TMS320F2812原理与开发——DSP应用丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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苏奎峰，吕强，耿庆锋，陈圣俭 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121010637

商品编码：29488205247

包装：平装

出版时间：2005-04-01

基本信息

书名：TMS320F2812原理与开发——DSP应用丛书

定价：43.00元

作者：苏奎峰,吕强,耿庆锋,陈圣俭

出版社：电子工业出版社

出版日期：2005-04-01

ISBN：9787121010637

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书讲述了TMS320F2812芯片的基本特点、硬件结构、内部功能模块的基本原理等内容，并在结合应用实例的基础上详细阐述了各功能模块的应用。同时专门针对电机控制领域的应用，详细介绍了基于TMS320F2812数字信号处理器的永磁同步电机控制系统的原理与实现。书中提供了大量硬件原理图和应用程序代码，以方便读者参考设计。

目录

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章 概述
1.1 简介
1.2 数字信号处理器平台介绍
1.3 以DSP为基础的数字控制系统
第2章 TMS320F281X处理器功能概述
2.1 TMS320F281X处理器的主要特点
2.2 C281XCPU内核
2.3 C281X外设介绍
第3章 TMS320F2812系统控制及中断
3.1 时钟及系统控制
3.2 TMS320F281X通用I/O
3.3 TMS320F281X外设扩展中断模块
第4章 存储器及扩展接口
4.1 F2812内部存储空间
4.2 片内存储器接口
4.3 片上FLASH和OTP存储器
4.4 外部扩展接口
4.5 外部接口的应用
第5章 TMS320F28X串行通信接口
5.1 概述
5.2 SCI的寄存器
5.3 SCI串口使用
第6章 TMS320F2812串行外设接口
6.1 增强的SPI模块概述
6.2 SPI模块寄存器的概述
6.3 SPI的操作
6.4 SPI中断
6.5 SPI FIFO描述
6.6 SPI寄存器和通信波形
6.7 SPI应用实例
第7章 事件管理器及其应用
7.1 事件管理器功能概述
7.2 通用定时器
7.3 PWM电路
7.4 捕获单元
7.5 事件管理器中断
7.6 事件管理器寄存器
7.7 应用事件管理器产生PWM
第8章 ECAN总线模块及其应用
8.1 ECAN总线模块的结构
8.2 ECAN总线模块的寄存器
8.3 ECAN总线模块的配置方法
8.4 ECAN总线模块的应用实例
第9章 TMS320F2812多通道缓冲串行口
0章 模数转换模块及其应用
1章 基于TMS320F2812的永磁同步电机控制
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《DSP嵌入式系统开发实战指南》 前言 数字信号处理（DSP）技术作为现代电子信息领域的核心驱动力之一，其发展日新月异，应用领域不断拓展。从消费电子到工业自动化，从通信基站到医疗设备，DSP的身影无处不在。然而，对于许多嵌入式系统开发者而言，深入理解DSP的原理并将其高效地应用于实际项目中，依然面临着不小的挑战。这不仅需要扎实的理论基础，更需要丰富的实践经验。 本书旨在弥合理论与实践之间的鸿沟，为广大嵌入式系统开发者提供一本全面、深入且实用的DSP嵌入式系统开发指南。我们将聚焦于DSP在实际应用中的关键技术和开发流程，力求以清晰的逻辑、详实的案例和易于理解的方式，帮助读者掌握DSP嵌入式系统的设计、实现与优化。本书并非针对某一款特定的DSP芯片进行深入剖析，而是从通用性的角度出发，提炼DSP嵌入式系统开发中的核心概念、通用方法论以及常见的技术难点。 本书的编写，参考了大量最新的DSP应用案例和行业发展趋势，并结合了作者多年的DSP系统开发经验。我们希望通过本书，读者能够： 建立坚实的DSP理论基础： 理解DSP在信号采样、量化、编码、滤波、变换等核心概念，并掌握其数学原理。 掌握DSP嵌入式系统架构： 了解DSP在嵌入式系统中的地位，以及与微控制器、FPGA等其他硬件的协同工作方式。 精通DSP软件开发流程： 熟悉DSP开发环境的搭建，掌握汇编语言和高级语言在DSP开发中的应用，以及代码优化技巧。 掌握DSP应用开发中的关键技术： 深入学习数字滤波、FFT变换、自适应滤波、数据采集与处理等DSP核心算法在嵌入式系统中的实现。 理解DSP系统性能的评估与优化： 掌握DSP系统性能的影响因素，并学会通过软硬件协同优化来提升系统效率。 了解DSP在典型应用场景下的开发实践： 通过丰富的案例分析，理解DSP在音频处理、图像处理、通信系统、电机控制等领域的实际应用。 本书的读者对象主要包括： 嵌入式系统工程师： 希望将DSP技术融入现有或新开发的嵌入式产品中，提升产品性能的工程师。 通信工程师： 需要在通信系统中实现高效的信号处理算法，如调制解调、信道编码等。 自动控制工程师： 致力于开发高性能电机控制、机器人控制等应用，需要精确快速的信号处理。 音视频处理开发者： 寻求在嵌入式设备上实现高质量音频编码/解码、图像滤波、特征提取等功能的开发者。 高校在校生及研究生： 对DSP嵌入式系统开发有浓厚兴趣，希望系统学习并掌握相关理论与实践技能的学生。 本书的结构安排力求循序渐进，从基础概念到高级应用，涵盖了DSP嵌入式系统开发的各个重要环节。我们相信，通过认真研读本书，并结合动手实践，读者将能够显著提升在DSP嵌入式系统开发领域的专业能力。 第一章：DSP嵌入式系统概述 本章将为读者勾勒出DSP嵌入式系统的全景图。我们将从DSP技术的核心价值出发，探讨其在当今嵌入式系统设计中的关键作用。 1.1 数字信号处理（DSP）的概念与意义： 什么是数字信号？模拟信号与数字信号的转换过程（采样、量化、编码）。 DSP的基本任务：滤波、变换、调制解调、压缩、识别等。 DSP在现代科技中的重要性：提升处理速度、精度、灵活性和智能化水平。 DSP与通用微处理器（MPU）和微控制器（MCU）的区别与联系：DSP的专用指令集和硬件架构优势。 1.2 嵌入式系统简介： 嵌入式系统的定义、特点与组成部分（硬件、软件、应用）。 嵌入式系统在各行业的广泛应用：消费电子、工业控制、通信、汽车电子、医疗设备等。 嵌入式系统设计面临的挑战：实时性、功耗、成本、可靠性、体积等。 1.3 DSP在嵌入式系统中的定位与优势： DSP如何弥补传统嵌入式处理器在信号处理方面的不足。 DSP嵌入式系统架构的典型构成：DSP处理器核心、存储器、I/O接口、外围设备。 DSP在嵌入式系统中的核心优势： 高性能计算能力： 专为并行处理和数学运算设计的指令集（MAC指令、SIMD等）。 低功耗设计： 针对实时信号处理任务的能效优化。 实时性： 满足严格的时间约束要求。 灵活性与可编程性： 易于实现复杂的算法和功能更新。 数据吞吐量： 高效处理大量连续数据流。 1.4 DSP嵌入式系统开发流程概览： 需求分析与系统设计。 硬件选型与系统集成。 软件架构设计与算法实现。 开发环境搭建（交叉编译、调试器）。 系统集成与测试。 性能优化与部署。 维护与升级。 1.5 DSP嵌入式系统开发趋势： 多核DSP与异构计算。 DSP与FPGA/ASIC的融合。 AI与DSP的结合。 低功耗DSP的应用。 软件定义信号处理。 第二章：DSP处理器基础原理 本章将深入探讨DSP处理器工作的核心原理，为理解其高性能计算能力奠定基础。 2.1 DSP处理器的核心架构： 哈佛架构与改进型哈佛架构： 程序存储器和数据存储器分离的优势，以及现代DSP中的内存访问优化。 指令集架构（ISA）： 专为DSP优化的指令，如MAC（乘累加）指令、SIMD（单指令多数据流）指令、饱和运算指令等。 流水线技术： 指令的并行执行，提高吞吐量。 DMA（直接内存访问）： 减少CPU干预，实现高效数据传输。 特殊硬件加速器： 如FFT单元、滤波器硬件加速等。 2.2 DSP的数学运算特性： 定点运算与浮点运算： 定点运算的优势（速度、功耗）和局限性（动态范围、精度）。 浮点运算的优势（精度、动态范围）和局限性（速度、功耗）。 DSP中定点运算的实现技巧：Q格式表示法、量化误差分析。 高效的乘累加（MAC）操作： DSP处理的核心，实现多项式运算和卷积等。 2.3 DSP的指令周期与时钟： 理解DSP的时钟频率与其运算能力的关系。 单周期指令与多周期指令。 如何通过指令优化和流水线利用率来提高执行效率。 2.4 DSP中的中断与实时处理： 中断机制在DSP嵌入式系统中的作用：响应外部事件、处理异常。 中断优先级与中断向量表。 中断服务程序的编写与优化。 实时操作系统（RTOS）在DSP中的应用：任务调度、同步与通信。 2.5 DSP的存储器组织与访问： 程序存储器（ROM, Flash）与数据存储器（RAM）的划分。 内部存储器与外部存储器的访问。 缓存（Cache）机制在DSP中的应用。 数据在存储器中的布局与访问效率。 第三章：DSP嵌入式系统开发环境与工具链 本章将介绍DSP嵌入式系统开发所需的软硬件环境和常用的工具。 3.1 DSP开发环境的搭建： 宿主机与目标机： 开发PC与DSP目标板的概念。 交叉编译工具链： 编译器、汇编器、链接器、调试器。 集成开发环境（IDE）： 提供代码编辑、编译、调试、仿真等一体化功能。 常用的DSP开发环境介绍（示例性，不限于特定平台）： 例如，某些通用DSP厂商提供的IDE，或者基于Eclipse的通用开发平台。 3.2 软件开发语言与编程模型： 汇编语言在DSP开发中的应用： 理解DSP指令集，直接控制硬件。 性能关键代码的汇编优化。 汇编与C语言的混合编程。 C语言在DSP开发中的应用： 高级语言的抽象能力，提高开发效率。 C语言的标准库函数与DSP特定库。 C语言代码的DSP特性优化：指针访问、数组操作、循环展开。 DSP特有的编程模型： 如基于数据流图（Dataflow Graph）的编程思想。 3.3 调试与仿真技术： 硬件仿真器/调试器： JTAG/JTAG-HS/XDS等接口，实现硬件级调试。 断点设置与单步执行。 变量监视与内存查看。 性能分析工具： CPU占用率、函数执行时间统计。 软件仿真器： 在PC上模拟DSP行为，方便早期开发与测试。 实时操作系统（RTOS）感知调试。 3.4 性能分析与代码优化： 性能瓶颈分析： 识别代码中最耗时的部分。 编译器优化选项： -O0, -O1, -O2, -O3, -Os等。 指令级并行（ILP）优化： 循环展开、指令调度。 数据访问优化： 提高缓存命中率，减少内存访问延迟。 算法级优化： 选择更高效的算法实现。 利用DSP特有指令： MAC, SIMD等。 3.5 嵌入式Linux与DSP的协同开发： 在高端DSP嵌入式系统中，Linux操作系统的应用。 DSP与Linux应用程序之间的通信机制：共享内存、消息队列、IPC。 驱动程序的开发。 第四章：DSP数字信号处理核心算法 本章将聚焦于DSP在嵌入式系统中实现的核心数字信号处理算法。 4.1 数字滤波技术： 滤波器的基本概念： 理想滤波器、实际滤波器。 FIR（有限冲激响应）滤波器： 原理与设计方法（窗函数法、频率采样法）。 FIR滤波器的特性：线性相位，稳定性。 在DSP中的实现：卷积运算。 IIR（无限冲激响应）滤波器： 原理与设计方法（双线性变换法、脉冲不变法）。 IIR滤波器的特性：高阶数、稳定性问题。 在DSP中的实现：差分方程。 自适应滤波： 自适应滤波器的概念与应用（噪声消除、回声消除）。 LMS（最小均方）算法：原理与在DSP中的实现。 4.2 傅里叶变换（FT）及其在DSP中的应用： 离散傅里叶变换（DFT）： 将时域信号转换为频域信号。 快速傅里叶变换（FFT）： 高效计算DFT的算法（蝶形运算）。 FFT在DSP中的应用： 频谱分析、频谱搬移、相关性计算、卷积的快速计算。 FFT算法的实现技巧与性能优化。 4.3 数据采集与预处理： A/D转换器的接口与配置： 采样率、分辨率、工作模式。 数据采集的实时性要求。 抗混叠滤波器的作用。 数据归一化与缩放。 4.4 信号调制与解调： AM、FM、PSK、QAM等基本调制方式。 在DSP中实现数字调制与解调器。 载波同步与符号定时恢复。 4.5 统计信号处理： 均值、方差、协方差的计算。 功率谱密度（PSD）估计。 相关分析。 4.6 离散小波变换（DWT）在嵌入式系统中的应用： 小波变换的原理与优势（时频局部化）。 在信号压缩、降噪、特征提取等方面的应用。 第五章：DSP嵌入式系统实际应用案例分析 本章将通过多个典型的DSP嵌入式系统应用案例，展示DSP技术的实际价值和开发方法。 5.1 音频处理应用： 音频编解码器（MP3, AAC）： DSP在音频压缩和解压缩中的作用。 数字音频效果器： 混响、均衡器、压缩器等算法在DSP上的实现。 语音识别与合成。 DSP在无线音频传输中的应用。 5.2 图像与视频处理应用： 图像滤波与增强： 锐化、去噪、边缘检测。 图像压缩（JPEG）。 视频信号处理： 运动检测、目标跟踪（入门级）。 DSP在嵌入式摄像头、安防监控系统中的应用。 5.3 通信系统应用： 基带信号处理： 滤波器、FFT、解调。 信道编码与解码。 DSP在软件无线电（SDR）中的应用。 DSP在4G/5G通信基站中的部分功能实现。 5.4 电机控制应用： 矢量控制（FOC）算法： 高效精确的电机控制。 DSP在伺服驱动器、电动汽车中的应用。 PWM（脉冲宽度调制）信号生成与处理。 5.5 工业自动化与仪器仪表： 传感器信号处理： 采集、滤波、校准。 仪器仪表的信号测量与分析。 DSP在过程控制系统中的应用。 5.6 医疗电子应用： 心电图（ECG）信号处理。 超声波成像中的信号处理。 医疗诊断设备中的信号分析。 第六章：DSP嵌入式系统性能优化与未来展望 本章将总结DSP嵌入式系统开发中的性能优化策略，并对未来的发展趋势进行展望。 6.1 系统级性能评估与优化： 实时性分析： 任务的响应时间、吞吐量。 功耗分析与优化： 降低CPU频率、进入低功耗模式、优化外围设备。 内存访问优化： 缓存利用、数据局部性。 I/O接口优化： DMA的使用、中断策略。 软件与硬件的协同优化。 6.2 功耗管理在DSP嵌入式系统中的重要性： 低功耗DSP架构。 动态电压与频率调整（DVFS）。 电源门控技术。 6.3 DSP嵌入式系统的可靠性与鲁棒性： 错误检测与纠错。 看门狗定时器。 冗余设计。 6.4 DSP嵌入式系统开发中的前沿技术： AI与DSP的融合： 边缘AI的实现，神经网络的DSP加速。 异构计算与多核DSP： 任务分配与协同处理。 FPGA与DSP的结合： 软硬件协同设计。 面向特定领域的DSP架构。 6.5 DSP嵌入式系统的未来发展趋势： 更强大的计算能力与能效比。 更广泛的应用领域。 更易于开发的工具链与生态系统。 与物联网、5G等技术的深度融合。 结语 DSP嵌入式系统开发是一个充满挑战但也极具价值的领域。本书从理论到实践，力求为读者提供一条清晰的学习路径。我们希望本书能够成为您在DSP嵌入式系统开发道路上的忠实伙伴，帮助您掌握核心技能，解决实际问题，并不断探索DSP技术的无限可能。愿您在DSP嵌入式系统的开发旅程中，取得丰硕的成果！

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最近我开始涉足嵌入式控制领域，TMS320F2812凭借其强大的性能和丰富的资源，成为了我重点关注的DSP之一。因此，《TMS320F2812原理与开发——DSP应用丛书》这本书，对我来说，是一本非常及时的参考资料。我希望这本书能够不仅仅停留在对F2812硬件功能的介绍，更能深入地挖掘其在实际应用中的潜力。例如，关于F2812的定时器和PWM模块，我希望能看到它们如何被精确地用于电机控制，包括各种控制算法的实现，如PID控制，以及如何实现平滑的启动和停止。对于ADC模块，我希望能了解如何进行多通道采样，如何处理采样干扰，以及如何根据实际需求选择合适的采样率和分辨率。另外，我非常关心书中关于F2812的启动流程和系统时钟配置的讲解，这对于嵌入式系统的稳定运行至关重要。我希望书中能够提供一些关于如何进行系统功耗优化的策略，以及如何利用F2812的低功耗模式。最后，我希望这本书能够帮助我理解如何进行嵌入式系统的调试和故障排查，以便我能够更自信地进行项目开发。

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这本书，说实话，我抱着极大的期待入手，毕竟是DSP应用丛书，而且点名了TMS320F2812，这个芯片在很多工业控制和嵌入式领域确实是绕不开的存在。我一直觉得，要深入理解一个系列的DSP，光看官方的技术手册实在是枯燥且难以把握重点，所以一本好的参考书就显得尤为重要。拿到这本《TMS320F2812原理与开发——DSP应用丛书》后，我首先翻阅了目录，对于它涵盖的主题，比如体系结构、指令集、中断系统、定时器、ADC、PWM等等，都感觉非常扎实。我最看重的是，它能否将这些零散的知识点串联起来，形成一个清晰的学习脉络，并且在讲解原理的同时，能够提供足够多的实际开发案例。我对书中关于实时操作系统（RTOS）在F2812上的应用，以及如何通过DSP实现一些复杂的信号处理算法，比如FFT、滤波器等，抱有很高的期望。希望它能够帮助我理解如何在实际项目中，高效地利用F2812的硬件资源，去解决问题，而不是仅仅停留在理论层面。我希望这本书能够提供一些通俗易懂的解释，让即使是对DSP初学者来说，也能较快地掌握核心概念。同时，对于有一定经验的开发者，书中提供的进阶技巧和优化方法，也能带来启发。我最期待的部分是，它能否在章节的末尾提供一些思考题或者小型项目，让读者能够动手实践，加深对内容的理解。

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最近在捣鼓一个项目，需要用到高性能的DSP，TMS320F2812这个系列是我的首选之一，因为它的性能和功耗在某些应用场景下确实很平衡。所以我对《TMS320F2812原理与开发——DSP应用丛书》这本书的期待，主要集中在它的实践指导性上。我非常想知道，书中对于F2812的各个外设模块，比如ADC的采样精度和速度如何优化，PWM的生成波形如何精确控制，以及如何利用定时器实现高精度的时间管理，都有哪些深入的讲解。我特别关注书中是否有关于如何进行功耗优化的章节，毕竟很多嵌入式应用对功耗的要求是很高的。此外，调试技巧也是我非常看重的一个方面。DSP开发过程中，调试往往比编写代码本身更耗时，如果书中能提供一些关于如何利用仿真器、示波器等工具来定位和解决常见问题的经验和方法，那就太有价值了。我希望这本书不是简单地罗列F2812的寄存器和功能，而是能通过一系列实际的开发流程，展示如何将F2812的应用推向极致。比如，针对某个具体的工业控制场景，如何设计硬件接口，如何编写高效的驱动程序，如何进行系统集成和测试，如果能有这样的案例剖析，那这本书的价值就真的体现出来了。

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我最近在研究嵌入式系统，尤其对实时信号处理和控制方面很感兴趣，TMS320F2812作为一款经典的DSP，一直是我的学习目标之一。《TMS320F2812原理与开发——DSP应用丛书》这本书，从书名上就能看出其专业性和系统性。我希望这本书能够带领我一步步深入理解F2812的架构，包括它的CPU核心、存储器组织、以及各种片上外设的工作原理。我尤其关注书中关于C28x指令集及其寻址方式的讲解，理解这些底层的指令对于优化代码性能至关重要。此外，我希望书中能够详细介绍F2812的片上存储器，包括FLASH、SRAM等，以及如何有效地管理和利用这些存储资源。对于开发环境，如CCS（Code Composer Studio），我也希望能有详细的介绍，包括它的安装、配置，以及如何使用它进行代码编写、编译、调试和仿真。我希望书中能够通过大量的实例，展示如何将F2812应用于实际的开发场景，例如电机控制、电源管理、或者数据采集系统等。我更看重的是，书中能否提供一些关于如何进行高效嵌入式软件开发的最佳实践和技巧。

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说实话，在选择《TMS320F2812原理与开发——DSP应用丛书》这本书之前，我阅读过市面上不少关于DSP的书籍，但很多都存在着内容陈旧、讲解不深入、或者过于理论化的问题。我目前正在负责一个需要高性能实时控制的系统，而TMS320F2812无疑是一个很有潜力的选择。所以我对这本书的期望，在于它能否提供最新、最权威的技术信息，并且能够深入浅出地讲解F2812的各个方面。我特别希望书中能够详细阐述F2812的流水线、缓存机制等内部结构，以及这些结构如何影响程序的执行效率。对于中断向量表、中断优先级、以及中断服务程序的编写，我也希望有更清晰的指导，特别是在处理多个中断源时，如何设计一个健壮的中断响应机制。另外，我一直对DSP的片上外设，特别是与ADC、DAC、CAN、SPI、I2C等接口的深入应用很感兴趣。书中能否提供一些关于如何充分利用这些接口，与其他设备进行高效通信的案例，这对我来说非常重要。我希望能通过这本书，不仅仅是了解F2812的“是什么”，更能理解“为什么”以及“怎么做”。