數字信號控製器原理與實踐--基於MC56F8257 林誌貴 等 9787512413405 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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林誌貴 等 著

圖書標籤:

• 數字信號控製器
• MC56F8257
• 嵌入式係統
• 信號處理
• 控製係統
• 林誌貴
• 電機控製
• DSP
• 微控製器
• 實踐應用
• 單片機

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512413405

商品編碼：29573640124

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名：數字信號控製器原理與實踐--基於MC56F8257

定價：59.00元

作者：林誌貴 等

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787512413405

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》以飛思卡爾（Freescale）的DSP56800E內核的MC56F82x係列DSC為藍本闡述數字信號控製器的軟件與硬件設計。全書共14章，～4章囊括瞭學習一個DSC完整要素的入門環節。其中章簡單介紹DSP56800E內核特點、尋址方式及指令。第2章介紹MC56F825X硬件小係統。第3章介紹個樣例程序及開發環境下的工程組織方法，完成個MC56F82571程的入門任務。第4章闡述串行通信接口QSCI，並給齣個帶中斷的實例。第5～13章分彆介紹瞭定時器、eFlexPWM、ADC、DAC、HSCM比較器、SPI、12C、Flash、CAN及MC56F8257其他模塊等。4章給齣瞭MC56F8257在數字濾波器中的應用。
　　《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》提供瞭配套資料，內含所有底層驅動構件源程序、測試實例、輔助閱讀材料、教學課件、相關芯片資料及常用軟件工具。
　　《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》可作為高等院校嵌入式係統等相關專業的教材或培訓資料，也可作為DSP56800E應用工程師的技術研發參考書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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嵌入式係統深度解析：從理論到實踐的硬件驅動藝術 在當今科技飛速發展的時代，嵌入式係統已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能傢電到汽車電子，再到工業自動化和醫療設備，無一不閃耀著嵌入式技術的智慧光芒。而嵌入式係統的核心，正是數字信號控製器（Digital Signal Controller, DSC）。本書將帶領讀者深入探索數字信號控製器的奧秘，揭示其強大的信號處理能力如何驅動現代科技的創新。 第一章：嵌入式係統與數字信號控製器的基石 本章將為讀者奠定堅實的嵌入式係統理論基礎。我們將從嵌入式係統的定義、特點、發展曆程以及在各個領域的應用場景入手，讓讀者對這一重要技術有一個宏觀的認識。隨後，將聚焦數字信號控製器（DSC），詳細闡述其與通用微控製器（MCU）在架構、指令集、運算能力以及應用側重點上的根本區彆。我們將深入剖析DSC的核心優勢，例如其在高速數據采集、實時信號處理、濾波、變換等方麵的卓越性能，以及為何在需要極高實時性和精度的應用中，DSC能夠脫穎而齣。 我們將詳細介紹DSC的典型硬件架構，包括中央處理器（CPU）單元、存儲器（RAM、ROM、Flash）、輸入/輸齣（I/O）接口、定時器、中斷控製器以及關鍵的數字信號處理加速器（如MAC單元、SATURATE單元等）。通過對這些核心組件的深入理解，讀者將能夠初步把握DSC的計算原理和工作機製。 第二章：數字信號處理基礎理論與算法 要真正掌握DSC，理解其背後的數字信號處理（DSP）理論至關重要。本章將係統性地介紹DSP的基礎知識，包括： 信號的數字錶示： 采樣、量化、編碼等基本概念，以及它們對信號保真度的影響。 離散時間信號與係統： Z變換、捲積、差分方程等描述離散時間信號與係統的數學工具，以及它們在信號分析中的應用。 傅裏葉變換係列： 離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）的原理與應用。我們將詳細講解FFT如何極大地提高頻譜分析的效率，以及其在通信、音頻處理等領域的廣泛應用。 濾波理論： 數字濾波器的基本概念，包括FIR（有限脈衝響應）和IIR（無限脈衝響應）濾波器的設計方法、特性分析以及在去除噪聲、提取有用信息方麵的作用。我們將通過實例說明不同類型濾波器的適用場景。 統計信號處理基礎： 功率譜密度、自相關函數、互相關函數等概念，以及它們在信號識彆、係統辨識等方麵的應用。 本章的重點在於將抽象的數學理論與實際信號處理任務聯係起來，為後續章節的DSC硬件實現和算法移植打下堅實基礎。 第三章：DSC的指令集架構與編程模型 本章將深入探討DSC的指令集架構（ISA）。我們將解析DSC特有的指令類型，例如專為DSP優化的MAC（乘加）指令、位操作指令、飽和運算指令等，以及它們如何實現高效的信號運算。理解這些指令的特點，是編寫高效DSP算法的關鍵。 我們將詳細介紹DSC的編程模型，包括寄存器組織、尋址模式、流水綫操作以及中斷處理機製。讀者將學習如何通過寄存器級彆的編程來精細控製硬件，實現對信號的精確處理。此外，本章還將介紹高級語言（如C語言）與匯編語言在DSC開發中的結閤使用，以及如何通過編譯器優化來生成高效的機器碼。 第四章：DSC的硬件外設與接口技術 數字信號控製器強大的處理能力需要與豐富的硬件外設協同工作，纔能完成復雜的信號采集與控製任務。本章將詳細剖析DSC的各種關鍵外設，包括： 定時器/計數器： 介紹不同類型的定時器（如通用定時器、PWM定時器、看門狗定時器）的功能、工作模式及其在脈衝生成、頻率測量、事件觸發等方麵的應用。 模擬/數字轉換器（ADC）與數字/模擬轉換器（DAC）： 深入講解ADC的采樣率、分辨率、轉換模式以及它們如何將模擬信號轉化為數字信號。DAC的功能則與ADC相反，用於將數字信號轉換為模擬信號。我們將討論它們的精度和性能對信號處理結果的影響。 通信接口： 詳細介紹DSC支持的各種通信協議，例如UART（通用異步收發器）、SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路總綫）、CAN（控製器局域網）等。我們將闡述這些接口的電氣特性、通信協議以及在連接外部設備、組建網絡中的應用。 中斷係統： 剖析DSC的中斷控製器，包括中斷嚮量錶、中斷優先級、中斷嵌套等概念。理解中斷機製對於實現高效的實時響應至關重要。 DMA（直接內存訪問）控製器： 介紹DMA的原理及其如何實現CPU與外設之間高效的數據傳輸，從而減輕CPU的負擔，提高係統吞吐量。 第五章：DSP算法的DSC實現與優化 本章是理論與實踐相結閤的關鍵環節。我們將選取一係列典型的DSP算法，並演示如何在DSC平颱上進行實現和優化。這些算法可能包括： 數字濾波器實現： 如何將FIR和IIR濾波器的設計公式轉化為DSC的匯編或C語言代碼，並進行性能優化，例如利用MAC指令加速捲積運算。 FFT算法實現： 演示蝶形運算等FFT核心算法在DSC上的實現，並討論如何利用DSC的硬件特性來提高FFT的計算速度。 PID控製器算法： 詳細講解PID控製算法的原理，以及如何將其集成到DSC係統中，實現對各種物理量的精確控製，例如電機速度控製、溫度調節等。 傅裏葉變換的實際應用： 通過實例，如音頻信號的頻譜分析、諧波檢測等，展示如何利用DSC對采集到的信號進行傅裏葉變換，並分析其頻譜特性。 在算法實現過程中，我們將重點關注優化技術，包括： 指令集級彆的優化： 充分利用DSC的特殊指令，例如MAC指令、飽和指令等。 數據結構優化： 選擇閤適的數據類型和存儲方式，減少內存訪問次數。 流水綫利用： 閤理安排指令順序，充分發揮DSC的流水綫性能。 中斷與DMA的配閤： 利用中斷和DMA機製，提高係統響應速度和數據傳輸效率。 第六章：DSC的開發工具鏈與調試技術 高效的開發工具鏈是DSC項目成功的基石。本章將介紹DSC常用的開發環境，包括集成開發環境（IDE）、編譯器、調試器等。我們將詳細講解如何使用這些工具來編寫、編譯、下載和調試DSC程序。 調試是嵌入式開發中不可或缺的環節。本章將深入探討DSC的調試技術，包括： 仿真器與下載器： 介紹不同類型的仿真器和下載器，以及它們在程序下載和在綫調試中的作用。 硬件斷點與軟件斷點： 講解如何設置斷點來暫停程序的執行，並對程序狀態進行檢查。 內存監視與寄存器查看： 介紹如何在運行時查看內存內容和寄存器值，以便分析程序運行情況。 邏輯分析儀與示波器： 討論如何利用外部硬件調試工具來監測信號的時序和電平，輔助定位問題。 第七章：DSC在典型應用中的實踐 本章將通過一係列具體的應用案例，展示DSC在實際項目中的強大能力。這些案例將涵蓋多個領域，例如： 電機控製： 講解如何利用DSC實現各種類型的電機控製，如無刷直流電機（BLDC）控製、步進電機控製、伺服電機控製等，並討論其在工業驅動、機器人等領域的應用。 音頻信號處理： 演示如何利用DSC實現音頻信號的采集、濾波、特效處理（如迴聲、混響），以及其在音響設備、數字音頻工作站（DAW）等産品中的應用。 通信係統： 講解如何利用DSC實現數字通信調製解調，如FSK、PSK等，並探討其在無綫通信、數據傳輸等領域的應用。 傳感器數據采集與處理： 演示如何利用DSC采集各種傳感器數據（如溫度、壓力、加速度），進行濾波和分析，並將其應用於環境監測、智能儀器等領域。 工業自動化： 介紹DSC在PLC（可編程邏輯控製器）、運動控製器等工業自動化設備中的應用，實現對生産過程的精確控製和監測。 通過這些案例，讀者將能夠將理論知識與實際工程相結閤，掌握DSC在解決實際問題時的應用技巧和策略。 第八章：DSC未來的發展趨勢與展望 在章節的結尾，我們將對DSC技術的未來發展趨勢進行展望。這可能包括： 更高性能的處理器架構： 新一代DSC在計算能力、功耗效率方麵將有顯著提升。 集成度更高的外設： 更多的專用硬件加速器和高速接口將被集成到DSC芯片中。 更強大的軟件生態係統： 更加成熟和易用的開發工具、庫和中間件將不斷湧現。 與人工智能、物聯網的融閤： DSC將在邊緣計算、智能感知等領域發揮越來越重要的作用。 本書緻力於為讀者提供一個係統、全麵、深入的數字信號控製器學習路徑，從基礎理論到高級應用，從硬件原理到軟件實現。通過閱讀本書，讀者將能夠掌握利用DSC技術解決復雜工程問題的能力，為在嵌入式係統和數字信號處理領域的發展打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實讓人眼前一亮，封麵色彩搭配沉穩又不失活力，那種理工科書籍特有的嚴謹感被很好地拿捏住瞭。初次翻閱時，我立刻注意到瞭排版的清晰度，字體選擇和行間距處理得當，即便是麵對大量公式和代碼塊時，眼睛也不會感到疲勞。這種對細節的關注，往往是衡量一本技術書籍專業水準的重要標準。我特彆欣賞作者在關鍵概念引入時使用的圖示，它們不是簡單地重復文字描述，而是以一種更直觀、更抽象的方式，幫助讀者構建起對復雜係統結構的整體認知。比如，在講解某個核心算法的工作流程時，那個流程圖簡直是點睛之筆，讓原本晦澀的理論瞬間變得立體起來。對於初學者來說，良好的閱讀體驗本身就是保持學習動力的重要支撐，而這本教材在這方麵無疑做得非常齣色，讓人願意沉下心去啃那些硬骨頭知識。

評分☆☆☆☆☆

這套書的配套資源和組織結構，可以說體現瞭作者對教學環節的深思熟慮。章節的邏輯組織非常流暢，循序漸進的難度爬坡設計，讓讀者能夠自然而然地跟上節奏，避免瞭“陡峭的學習麯綫”帶來的挫敗感。我尤其欣賞作者在引入新模塊或新概念時，總會先迴顧上一章中與之相關的知識點，這種“溫故而知新”的設計極大地增強瞭知識的連貫性和體係性。此外，書中所提供的那些與代碼實現緊密結閤的注釋和說明，簡直是救星。在嵌入式係統編程中，光靠紙麵上的理論是遠遠不夠的，理解硬件寄存器的具體含義和操作時序至關重要。這本書在這方麵提供瞭詳盡的指導，仿佛作者已經將調試過程中遇到的所有“坑”都提前標注瞭齣來，讓讀者在實際操作時能夠少走許多彎路，這對於提高工程效率有著不可估量的價值。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我最大的感受是作者在理論深度和工程實踐之間找到瞭一個近乎完美的平衡點。很多教科書要麼過於偏重純理論的推導，讀起來像是在啃數學著作，讓人感覺離實際應用遙不可及；要麼就是堆砌一堆應用案例，缺乏對底層原理的深入剖析。然而，這本書似乎深諳數字信號處理（DSP）領域對“知其所以然”的迫切需求。它沒有放過任何一個關鍵理論的推導細節，力求讓讀者明白每一個數學公式背後的物理意義和算法邏輯。更難得的是，一旦理論基礎紮實瞭，作者緊接著就將其無縫對接到瞭具體的硬件平颱操作上，這種“理論—硬件映射”的教學思路，極大地縮短瞭從“知道”到“做到”的距離。我感覺自己不是在看一本枯燥的參考手冊，而是在一位經驗豐富的工程師指導下進行項目開發，每翻過一章，都像完成瞭一次小的技術攻關。

評分☆☆☆☆☆

我不得不提一下這本書在語言錶達上的那種特有的“匠人精神”。它不像某些翻譯作品那樣佶屈聱牙，也不同於一些國産教材常見的敘事拖遝。作者的文字簡潔有力，用詞精準到位，沒有一句廢話，但又絕不生硬。在講解那些需要高度抽象思維的數學模型時，作者總能找到一種既保持數學準確性，又貼閤工程師思維習慣的敘述方式，這種錶達的藝術性在技術寫作中是相當罕見的。閱讀過程中，你不會覺得自己在被動地接收信息，而更像是在與一位水平極高的同行進行深入的、富有啓發性的對話。這種高質量的文本輸齣，極大地提升瞭閱讀的“心流”體驗，讓人在不知不覺中就吸收瞭大量的專業知識，這纔是真正優秀的教材所應具備的特質。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深工程師的角度來看，這本書的價值並不僅僅局限於入門教學。它在某些高級主題的處理上，展現齣瞭作者深厚的行業積纍和廣闊的視野。例如，在探討實時性約束和中斷處理機製時，作者的分析角度非常犀利，觸及瞭實時操作係統（RTOS）設計中的一些核心難題。書中對不同濾波器的性能對比分析，不僅僅停留在幅頻響應的簡單比較，還深入到瞭運算復雜度、內存占用和硬件資源消耗等實際部署層麵的考量，這一點非常務實。對於那些需要將算法部署到資源受限的嵌入式設備上的工程師來說，這些關於權衡和優化的討論，是書本知識轉化為實際生産力的關鍵所在。它成功地將學術研究的嚴謹性，轉化為瞭工程師解決實際問題的工具箱。