率，以及其在通信、音频处理等领域的广泛应用。 滤波理论： 数字滤波器的基本概念，包括FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器的设计方法、特性分析以及在去除噪声、提取有用信息方面的作用。我们将通过实例说明不同类型滤波器的适用场景。 统计信号处理基础： 功率谱密度、自相关函数、互相关函数等概念，以及它们在信号识别、系统辨识等方面的应用。 本章的重点在于将抽象的数学理论与实际信号处理任务联系起来，为后续章节的DSC硬件实现和算法移植打下坚实基础。 第三章：DSC的指令集架构与编程模型 本章将深入探讨DSC的指令集架构（ISA）。我们将解析DSC特有的指令类型，例如专为DSP优化的MAC（乘加）指令、位操作指令、饱和运算指令等，以及它们如何实现高效的信号运算。理解这些指令的特点，是编写高效DSP算法的关键。 我们将详细介绍DSC的编程模型，包括寄存器组织、寻址模式、流水线操作以及中断处理机制。读者将学习如何通过寄存器级别的编程来精细控制硬件，实现对信号的精确处理。此外，本章还将介绍高级语言（如C语言）与汇编语言在DSC开发中的结合使用，以及如何通过编译器优化来生成高效的机器码。 第四章：DSC的硬件外设与接口技术 数字信号控制器强大的处理能力需要与丰富的硬件外设协同工作，才能完成复杂的信号采集与控制任务。本章将详细剖析DSC的各种关键外设，包括： 定时器/计数器： 介绍不同类型的定时器（如通用定时器、PWM定时器、看门狗定时器）的功能、工作模式及其在脉冲生成、频率测量、事件触发等方面的应用。 模拟/数字转换器（ADC）与数字/模拟转换器（DAC）： 深入讲解ADC的采样率、分辨率、转换模式以及它们如何将模拟信号转化为数字信号。DAC的功能则与ADC相反，用于将数字信号转换为模拟信号。我们将讨论它们的精度和性能对信号处理结果的影响。 通信接口： 详细介绍DSC支持的各种通信协议，例如UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）、CAN（控制器局域网）等。我们将阐述这些接口的电气特性、通信协议以及在连接外部设备、组建网络中的应用。 中断系统： 剖析DSC的中断控制器，包括中断向量表、中断优先级、中断嵌套等概念。理解中断机制对于实现高效的实时响应至关重要。 DMA（直接内存访问）控制器： 介绍DMA的原理及其如何实现CPU与外设之间高效的数据传输，从而减轻CPU的负担，提高系统吞吐量。 第五章：DSP算法的DSC实现与优化 本章是理论与实践相结合的关键环节。我们将选取一系列典型的DSP算法，并演示如何在DSC平台上进行实现和优化。这些算法可能包括： 数字滤波器实现： 如何将FIR和IIR滤波器的设计公式转化为DSC的汇编或C语言代码，并进行性能优化，例如利用MAC指令加速卷积运算。 FFT算法实现： 演示蝶形运算等FFT核心算法在DSC上的实现，并讨论如何利用DSC的硬件特性来提高FFT的计算速度。 PID控制器算法： 详细讲解PID控制算法的原理，以及如何将其集成到DSC系统中，实现对各种物理量的精确控制，例如电机速度控制、温度调节等。 傅里叶变换的实际应用： 通过实例，如音频信号的频谱分析、谐波检测等，展示如何利用DSC对采集到的信号进行傅里叶变换，并分析其频谱特性。 在算法实现过程中，我们将重点关注优化技术，包括： 指令集级别的优化： 充分利用DSC的特殊指令，例如MAC指令、饱和指令等。 数据结构优化： 选择合适的数据类型和存储方式，减少内存访问次数。 流水线利用： 合理安排指令顺序，充分发挥DSC的流水线性能。 中断与DMA的配合： 利用中断和DMA机制，提高系统响应速度和数据传输效率。 第六章：DSC的开发工具链与调试技术 高效的开发工具链是DSC项目成功的基石。本章将介绍DSC常用的开发环境，包括集成开发环境（IDE）、编译器、调试器等。我们将详细讲解如何使用这些工具来编写、编译、下载和调试DSC程序。 调试是嵌入式开发中不可或缺的环节。本章将深入探讨DSC的调试技术，包括： 仿真器与下载器： 介绍不同类型的仿真器和下载器，以及它们在程序下载和在线调试中的作用。 硬件断点与软件断点： 讲解如何设置断点来暂停程序的执行，并对程序状态进行检查。 内存监视与寄存器查看： 介绍如何在运行时查看内存内容和寄存器值，以便分析程序运行情况。 逻辑分析仪与示波器： 讨论如何利用外部硬件调试工具来监测信号的时序和电平，辅助定位问题。 第七章：DSC在典型应用中的实践 本章将通过一系列具体的应用案例，展示DSC在实际项目中的强大能力。这些案例将涵盖多个领域，例如： 电机控制： 讲解如何利用DSC实现各种类型的电机控制，如无刷直流电机（BLDC）控制、步进电机控制、伺服电机控制等，并讨论其在工业驱动、机器人等领域的应用。 音频信号处理： 演示如何利用DSC实现音频信号的采集、滤波、特效处理（如回声、混响），以及其在音响设备、数字音频工作站（DAW）等产品中的应用。 通信系统： 讲解如何利用DSC实现数字通信调制解调，如FSK、PSK等，并探讨其在无线通信、数据传输等领域的应用。 传感器数据采集与处理： 演示如何利用DSC采集各种传感器数据（如温度、压力、加速度），进行滤波和分析，并将其应用于环境监测、智能仪器等领域。 工业自动化： 介绍DSC在PLC（可编程逻辑控制器）、运动控制器等工业自动化设备中的应用，实现对生产过程的精确控制和监测。 通过这些案例，读者将能够将理论知识与实际工程相结合，掌握DSC在解决实际问题时的应用技巧和策略。 第八章：DSC未来的发展趋势与展望 在章节的结尾，我们将对DSC技术的未来发展趋势进行展望。这可能包括： 更高性能的处理器架构： 新一代DSC在计算能力、功耗效率方面将有显著提升。 集成度更高的外设： 更多的专用硬件加速器和高速接口将被集成到DSC芯片中。 更强大的软件生态系统： 更加成熟和易用的开发工具、库和中间件将不断涌现。 与人工智能、物联网的融合： DSC将在边缘计算、智能感知等领域发挥越来越重要的作用。 本书致力于为读者提供一个系统、全面、深入的数字信号控制器学习路径，从基础理论到高级应用，从硬件原理到软件实现。通过阅读本书，读者将能够掌握利用DSC技术解决复杂工程问题的能力，为在嵌入式系统和数字信号处理领域的发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我不得不提一下这本书在语言表达上的那种特有的“匠人精神”。它不像某些翻译作品那样佶屈聱牙，也不同于一些国产教材常见的叙事拖沓。作者的文字简洁有力，用词精准到位，没有一句废话，但又绝不生硬。在讲解那些需要高度抽象思维的数学模型时，作者总能找到一种既保持数学准确性，又贴合工程师思维习惯的叙述方式，这种表达的艺术性在技术写作中是相当罕见的。阅读过程中，你不会觉得自己在被动地接收信息，而更像是在与一位水平极高的同行进行深入的、富有启发性的对话。这种高质量的文本输出，极大地提升了阅读的“心流”体验，让人在不知不觉中就吸收了大量的专业知识，这才是真正优秀的教材所应具备的特质。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面色彩搭配沉稳又不失活力，那种理工科书籍特有的严谨感被很好地拿捏住了。初次翻阅时，我立刻注意到了排版的清晰度，字体选择和行间距处理得当，即便是面对大量公式和代码块时，眼睛也不会感到疲劳。这种对细节的关注，往往是衡量一本技术书籍专业水准的重要标准。我特别欣赏作者在关键概念引入时使用的图示，它们不是简单地重复文字描述，而是以一种更直观、更抽象的方式，帮助读者构建起对复杂系统结构的整体认知。比如，在讲解某个核心算法的工作流程时，那个流程图简直是点睛之笔，让原本晦涩的理论瞬间变得立体起来。对于初学者来说，良好的阅读体验本身就是保持学习动力的重要支撑，而这本教材在这方面无疑做得非常出色，让人愿意沉下心去啃那些硬骨头知识。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深工程师的角度来看，这本书的价值并不仅仅局限于入门教学。它在某些高级主题的处理上，展现出了作者深厚的行业积累和广阔的视野。例如，在探讨实时性约束和中断处理机制时，作者的分析角度非常犀利，触及了实时操作系统（RTOS）设计中的一些核心难题。书中对不同滤波器的性能对比分析，不仅仅停留在幅频响应的简单比较，还深入到了运算复杂度、内存占用和硬件资源消耗等实际部署层面的考量，这一点非常务实。对于那些需要将算法部署到资源受限的嵌入式设备上的工程师来说，这些关于权衡和优化的讨论，是书本知识转化为实际生产力的关键所在。它成功地将学术研究的严谨性，转化为了工程师解决实际问题的工具箱。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我最大的感受是作者在理论深度和工程实践之间找到了一个近乎完美的平衡点。很多教科书要么过于偏重纯理论的推导，读起来像是在啃数学著作，让人感觉离实际应用遥不可及；要么就是堆砌一堆应用案例，缺乏对底层原理的深入剖析。然而，这本书似乎深谙数字信号处理（DSP）领域对“知其所以然”的迫切需求。它没有放过任何一个关键理论的推导细节，力求让读者明白每一个数学公式背后的物理意义和算法逻辑。更难得的是，一旦理论基础扎实了，作者紧接着就将其无缝对接到了具体的硬件平台操作上，这种“理论—硬件映射”的教学思路，极大地缩短了从“知道”到“做到”的距离。我感觉自己不是在看一本枯燥的参考手册，而是在一位经验丰富的工程师指导下进行项目开发，每翻过一章，都像完成了一次小的技术攻关。

评分☆☆☆☆☆

这套书的配套资源和组织结构，可以说体现了作者对教学环节的深思熟虑。章节的逻辑组织非常流畅，循序渐进的难度爬坡设计，让读者能够自然而然地跟上节奏，避免了“陡峭的学习曲线”带来的挫败感。我尤其欣赏作者在引入新模块或新概念时，总会先回顾上一章中与之相关的知识点，这种“温故而知新”的设计极大地增强了知识的连贯性和体系性。此外，书中所提供的那些与代码实现紧密结合的注释和说明，简直是救星。在嵌入式系统编程中，光靠纸面上的理论是远远不够的，理解硬件寄存器的具体含义和操作时序至关重要。这本书在这方面提供了详尽的指导，仿佛作者已经将调试过程中遇到的所有“坑”都提前标注了出来，让读者在实际操作时能够少走许多弯路，这对于提高工程效率有着不可估量的价值。