DSP控制器原理与应用技术

第1章　绪论　1

1．1　概述　1

1．1．1　数字信号处理及其实现方法　1

1．1．2　DSP的主要特点　2

1．2　DSP的发展及应用　3

1．2．1　DSP的发展　3

1．2．2　DSP的典型应用　4

1．3　DSP应用系统及其设计开发　5

1．3．1　DSP应用系统的构成　5

1．3．2　DSP应用系统的设计方法　5

1．4　典型DSP简介　6

1．4．1　市场上DSP概况　6

1．4．2　TI的DSP处理器概况　6

1．4．3　TMS320C2000系列DSP控制器　7

1．5　TMS320F28335 DSP控制器简介　9

1．5．1　TMS320F28335芯片封装和引脚　9

1．5．2　TMS320F28335 DSP控制器性能概述　10

1．6　DSP控制器的基本原理和学习方法　11

习题与思考题　12

第2章　硬件基础　13

2．1　内部功能结构　13

2．1．1　总体结构及功能模块概述　13

2．1．2　总线结构与流水线　14

2．2　中央处理单元　16

2．2．1　C28x CPU执行单元　16

2．2．2　C28x CPU兼容模式　18

2．2．3　C28x CPU寄存器组　18

2．2．4　浮点处理单元FPU及其寄存器组　21

2．3　存储器与存储空间　22

2．3．1　存储空间映射　22

2．3．2　片内存储器配置　22

2．3．3　外部存储器接口　24

2．4　时钟源模块　24

2．4．1　概述　24

2．4．2　各子模块及其控制　25

2．5　电源与系统复位　30

2．5．1　供电电源　30

2．5．2　系统复位　30

习题与思考题　30

第3章　软件开发基础　32

3．1　DSP软件开发流程　32

3．2　汇编程序开发基础　33

3．2．1　寻址方式与指令系统　33

3．2．2　公共目标文件格式　36

3．2．3　汇编程序开发　40

3．3　C/C++程序开发基础　42

3．3．1　TMS320x28xx C/C++优化编译器　42

3．3．2　C/C++编程基础　44

3．4　C/C++和汇编混合编程　48

3．4．1　C/C++编译器运行环境　48

3．4．2　C/C++和汇编接口　52

3．4．3　混合编程方法　53

3．5　集成开发环境及其应用　57

3．5．1　集成开发环境简介　57

3．5．2　DSP应用程序开发调试示例　60

3．5．3　程序烧写　66

3．5．4　通用扩展语言(GEL)简介　66

3．5．5　DSP/BIOS工具简介　67

3．6　基于示例模板的驱动程序开发　67

3．6．1　驱动程序开发包简介　67

3．6．2　外设寄存器访问的硬件抽象层方法　68

3．6．3　片内外设驱动程序示例文件模板　71

3．6．4　驱动程序设计方法　72

习题与思考题　72

第4章　基本外设及其应用开发　75

4．1　通用数字输入/输出(GPIO)模块　75

4．1．1　GPIO模块结构与工作原理　75

4．1．2　GPIO寄存器　76

4．1．3　GPIO模块应用示例　80

4．2　中断管理系统　83

4．2．1　中断管理系统概述　83

4．2．2　各级中断及其管理　84

4．2．3　中断响应过程　87

4．2．4　中断向量表及其映射与描述　88

4．3　CPU定时器　92

4．3．1　CPU定时器结构与工作原理　92

4．3．2　CPU定时器的寄存器　92

4．3．3　CPU定时器中断示例　93

习题与思考题　94

第5章　控制类外设及其应用开发　96

5．1　增强脉宽调制(ePWM)模块　96

5．1．1　ePWM模块结构及工作原理　96

5．1．2　ePWM各子模块及其控制　98

5．1．3　ePWM应用示例　109

5．1．4　高精度脉宽调制模块　111

5．2　增强捕获(eCAP)模块　112

5．2．1　捕获模式下结构及工作原理　113

5．2．2　APWM模式下结构及工作原理　114

5．2．3　eCAP中断控制　115

5．2．4　eCAP模块的寄存器　115

5．2．5　eCAP应用示例　116

5．3　增强正交编码脉冲(eQEP)模块　119

5．3．1　光电编码器工作原理　119

5．3．2　eQEP模块结构及工作原理　120

5．3．3　eQEP子模块及其控制　120

5．3．4　eQEP中断控制　129

5．3．5　eQEP应用示例　130

5．4　模/数转换(ADC)模块　134

5．4．1　ADC模块结构及工作原理　134

5．4．2　ADC模块的寄存器　141

5．4．3　ADC模块应用示例　144

习题与思考题　145

第6章　通信类外设及其应用开发　148

6．1　串行通信(SCI)模块　148

6．1．1　SCI模块的结构与工作原理　148

6．1．2　SCI模块的寄存器　154

6．1．3　SCI模块应用示例　158

6．2　串行外设(SPI)模块　160

6．2．1　SPI模块结构与工作原理　160

6．2．2　SPI模块的寄存器　163

6．2．3　SPI模块应用示例　166

6．3　增强控制器局域网(eCAN)模块　168

6．3．1　CAN总线及CAN帧格式　168

6．3．2　eCAN结构与工作原理　168

6．3．3　eCAN模块的寄存器　169

6．3．4　eCAN模块的操作控制　176

6．3．5　eCAN模块应用示例　180

6．4　多通道缓冲串口(McBSP)模块　182

6．4．1　McBSP的结构与工作原理　182

6．4．2　McBSP寄存器　185

6．4．3　McBSP模块应用示例　189

6．5　I2C总线模块　192

6．5．1　I2C总线的构成及信号类型　192

6．5．2　I2C总线模块结构与工作原理　192

6．5．3　I2C总线模块的寄存器　193

6．5．4　I2C总线模块应用示例　196

习题与思考题　200

第7章　DSP应用系统设计　201

7．1　DSP最小系统设计　201

7．1．1　电源电路设计　201

7．1．2　复位电路设计　204

7．1．3　时钟电路设计　205

7．1．4　JTAG接口电路设计　205

7．1．5　3．3V和5V混合逻辑系统接口设计　205

7．1．6　外部存储器扩展　206

7．2　模数接口电路设计　207

7．2．1　片内ADC模块输入保护电路设计　208

7．2．2　并行ADC接口电路设计　209

7．2．3　并行DAC接口电路设计　210

7．2．4　扩展并行接口的访问　211

7．3　串行数据通信接口电路设计　212

7．3．1　串行通信接口(SCI)　212

7．3．2　串行外设接口(SPI)　212

7．3．3　CAN总线控制器接口　213

7．3．4　I2C日历时钟电路设计　213

7．4　人机接口及显示电路设计　217

7．4．1　键盘接口电路　217

7．4．2　LED显示电路　218

7．4．3　LCD及其接口电路　222

7．5　永磁同步电机DSP控制系统设计　225

7．5．1　永磁同步电机的数学模型　225

7．5．2　基于DSP的永磁同步电动机矢量控制系统设计　227

习题与思考题　237

第8章　基于Proteus的DSP系统设计与仿真　238

8．1　Proteus开发环境简介　238

8．1．1　Proteus的软件组成　238

8．1．2　Proteus ISIS基本操作　239

8．2　Proteus ISIS原理图设计　241

8．2．1　智能原理图输入流程　241

8．2．2　原理图绘制常用工具　241

8．2．3　Proteus VSM虚拟系统模型　244

8．3　DSP系统设计与仿真　244

8．3．1　设计示例　245

8．3．2　仿真示例　251

习题与思考题　252

附录　176引脚LQFP封装F28335引脚功能分配和描述　253

参考文献　259

本书选择TI C2000中32位浮点处理器TMS320F28335为例，全面介绍了DSP控制器的原理与应用技术。全书共分8章，系统地讲述了DSP的基本概念、硬件基础、软件开发基础、基本外设及其应用开发方法、常用控制类和通信类外设模块原理及其应用开发方法、应用系统设计方法，以及基于Proteus的DSP系统设计与仿真方法。全书内容详实，通俗易懂，章节安排符合DSP开发流程，结构合理、重点突出、应用实例丰富。每章配有内容提要，附有习题与思考题，便于教学与自学。通过本书的学习，读者可以由浅入深地掌握DSP控制器原理与开发应用技术。
　　本书可作为普通高等院校相关专业研究生、高年级本科学生的DSP控制器原理与技术应用类课程教材，也可供科技人员自学时参考。