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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• 林志贵
• 电机控制
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• 微控制器
• 实践应用
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店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512413405

商品编码：29577371330

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：12k

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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掌控数字世界的脉搏：嵌入式系统与微控制器应用概览 在当今高度互联和智能化的时代，数字信号的生成、处理和控制已经渗透到我们生活的方方面面。从智能手机的通信功能，到汽车的电子控制系统，再到工业自动化生产线上的精准调控，背后都离不开强大而高效的数字信号控制器。它们如同现代科技的“神经网络”，默默地处理着海量信息，驱动着无数设备的运行。本书将带领读者深入探索数字信号控制器的核心原理，并结合实际应用，揭示这些微小却强大的芯片如何在数字世界中扮演着至关重要的角色。 一、 数字信号控制器（DSC）的崛起与核心价值 数字信号控制器（Digital Signal Controller，简称DSC）并非一个孤立的概念，它是微处理器（Microprocessor，MPU）和数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）优势的融合体。传统的微处理器擅长通用计算和逻辑控制，而DSP则专注于高效的数字信号运算，如滤波、傅里叶变换等。DSC集两者之长，既拥有强大的通用控制能力，又具备高度优化的信号处理指令集，使其成为实时、高效的嵌入式系统设计中的理想选择。 DSC的核心价值体现在其能够同时处理复杂的控制任务和高速的信号采集与分析。在许多应用场景中，系统不仅需要执行一系列的控制逻辑，还需要实时监测、分析外部的模拟信号（如温度、压力、声音、图像等），并根据分析结果快速做出响应。例如，在电力电子领域，DSC需要精确控制逆变器的开关时序，同时监测电流、电压等参数以保证系统的稳定性和效率；在通信系统中，DSC需要处理调制解调、信道编码等复杂算法，同时管理数据流和通信协议。DSC的出现，极大地简化了这类系统的设计，降低了成本，并提升了性能。 二、 DSC的内部架构与关键组成部分 理解DSC的工作原理，离不开对其内部架构的深入剖析。尽管不同厂商和型号的DSC在具体实现上有所差异，但其核心架构通常包含以下几个关键部分： 1. 中央处理单元（CPU）： 这是DSC的“大脑”，负责执行指令、管理系统资源、处理逻辑控制等通用任务。CPU的性能，包括其时钟频率、指令集架构（ISA）、流水线深度等，直接决定了DSC的整体计算能力。 2. 数字信号处理单元（DSP Core）： 这是DSC的“心脏”，专为高效的数字信号处理而设计。DSP Core通常具备专门的硬件加速器，如MAC（Multiply-Accumulate）单元，能够在一个时钟周期内完成乘法和加法运算，这对于数字滤波、FFT（快速傅里叶变换）等DSP算法至关重要。此外，DSP Core还可能拥有特殊的指令，如SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令，允许一次操作处理多个数据，进一步提升运算效率。 3. 内存系统： 包括程序存储器（Flash）和数据存储器（RAM）。程序存储器用于存放DSC运行的代码，而数据存储器则用于存储变量、中间计算结果等。内存的容量、速度和访问方式对DSC的性能有显著影响。许多DSC还集成片上缓存（Cache），以减少CPU访问外部存储器的时间，提高数据存取效率。 4. 外设接口： 这是DSC与外部世界交互的“桥梁”。DSC集成了种类繁多的硬件外设，以满足不同应用的需求。常见的接口包括： 模数转换器（ADC）： 将外部的模拟信号转换为数字信号，是采集外部信息的基础。ADC的分辨率、采样率和转换速度是衡量其性能的关键指标。 数模转换器（DAC）： 将数字信号转换为模拟信号，用于输出控制信号或生成模拟波形。 定时器/计数器： 用于精确计时、脉冲生成、事件测量等，是实现精确控制的基础。 脉冲宽度调制（PWM）发生器： 生成可变占空比的脉冲信号，广泛应用于电机控制、电源管理等领域。 通信接口： 如UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）、CAN（控制器局域网络）、Ethernet（以太网）等，用于与其他芯片、设备或系统进行数据交换。 GPIO（通用输入/输出）端口： 最基本的数据输入/输出接口，用于连接简单的数字器件。 5. 中断控制器： 负责管理外部事件触发的中断请求。当发生重要事件时（如ADC转换完成、定时器溢出、接收到通信数据等），中断控制器会暂停CPU当前正在执行的任务，转而执行预定义的中断服务程序（ISR），从而实现对突发事件的快速响应。 三、 DSC的工作流程与核心概念 DSC的工作流程可以概括为“采集-处理-控制”的闭环。 1. 信号采集： 通过ADC等外设，DSC采集来自外部环境的模拟信号，并将其转换为数字信号。这个过程需要精确的采样率和分辨率，以确保信号的真实性和完整性。 2. 信号处理： CPU和DSP Core协同工作，对采集到的数字信号进行处理。这可能包括： 滤波： 去除信号中的噪声，提取有用信息（如低通滤波、高通滤波、带通滤波）。 变换： 如FFT，将信号从时域转换到频域，分析其频率成分。 分析与判断： 根据处理结果，进行特征提取、模式识别、阈值判断等。 算法执行： 运行各种控制算法，如PID（比例-积分-微分）控制、状态空间控制等。 3. 控制输出： 基于信号处理的结果，DSC通过PWM、DAC、GPIO等外设输出控制信号，驱动执行器（如电机、LED、继电器等）工作，从而实现对外部系统的控制。 4. 实时性： DSC的核心优势在于其强大的实时处理能力。在许多应用中，从信号采集到控制输出的时间必须非常短且具有确定性，否则将导致系统不稳定甚至失效。DSC的硬件加速器、高效的指令集、优化的中断机制以及对实时操作系统的支持，共同保证了其出色的实时性能。 四、 DSC在现代科技中的广泛应用 DSC的强大功能使其在众多领域得到了广泛的应用，成为现代科技发展的重要支撑： 1. 消费电子： 智能手机、平板电脑、数字相机、音响系统、智能家电（如智能空调、洗衣机）等，DSC负责音频/视频信号的处理、用户界面交互、通信协议处理等。 2. 汽车电子： 发动机控制单元（ECU）、刹车防抱死系统（ABS）、电子稳定程序（ESP）、车载娱乐系统、高级驾驶辅助系统（ADAS）等，DSC在汽车中扮演着至关重要的角色，保障行车安全、提升驾驶体验和燃油效率。 3. 工业自动化： 机器人控制、电机驱动、PLC（可编程逻辑控制器）辅助、过程控制、传感器数据采集与分析等，DSC提高了生产效率、降低了制造成本、保证了产品质量。 4. 通信领域： 基站、路由器、调制解调器、无线通信模块等，DSC处理高频信号、调制解调、信道编码、协议栈等。 5. 医疗设备： 心电图机、超声波诊断仪、监护仪、输液泵等，DSC提供精确的信号采集、分析和控制，保障病人的生命安全。 6. 航空航天： 飞行控制系统、导航系统、雷达系统等，DSC在高可靠性、高精度和实时性要求极高的领域发挥着关键作用。 7. 新能源： 太阳能逆变器、风力发电控制、电动汽车充电桩等，DSC负责能量转换的精确控制和电网的稳定接入。 五、 掌握DSC的未来展望 随着物联网（IoT）、人工智能（AI）、5G通信等技术的飞速发展，对嵌入式系统的要求也日益提高。DSC作为嵌入式系统设计中的核心组件，其重要性将愈发凸显。未来的DSC将朝着更高的集成度、更强的计算能力、更低的功耗、更丰富的外设接口以及更智能化的方向发展。硬件层面的创新将与软件层面的优化紧密结合，例如，结合AI算法的硬件加速，实现更高效的边缘计算。 掌握DSC的原理和应用，不仅是深入理解现代电子设备运作机制的关键，更是投身于蓬勃发展的嵌入式系统和物联网领域的基石。通过对DSC的学习，读者将能够更好地理解和设计那些驱动我们数字世界的强大引擎，并在科技创新的浪潮中扮演更积极的角色。

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这本《数字信号控制器原理与实践——基于MC56F8257》的封面设计给我一种严谨而又专业的视觉冲击。封面上“数字信号控制器”几个大字，配合着“原理与实践”的副标题，瞬间就勾勒出了本书的核心定位：既有理论深度，又不乏工程实践的指导意义。封底的介绍简洁明了，点出了MC56F8257这款芯片作为核心，预示着本书将深入剖析该款DSP的具体应用。我对于数字信号处理的领域一直抱有浓厚的兴趣，尤其是在嵌入式系统中实现复杂的算法，这对我来说是一项充满挑战但又极具吸引力的任务。这本书的出现，无疑为我打开了一扇深入探索DSP世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于推动我国在数字信号控制领域的理论研究和工程应用具有重要意义。MC56F8257作为一款集成了MCU和DSP核心的SoC芯片，其强大的性能和灵活的架构，为实现复杂的嵌入式系统提供了极大的便利。林志贵等作者通过这本书，将这款芯片的强大功能和丰富的应用潜力，通过清晰易懂的语言和详实的实例，毫无保留地呈现给读者。书中对于实时操作系统（RTOS）在DSC上的应用，以及与其他外设的集成策略，都进行了深入的探讨，这对于希望构建复杂嵌入式系统的读者来说，无疑是极具价值的指导。这本书的成功，必将激发更多开发者对DSC技术的兴趣，并在更广泛的领域内推动其应用。

评分☆☆☆☆☆

读完林志贵等著的《数字信号控制器原理与实践——基于MC56F8257》，我深刻感受到了作者在DSP领域深厚的功底和丰富的实践经验。本书在原理讲解上，并未流于空泛的理论推导，而是紧密结合MC56F8257这款具体的DSP芯片，让抽象的信号处理概念变得触手可及。例如，在介绍滤波器设计时，书中不仅讲解了FIR和IIR滤波器的基本原理，还详细阐述了如何在MC56F8257上进行硬件实现，并给出了具体的代码示例。这种理论与实践相结合的写作方式，对于我这样希望将DSP技术应用到实际项目中的读者来说，无疑是极大的福音。每一个章节的讲解都循序渐进，从基础的DSP理论，到芯片的架构特性，再到各种应用场景的实例，逻辑清晰，条理分明。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的最大惊喜在于其对MC56F8257这款DSP的深度挖掘。市面上关于DSP的书籍不少，但能够如此聚焦于一款特定型号芯片，并将其原理和实践结合得如此浑然天成的，实属难得。书中对MC56F8257的指令集、存储器结构、外设接口等都进行了详尽的解析，这对于想要深入理解这款芯片的读者来说，是宝贵的参考资料。我特别欣赏书中通过大量图表和代码片段来辅助说明，使得复杂的硬件细节和软件编程都变得易于理解。对于一些初学者来说，或许一开始会觉得某些部分稍显晦涩，但只要静下心来，跟着书中的步骤一步步学习，定能收获颇丰。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事嵌入式系统开发的工程师，我在工作中经常会遇到需要处理高速、高精度数字信号的场景，例如音频处理、电机控制、通信系统等。而数字信号控制器（DSC）正是解决这些问题的关键。林志贵等著的《数字信号控制器原理与实践——基于MC56F8257》这本书，就像是为我量身定做的一份实用指南。它不仅系统地梳理了DSC的核心原理，更重要的是，它提供了一条清晰的路径，指导读者如何将这些原理转化为实际可运行的代码，并且是针对MC56F8257这款高性能芯片。书中给出的许多实际案例，都具有很高的参考价值，我从中获得了许多解决实际工程问题的灵感和方法。