TMS 320 F281xDSP原理及應用技術(高等院校電子信息與電氣學科特色教材) 97 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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韓豐田著 著

圖書標籤:

• TMS320F281x
• DSP
• 嵌入式係統
• 控製技術
• 電機控製
• 電力電子
• C語言
• 高等教育
• 電子信息
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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302193418

商品編碼：29426950794

包裝：平裝

齣版時間：2009-04-01

基本信息

書名：TMS 320 F281xDSP原理及應用技術(高等院校電子信息與電氣學科特色教材)

定價：35.00元

作者：韓豐田著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2009-04-01

ISBN：9787302193418

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.540kg

編輯推薦

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內容提要

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本書針對麵嚮工業控製的TMS320F281x係列DSP芯片，介紹瞭DSP的硬件結構、外設模塊、C語言編程、係統設計與開發方法。本書分為兩個組成部分： 首先係統地介紹DSP芯片的原理、外設功能模塊及其應用，然後介紹DSP應用係統的硬件設計和軟件編程技術。麵嚮運動控製、工業測控等領域，介紹瞭較多的工程應用實例，給齣瞭電路原理圖和C語言程序，在每章後附有習題以配閤教學需要。
　　本書可以用作本科生和研究生的“DSP原理及應用”相關課程的教材，也可作為從事DSP應用係統開發人員的參考書。

目錄

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章 緒論
　1.1 TMS320係列DSP芯片
　1.2 TMS320C28xx係列DSP芯片簡介
　1.3 TMS320F281x係列DSP芯片
　1.4 基於DSP的運動控製係統
　習題與思考題
第2章 係統控製及中斷
　2.1 時鍾及係統控製
　2.2 CPU定時器
　2.3 通用數字I/O
　2.4 外設中斷擴展模塊
　習題與思考題
第3章 存儲器及外部接口
　3.1 片內存儲器接口
　3.2 存儲器映射
　3.3 片內Flash存儲器
　3.4 外部擴展接口
　3.5 外部接口的應用
　習題與思考題
第4章 串行通信接口
　4.1 SCI模塊
　4.2 SCI模塊的多處理器通信
　4.3 SCI的寄存器
　4.4 SCI應用舉例
　習題與思考題
第5章 串行外設接口
　5.1 SPI模塊概述
　5.2 SPI的操作模式
　5.3 SPI模塊的設置
　5.4 SPI的FIFO操作
　5.5 SPI模塊的寄存器
　5.6 SPI模塊應用舉例
　習題與思考題
第6章 增強型CAN控製器
第7章 事件管理器
第8章 A/D轉換模塊
第9章 DSP係統硬件設計基礎
0章 TMS320C28x的軟件開發
1章 無刷直流電機控製
附錄A F281x係列DSP芯片的引腳信號
附錄B DSP實驗裝置電路原理圖
附錄C 部分英文縮寫
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《TMS320F281x DSP原理與應用開發指南》 精選內容提要： 引言：數字信號處理（DSP）的時代浪潮與TMS320F281x 的崛起 數字信號處理（DSP）已成為現代電子技術的核心驅動力，從音頻視頻的編碼解碼，到通信係統的信號調製解調，再到工業控製的實時監測與反饋，DSP 技術的身影無處不在。在這場技術革新浪潮中，德州儀器（TI）公司推齣的 TMS320 係列 DSP 處理器以其強大的性能、豐富的外設和良好的可擴展性，贏得瞭全球工程師的青睞。特彆是 TMS320F281x 係列，作為該傢族中的佼佼者，憑藉其優異的浮點運算能力、高達 150MHz 的主頻、豐富的片內外設以及高度優化的架構，在高性能嵌入式係統開發領域占據瞭舉足輕重的地位。本書旨在係統地闡述 TMS320F281x 係列 DSP 的核心原理，深入剖析其架構設計，詳細介紹其關鍵外設的功能與應用，並結閤實際開發案例，為讀者提供一套全麵、實用的開發指南。本書的目標讀者為電子信息、電氣工程、自動化等相關專業的本科生、研究生以及從事嵌入式係統、數字信號處理、實時控製等領域的研究與開發人員。 第一部分：TMS320F281x DSP 核心架構與指令集解析 1.1 TMS320F281x 傢族概述與選型指南： 本章將首先介紹 TMS320F281x 係列 DSP 的整體傢族構成，包括不同型號之間的主要差異和特點，例如內存大小、外設配置等。隨後，將為讀者提供一套實用的選型指南，幫助工程師根據具體的應用需求，選擇最適閤的 TMS320F281x 係列芯片。我們將從性能指標、功耗、成本、接口需求等多個維度進行考量，並列舉一些典型應用場景下的選型建議。 1.2 CPU 核心架構深度剖析： 深入解析 TMS320F281x 的中央處理器（CPU）核心架構，詳細講解其流水綫設計、指令執行流程、中斷處理機製以及嚮量中斷控製器（VIC）的工作原理。我們將重點關注其特有的數據通路和控製邏輯，理解其如何實現高效的指令並行處理和低延遲的中斷響應。對於浮點運算單元（FPU）的設計和工作方式也將進行詳細闡述，解釋其在加速浮點密集型算法方麵的優勢。 1.3 存儲器組織與管理： 本章將詳細介紹 TMS320F281x 的存儲器組織結構，包括片內 RAM、片內 ROM、片外擴展存儲器接口（EMIF）的配置與訪問方式。我們將深入探討程序存儲器（PGM）、數據存儲器（DATA）、程序/數據共享存儲器（PGM/DATA）的劃分與使用，以及頁模式、零頁模式等訪問機製。同時，還將介紹內存保護單元（MPU）的功能，用於實現訪問權限控製和數據安全。 1.4 定點與浮點運算的優化策略： TMS320F281x 係列集成瞭強大的定點和浮點運算能力。本章將詳細講解其定點運算的指令集，包括常用的算術、邏輯、移位、乘法纍加（MAC）指令，並分析在定點運算中如何通過數據量化、比例因子設置等方法，最大限度地提高運算精度和動態範圍。對於浮點運算，我們將介紹其浮點指令集，並探討如何利用浮點單元實現高效的浮點數運算，特彆是在圖像處理、通信信號處理等領域。 1.5 指令集結構與尋址模式： 詳細解析 TMS320F281x 的指令集架構（ISA），包括指令的格式、編碼方式以及不同類型指令的功能。我們將重點講解其靈活多樣的尋址模式，如立即尋址、寄存器尋址、直接尋址、間接尋址、索引尋址、基址尋址、變址尋址等，並分析不同尋址模式在代碼優化中的應用。 1.6 軟件開發工具鏈介紹： 本章將介紹 TMS320F281x 的配套軟件開發工具鏈，包括 Code Composer Studio (CCS) IDE 的安裝與配置、C/C++ 編譯器、匯編器、鏈接器、調試器（仿真器）等。我們將詳細講解如何在 CCS 中創建項目、編寫代碼、編譯鏈接、下載程序以及進行硬件在綫調試，確保讀者能夠熟練掌握開發環境的使用。 第二部分：TMS320F281x 關鍵外設功能詳解與應用 2.1 通用輸入/輸齣（GPIO）口配置與控製： 深入講解 TMS320F281x 的 GPIO 口硬件特性、配置寄存器以及控製方法。我們將詳細介紹如何設置 GPIO 口的方嚮（輸入/輸齣）、上拉/下拉電阻、開漏/推挽輸齣模式，以及如何讀取和寫入 GPIO 狀態。此外，還將探討 GPIO 口與中斷、定時器等外設的聯動應用。 2.2 定時器/計數器（Timers）的工作原理與編程： 本章將詳細介紹 TMS320F281x 內置的多個定時器/計數器模塊的功能和工作模式。我們將深入解析定時器的工作時鍾、預分頻器、周期寄存器、比較寄存器等關鍵參數的設置，並講解如何利用定時器實現周期定時、脈衝生成、脈寬調製（PWM）等功能。 PWM 模塊在電機控製、電源管理等領域的應用將作為重點案例進行闡述。 2.3 模數轉換器（ADC）的配置與數據采集： 詳細闡述 TMS320F281x 的高精度 ADC 模塊，包括其采樣率、分辨率、參考電壓、輸入通道等關鍵參數。我們將講解如何配置 ADC 的觸發方式（軟件觸發、定時器觸發、外部事件觸發）、采樣序列、中斷生成等。通過實際案例，演示如何使用 ADC 進行模擬信號的采集與量化。 2.4 數模轉換器（DAC）的輸齣控製： 介紹 TMS320F281x 內置的 DAC 模塊，講解其輸齣電壓範圍、分辨率等特性。我們將演示如何通過軟件設置 DAC 的輸齣值，生成指定幅度的模擬電壓信號，並探討其在信號發生器、音頻輸齣等方麵的應用。 2.5 串行通信接口（SCI/SPI/I2C）的應用： 本章將係統介紹 TMS320F281x 的幾種主要串行通信接口： SCI（Serial Communication Interface）： 講解 UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）工作原理，包括波特率設置、數據位、停止位、校驗位配置，以及如何實現與 PC 機或其他 MCU 的異步串行通信。 SPI（Serial Peripheral Interface）： 詳細介紹 SPI 的主/從模式、時鍾極性與相位（CPOL/CPHA）配置，以及如何與 SPI 外設（如傳感器、存儲器、顯示器）進行高速同步串行通信。 I2C（Inter-Integrated Circuit）： 闡述 I2C 的總綫結構、地址尋址機製，以及如何實現與 I2C 外設（如 EEPROM、傳感器）的半雙工同步串行通信。 2.6 CAN（Controller Area Network）總綫接口： 深入講解 CAN 總綫的協議規範、幀格式、通信速率以及 TMS320F281x 的 CAN 控製器硬件實現。我們將演示如何配置 CAN 接口，實現數據的發送與接收，並探討 CAN 總綫在汽車電子、工業自動化等領域的廣泛應用。 2.7 DMA（Direct Memory Access）控製器： 介紹 DMA 控製器的作用及其與 CPU 的協同工作機製。我們將詳細講解如何配置 DMA 通道，實現處理器無需乾預的數據塊傳輸，從而提高係統性能，減輕 CPU 負擔，特彆是在大量數據傳輸的場景下。 2.8 脈衝寬度調製（PWM）生成模塊： 詳細分析 TMS320F281x 的 PWM 模塊，包括其生成波形的精度、頻率、占空比控製能力。我們將演示如何配置 PWM 發生器，生成各種類型的 PWM 信號，並深入探討其在電機變頻調速、開關電源控製、LED 亮度調節等方麵的核心應用。 第三部分：TMS320F281x 嵌入式係統開發實踐 3.1 實時操作係統（RTOS）在 TMS320F281x 上的應用： 介紹嵌入式係統開發中 RTOS 的重要性，並以常見的 RTOS（如 FreeRTOS, uCOS 等）為例，講解如何在 TMS320F281x 平颱上移植和使用 RTOS。我們將討論任務調度、進程間通信、信號量、互斥鎖等 RTOS 核心概念，並給齣實際的開發示例。 3.2 信號處理算法的優化與移植： 針對 DSP 的特性，本章將討論如何將經典的信號處理算法（如 FFT、FIR、IIR 濾波器等）進行優化，以適應 TMS320F281x 的硬件架構。我們將關注定點/浮點運算的選取、指令流水綫的使用、SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令的應用等，以最大化算法的執行效率。 3.3 典型應用案例分析與開發： 電機控製係統開發： 以無刷直流電機（BLDC）或永磁同步電機（PMSM）的矢量控製為例，詳細介紹如何利用 TMS320F281x 的 PWM、ADC、編碼器接口等外設，結閤 DSP 算法，構建一個高性能的電機控製係統。 數字電源設計： 演示如何利用 TMS320F281x 的 PWM 和 ADC 模塊，實現高效的數字電源控製，如開關電源的穩壓、限流、軟啓動等功能。 通信接口擴展與協議實現： 結閤實際的通信模塊（如 Wi-Fi、藍牙、以太網），演示如何利用 TMS320F281x 的通用接口（如 SPI、UART）對其進行驅動和控製，實現數據的高速傳輸和協議棧的集成。 傳感器數據融閤與處理： 演示如何采集多個傳感器（如 IMU、GPS、環境傳感器）的數據，利用 TMS320F281x 進行數據預處理、濾波、融閤，並輸齣有意義的信息。 3.4 性能調試與功耗優化： 本章將介紹如何利用 CCS 等工具進行 DSP 程序的性能分析和瓶頸查找，包括代碼剖析、CPU 占用率分析等。同時，也將探討針對 TMS320F281x 的功耗優化策略，如閤理利用低功耗模式、精細化控製外設時鍾等。 結語： 本書力求內容詳實，邏輯清晰，理論與實踐相結閤。通過對 TMS320F281x 係列 DSP 原理的深入剖析和豐富應用案例的詳細講解，希望能夠幫助廣大讀者快速掌握該係列 DSP 的開發技巧，並將其成功應用於各類高性能嵌入式係統設計中，為我國的電子信息與電氣學科發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“特色教材”標簽，似乎暗示瞭它在教學方法上有所側重。我個人覺得，它在理論深度和工程實踐之間找到瞭一個相對平衡點。它不會像純理論書籍那樣晦澀難懂，也不會像純應用手冊那樣流於錶麵。它通過對F281x這樣一個具體DSP芯片的深入剖析，來講解通用的DSP原理。在某些章節，比如關於DSP的開發流程和調試方法的部分，它給齣瞭一些不錯的指導。雖然書中給齣的示例可能相對陳舊，但其背後的思路和方法論在當下依然有效。我記得它在講到如何利用仿真器進行程序調試時，詳細介紹瞭斷點設置、變量監視、寄存器查看等基本操作，這些都是DSP開發過程中必不可少的技能。而且，它在提到一些常見的DSP應用領域時，比如音頻處理、通信係統、工業控製等，都給齣瞭相關的技術背景介紹，這有助於讀者瞭解DSP在不同領域的應用潛力，激發學習興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“實戰性”雖然體現在“應用技術”這幾個字上，但閱讀過程中，我感覺它更像是打下瞭堅實的理論基礎，讓你能夠“看得懂”並“做得對”。它在介紹F281x的各個外設模塊時，比如定時器、PWM（脈衝寬度調製）、CAN（控製器局域網）等，都結閤瞭具體的應用場景。雖然書中可能沒有提供可以直接復製粘貼的代碼，但它清晰地闡述瞭這些外設的工作原理和寄存器配置邏輯，這反而更能培養讀者的獨立思考和解決問題的能力。我記得有一個章節講到如何利用PWM生成各種波形，雖然它用的例子可能比較基礎，但背後的原理在各種電機控製、電源管理等領域都至關重要。對我來說，這是一種“授人以漁”的教學方式。它不會告訴你“怎麼做”，而是告訴你“為什麼這麼做”，以及“你可以怎麼做”。這種 approche 讓我覺得，即使我以後接觸到其他係列的DSP，甚至不同的嵌入式平颱，這本書所提供的知識體係也能幫助我快速上手。它培養的是一種工程思維，而不是死記硬背的技巧。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字挺特彆的，“TMS 320 F281x DSP原理及應用技術”，還掛著“高等院校電子信息與電氣學科特色教材”的頭銜，甚至還有個“97”在後麵。拿到手翻瞭翻，發現它確實是一本理論性很強的書，感覺就像迴到瞭大學課堂。書裏的很多概念，比如FFT（快速傅裏葉變換）、PID（比例-積分-微分）控製算法，都講得相當細緻，從數學原理到實際應用，層層遞進。我看的時候，尤其是看到它在信號處理和控製係統方麵的內容，覺得特彆受啓發。很多時候，我們學過的理論知識，在實際工程中怎麼落地，總感覺隔瞭一層紗，這本書就試圖把這層紗揭開。它不僅僅是羅列公式，而是努力去解釋每個公式背後的物理意義和工程含義，這一點對於初學者或者想要深入理解DSP的工程師來說，是非常寶貴的。我個人比較喜歡它在介紹DSP架構時，那種由淺入深的講解方式，先從核心的CPU講起，然後逐步帶到外設，再到指令集，這種循序漸進的學習路徑，讓我能夠更係統地理解整個硬件平颱。而且，它裏麵的一些例子，雖然可能不是最新的應用，但原理是通用的，對於理解F281x係列DSP的特點非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本《TMS 320 F281x DSP原理及應用技術》給我最大的感受就是它的“厚重感”。不是說書頁有多少，而是它在知識深度上給人的感覺。雖然它聚焦於F281x這個具體的DSP係列，但它所涵蓋的DSP理論和技術，很多都是跨平颱的，是理解現代數字信號處理的基礎。比如，在講到濾波器設計時，它不僅給齣瞭各種設計方法，還深入分析瞭不同設計方法的優缺點，以及在實際應用中需要考慮的各種因素，像采樣率、噪聲、計算復雜度等等。這讓我明白，濾波器設計並不是一個簡單的套公式過程，而是需要根據具體需求進行權衡和優化的。另外，書中對中斷係統和DMA（直接內存訪問）的講解也讓我印象深刻。這些低層級的硬件特性，往往是決定DSP性能的關鍵。它通過圖示和詳細的文字描述，把這些復雜的概念變得相對易懂，讓我瞭解到如何有效地利用這些資源來提高數據處理效率。我尤其贊賞它在講解ADC（模數轉換器）和DAC（數模轉換器）時，不僅介紹瞭基本原理，還詳細說明瞭量化誤差、采樣定理等關鍵概念，這些都是進行精確信號采集和輸齣的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《TMS 320 F281x DSP原理及應用技術》給我的感覺是，它更適閤那些已經對DSP有一定瞭解，或者希望係統性地深入學習DSP技術的讀者。它在講解一些高級概念時，例如浮點運算、流水綫技術、以及DSP處理器特有的指令集架構時，並沒有迴避其復雜性，而是試圖以一種嚴謹的方式進行闡述。這對於想在DSP領域做齣一番事業的工程師來說，是非常重要的。理解這些底層細節，能夠幫助他們寫齣更高效、更優化的代碼，從而充分發揮DSP的性能。書中關於存儲器管理和總綫結構的部分，也讓我對DSP的內部工作機製有瞭更深的認識。它解釋瞭不同類型存儲器的特點、訪問速度以及如何通過總綫進行數據傳輸，這些對於理解DSP的整體性能瓶頸和優化方嚮都很有幫助。我尤其注意到它在講到C語言與匯編語言結閤使用時，提到的一些技巧和注意事項，這對於需要進行性能敏感的DSP算法開發是非常實用的。