高速DSP原理、应用与实验教程

第1章 绪论

1.1 数字信号处理系统概述

1.2 数字信号处理实现技术途径

1.2.1 什么是DSP

1.2.2 数字信号处理的实现方法

1.3 DSP芯片的发展现状与趋势

1.3.1 什么是DSP芯片

1.3.2 DSP、DSP芯片与DSPS

1.3.3 DSP芯片的产生与主要生产厂商

1.3.4 DSP芯片的发展趋势

1.4 DSP芯片的分类

1.5 DSP芯片的应用

1.6 TMS320C2XXDSP的主要特点

1.6.1 TMS320系列

1.6.2 TMS320C2XX的主要特点

本章思考题

第2章 C2XX硬件组成与体系结构

2.1 概述

2.2 C2XX的硬件组成

2.2.1 中央处理单元(CPU)

2.2.2 存储器和I/O空间

2.2.3 片内外围

2.3 C2XX的总线结构

2.4 引脚和信号说明

2.4.1 逻辑扫描电路

2.4.2 C203和F206芯片的封装

2.4.3 C203和F206信号描述

本章思考题

第3章 C2XX中央处理单元与程序控制

3.1 概述

3.2 输入定标部分

3.3 乘法部分

3.3.1 乘法器

3.3.2 乘积定标移位器

3.4 中央算术逻辑部分

3.4.1 中央算术逻辑单元(CALU)

3.4.2 累加器

3.4.3 输出数据定标移位器

3.5 辅助寄存器与状态寄存器

3.5.1 ARAU和辅助寄存器功能

3.5.2 状态寄存器ST0和ST1

3.6 程序地址生成与流水线

3.6.1 程序计数器(PC)

3.6.2 堆栈（STACK）

3.6.3 微堆栈(MSTACK)

3.6.4 流水线操作

3.7 转移、调用和返回

3.7.1 无条件转移、调用及返回

3.7.2 有条件转移、调用和返回

3.8 重复指令

3.9 中断与中断管理

3.9.1 中断操作的三个阶段

3.9.2 中断表

3.9.3 可屏蔽中断

3.9.4 中断标志寄存器(IFR)

3.9.5 中断屏蔽寄存器(IMR)

3.9.6 中断控制寄存器(ICR)

3.9.7 非屏蔽中断

3.9.8 中断服务程序(ISR)

3.9.9 中断等待时间

3.1 0复位操作

3.1 1节能方式

本章思考题

第4章 C2XX存储空间与I/O空间

4.1 概述

4.2 存储器和I/O空间概况

4.3 程序存储器

4.4 数据存储器

4.4.1 本地数据存储器

4.4.2 全局数据存储器

4.5 I/O空间分配

4.5.1 对I/O空间的访问

4.6 使用HOLD操作直接访问存储器

4.6.1 复位期的HOLD

4.7 程序加载与运行

4.7.1 EPROM的选择

4.7.2 EPROM与处理器的连接

4.7.3 对EPROM编程

4.7.4 启动引导装载程序

4.7.5 执行引导装载程序

4.7.6 引导装载程序

4.8 特别器件信息

4.8.1 TMS320C2XX地址分配和存储器配置

4.8.2 TMS320C204地址分配和存储器配置

4.8.3 TMS320F206存储器地址映射图

本章思考题

第5章 C2XX片内外设接口

5.1 概述

5.2 片内外设的控制

5.3 时钟发生器

5.3.1 时钟发生器选择

5.3.2 CLKOUT1引脚控制(CLK）寄存器

5.4 定时器

5.4.1 定时器操作

5.4.2 定时控制寄存器(TCR）

5.4.3 定时计数寄存器(TIM）和定时周期寄存器(PRD）

5.4.4 设置定时器中断频率

5.4.5 硬件复位时的定时器

5.5 等待状态发生器

5.5.1 通过READY信号产生等待状态

5.5.2 通过TMS320C2XX等待状态发生器产生等待状态

5.6 通用I/O引脚

5.6.1 输入引脚BIO

5.6.2 输出引脚XF

5.6.3 输入/输出引脚IO0、IO1、IO2和IO3

5.7 同步串行口

5.7.1 同步串行口概述

5.7.2 同步串行口的组成及基本操作

5.7.3 控制和端口复位

5.7.4 FIFO缓冲器内容的管理

5.7.5 发送操作

5.7.6 接收操作

5.7.7 故障检查

5.8 异步串行口

5.8.1 异步串行口概况

5.8.2 异步串行口的组成和基本操作

5.8.3 控制与端口复位

本章思考题

第6章 C2XX寻址方式和指令系统

6.1 概述

6.2 寻址方式

6.2.1 立即寻址方式

6.2.2 直接寻址方式

6.2.3 间接寻址方式

6.3 汇编指令格式

6.4 常用助记符与缩写

6.5 汇编指令说明与指令介绍

6.5.1 累加器、算术和逻辑运算指令

6.5.2 辅助寄存器指令

6.5.3 暂时存储器(TREG)、乘积存储器（PREG）和乘法指令

6.5.4 转移指令

6.5.5 控制指令

6.5.6 输入/输出和存储器指令

本章思考题

第7章 系统硬件应用

7.1 概述

7.2 DSP系统构成及其特点

7.3 DSP基本硬件设计

7.3.1 电源设计

7.3.2 时钟电路和复位电路

7.3.3 基本存储器及I/O扩展

7.3.4 JTAG测试接口设计

7.4 DSP外围接口设计

7.4.1 复用地址空间技术

7.4.2 A/D与D/A转换电路设计

7.4.3 串行接口设计

7.5 典型DSP应用系统设计

7.5.1 TMS320F206主从系统设计

7.5.2 基于双TMS320F206的信号采集与处理系统的设计

7.6 TMS320C2XX系列新成员TMS320F281X

7.6.1 TMS320F281X硬件特点综述

7.6.2 TMS320F281X新特色

7.7 TMS320F281X应用实例

7.7.1 基于CAN总线通信系统设计

7.7.2 基于PWM及A/D电路的电机控制系统设计

7.7.3 基于GPIO的液晶显示模块接口设计

7.7.4 基于USB2.0的数据采集系统设计

本章思考题

第8章 系统软件应用

8.1 概述

8.2 初始化程序

8.3 定时器管理与控制

8.4 中断管理与控制

8.5 数字振荡器程序设计

8.5.1 数字振荡器原理

8.5.2 数字振荡器程序设计

8.5.3 数字振荡器程序及其说明

8.6 FIR/IIR数字滤波器程序设计

8.6.1 FIR滤波器的DSP实现

8.6.2 IIR滤波器的DSP实现

8.7 数字相关器程序设计

8.7.1 数字相关器基本原理

8.7.2 DSP数字相关器实现过程

8.7.3 数字相关器程序及其说明

8.8 快速傅里叶变换（FFT）程序设计

8.8.1 FFT原理

8.8.2 FFT算法程序设计

8.8.3 FFT程序DSP实现

本章思考题

第9章 定点DSP数据格式及定标技术

9.1 概述

9.2 DSP中的数据表示

9.3 归一化与定标

9.3.1 数的定标

9.3.2 Qx值的确定

9.3.3 变量绝对值的最大值|max|的确定

9.4 定点DSP浮点运算处理方法

9.4.1 DSP定点乘法运算

9.4.2 DSP的定点加法运算

9.4.3 DSP的定点除法运算

9.4.4 非线性运算的定点快速实现

本章思考题

第10章 C2XXDSP开发工具与实验平台

10.1 概述

10.2 DSP芯片的开发工具

10.2.1 C/汇编源码调试器

10.2.2 初学者工具DSK

10.2.3 软件仿真器(Simulator)

10.2.4 硬件开发模板(EVM)

10.2.5 仿真器(XDS)

10.2.6 CCS

10.3 汇编语言程序设计与调试

10.3.1 COFF文件概述

10.3.2 程序汇编

10.3.3 程序链接

10.3.4 编写链接器命令文件(.cmd文件)

10.4 集成开发环境CCS

10.4.1 运行CCS

10.4.2 建立工程文件

10.4.3 设置工程项目选项

10.4.4 编译和创建输出目标文件

10.4.5 仿真运行输出目标文件

10.4.6 查看存储器信息

10.4.7 查看寄存器信息

10.4.8 修改存储器和寄存器内容

10.4.9 设置断点和探测点

本章思考题

第11章 DSP专门实验

11.1 概述

11.2 CCS开发调试环境实验

11.3 寻址方式与数据存取实验

11.4 有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验

11.5 定时器实验

11.6 模/数转换实验

11.7 数/模转换实验

11.8 参考实验程序

11.9 目标板介绍

11.9.1 ICETEKLF2407A板概述

11.9.2 板上器件功能与使用方法

附录习题参考答案

参考文献

美国德州仪器（TI）公司的数字信号处理器（DSP）自从20世纪80年代初问世以来，以其独特的体系结构、灵活的资源配置方式、快速实现各种数字信号处理和精密控制算法的突出优点成为全球市场占有率最高的主流产品。本书以TI公司三个主推DSP系列产品之一的C2XXX定点芯片为核心，系统地论述其结构组成原理、工程应用和验证实验，并配合一定的思考与练习题。本书适合于从事TI DSP研究和开发的电气工程和电子信息类学科等的高年级本科生或研究生，以及业界的工程师和其他专业相关人员参考。