TMS 320 F281xDSP原理及应用技术(高等院校电子信息与电气学科特色教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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韩丰田著 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302193418

商品编码：29728992234

包装：平装

出版时间：2009-04-01

基本信息

书名：TMS 320 F281xDSP原理及应用技术(高等院校电子信息与电气学科特色教材)

定价：35.00元

作者：韩丰田著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2009-04-01

ISBN：9787302193418

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.540kg

编辑推荐

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内容提要

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本书针对面向工业控制的TMS320F281x系列DSP芯片，介绍了DSP的硬件结构、外设模块、C语言编程、系统设计与开发方法。本书分为两个组成部分： 首先系统地介绍DSP芯片的原理、外设功能模块及其应用，然后介绍DSP应用系统的硬件设计和软件编程技术。面向运动控制、工业测控等领域，介绍了较多的工程应用实例，给出了电路原理图和C语言程序，在每章后附有习题以配合教学需要。
　　本书可以用作本科生和研究生的“DSP原理及应用”相关课程的教材，也可作为从事DSP应用系统开发人员的参考书。

目录

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章 绪论
　1.1 TMS320系列DSP芯片
　1.2 TMS320C28xx系列DSP芯片简介
　1.3 TMS320F281x系列DSP芯片
　1.4 基于DSP的运动控制系统
　习题与思考题
第2章 系统控制及中断
　2.1 时钟及系统控制
　2.2 CPU定时器
　2.3 通用数字I/O
　2.4 外设中断扩展模块
　习题与思考题
第3章 存储器及外部接口
　3.1 片内存储器接口
　3.2 存储器映射
　3.3 片内Flash存储器
　3.4 外部扩展接口
　3.5 外部接口的应用
　习题与思考题
第4章 串行通信接口
　4.1 SCI模块
　4.2 SCI模块的多处理器通信
　4.3 SCI的寄存器
　4.4 SCI应用举例
　习题与思考题
第5章 串行外设接口
　5.1 SPI模块概述
　5.2 SPI的操作模式
　5.3 SPI模块的设置
　5.4 SPI的FIFO操作
　5.5 SPI模块的寄存器
　5.6 SPI模块应用举例
　习题与思考题
第6章 增强型CAN控制器
第7章 事件管理器
第8章 A/D转换模块
第9章 DSP系统硬件设计基础
0章 TMS320C28x的软件开发
1章 无刷直流电机控制
附录A F281x系列DSP芯片的引脚信号
附录B DSP实验装置电路原理图
附录C 部分英文缩写
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《嵌入式系统设计实战：基于STM32微控制器》 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面、深入的嵌入式系统设计实践指南，重点聚焦于目前业界广泛应用且极具代表性的STM32微控制器系列。本书并非仅仅罗列技术细节，而是致力于将理论知识与实际工程项目相结合，通过精心设计的案例，引领读者一步步掌握嵌入式系统从硬件选型、开发环境搭建，到软件编程、调试以及最终产品实现的完整流程。 第一篇：嵌入式系统基础与STM32入门 本篇内容为读者构建坚实的嵌入式系统基础，并引导初学者快速进入STM32的开发世界。 第一章 嵌入式系统概述： 1.1 什么是嵌入式系统？ 详细阐述嵌入式系统的定义、特点（如面向特定应用、软硬件紧密结合、资源受限、实时性要求高等），并列举其在日常生活、工业生产、交通运输、医疗健康等各个领域的广泛应用实例，让读者对嵌入式系统有一个宏观而清晰的认识。 1.2 嵌入式系统的构成： 深入剖析嵌入式系统的核心组成部分，包括微处理器/微控制器、存储器（RAM、ROM、Flash）、输入/输出设备（传感器、执行器、通信接口）、电源管理单元、以及支持软件（操作系统/实时操作系统、驱动程序、应用软件）。逐一讲解各部分的功能和作用，为后续的学习打下理论基础。 1.3 嵌入式开发流程： 介绍典型的嵌入式系统开发流程，从需求分析、硬件选型、原理图设计、PCB布局布线、软件架构设计、编码实现、编译链接、调试下载，到系统集成、测试验证、部署维护等环节。强调各环节之间的关联性和迭代性。 1.4 嵌入式系统发展趋势： 探讨嵌入式系统未来的发展方向，例如物联网（IoT）、人工智能（AI）、边缘计算、低功耗设计、高安全性等，分析新技术对嵌入式系统设计提出的挑战与机遇。 第二章 STM32微控制器概览： 2.1 ARM Cortex-M 内核架构： 详细介绍ARM Cortex-M系列处理器内核的优势，包括其低功耗、高性能、高集成度以及优秀的实时性。重点讲解Cortex-M0、M3、M4、M7等不同系列在性能、功耗、指令集等方面的差异，以及它们各自适用的应用场景。 2.2 STM32系列微控制器介绍： 系统性地介绍STMicroelectronics公司推出的STM32系列微控制器，包括其丰富的产品线（如STM32F0、F1、F2、F3、F4、F7、H7、L0、L1、L4、G0、G4等系列）。讲解不同系列在CPU主频、存储器大小、外设种类、功耗特性等方面的特点，帮助读者根据项目需求选择合适的型号。 2.3 STM32开发板选择与硬件接口： 推荐几款主流的STM32开发板（如Nucleo系列、Discovery系列），分析其硬件资源配置、扩展性以及易用性。讲解开发板上常见的硬件接口，如GPIO、ADC、DAC、UART、SPI、I2C、USB、CAN、Ethernet、SDIO、DMA等，以及它们的基本功能和连接方式。 第三章 STM32开发环境搭建： 3.1 Keil MDK-ARM 集成开发环境： 指导读者安装和配置Keil MDK-ARM集成开发环境，讲解其主要功能模块，包括编辑器、编译器、调试器、仿真器等。演示如何创建新工程、配置工程选项、编写代码、编译链接、生成可执行文件。 3.2 STM32CubeMX 配置工具： 重点介绍ST官方提供的STM32CubeMX图形化配置工具，演示如何通过图形界面快速配置STM32的各种时钟、引脚复用、外设参数等。讲解CubeMX如何生成初始化C代码，大大提高开发效率。 3.3 库函数与HAL库： 讲解STM32的固件库（Firmware Library）和硬件抽象层（HAL）库。对比分析直接操作寄存器和使用库函数的优缺点。详细演示HAL库的使用方法，包括如何通过CubeMX生成的代码进行二次开发，以及如何阅读HAL库的API文档。 3.4 调试技巧与方法： 介绍在Keil MDK中进行代码调试的常用方法，包括设置断点、单步执行、观察变量、内存查看、寄存器查看、逻辑分析仪等。分享实际调试过程中常见的错误和解决方法。 第二篇：STM32核心外设原理与应用 本篇内容将深入讲解STM32微控制器中最常用、最核心的外设模块，并通过丰富的实例展示其工作原理和应用技巧。 第四章 GPIO（通用输入输出）端口： 4.1 GPIO寄存器结构与工作模式： 详细解析GPIO端口的寄存器，如端口模式寄存器（MODER）、输出类型寄存器（OTR）、上/下拉寄存器（PUPDR）、复用功能选择寄存器（AFR）等。深入讲解GPIO的输入（浮空、上拉、下拉）、输出（推挽、开漏）、模拟等工作模式。 4.2 外部中断配置与处理： 讲解如何配置STM32的外部中断，包括中断向量表、中断优先级、中断触发方式（边沿触发、电平触发）。演示如何编写中断服务函数（ISR）来响应外部事件，并实现基本的按键扫描和LED闪烁功能。 4.3 GPIO应用实例： 实例 4.3.1： 独立按键与LED控制。实现多个独立按键控制多个LED的亮灭。 实例 4.3.2： 矩阵键盘扫描。设计程序实现高效的矩阵键盘按键识别。 实例 4.3.3： GPIO输出控制电机启停。 第五章 时钟系统与延时： 5.1 STM32时钟树分析： 深入讲解STM32的时钟系统，包括HSE、HSI、PLL、SYSCLK、AHB、APB1、APB2总线时钟等。通过STM32CubeMX直观展示时钟树的配置过程，并讲解如何根据需求调整时钟频率以优化性能和功耗。 5.2 精确延时方法： 介绍三种延时方法：空循环延时、定时器延时、SysTick延时。分析它们的优缺点和适用场景，并提供精确延时函数的实现代码。 5.3 时钟系统应用： 实例 5.3.1： 配置不同频率的时钟，观察LED闪烁频率变化。 实例 5.3.2： 使用SysTick定时器实现精确的毫秒级延时。 第六章 定时器（Timer）： 6.1 定时器基本原理与分类： 讲解通用定时器（TIM2-TIM5等）、高级定时器（TIM1、TIM8）和基本定时器（TIM6、TIM7）的功能和区别。阐述定时器的计数模式、预分频器、自动重装载寄存器、通道配置等核心概念。 6.2 定时器中断： 配置定时器产生周期性中断，用于实现定时任务、周期性事件触发等。 6.3 PWM（脉冲宽度调制）输出： 详细讲解PWM的原理，以及如何利用STM32的定时器实现PWM输出。演示如何通过调整占空比来控制LED亮度、舵机角度、直流电机速度等。 6.4 输入捕获： 介绍输入捕获功能，如何利用定时器捕获外部脉冲的上升沿或下降沿，测量脉冲宽度、频率等。 6.5 定时器应用实例： 实例 6.5.1： 使用通用定时器实现LED呼吸灯效果（PWM）。 实例 6.5.2： 使用高级定时器驱动舵机，实现舵机角度控制。 实例 6.5.3： 使用输入捕获测量脉冲信号的频率。 第七章 UART（通用异步收发传输器）： 7.1 UART通信原理： 深入剖析UART的异步通信原理，包括起始位、数据位、校验位、停止位。讲解波特率、数据格式等概念。 7.2 STM32 UART模块配置： 讲解STM32 UART模块的配置，包括波特率设置、数据位长度、校验方式、停止位设置。 7.3 发送与接收数据： 演示如何通过UART发送和接收数据，包括查询方式和中断方式。 7.4 UART应用实例： 实例 7.4.1： STM32与PC通过UART通信，实现PC发送指令控制STM32上的LED。 实例 7.4.2： STM32之间通过UART进行点对点通信。 实例 7.4.3： STM32与蓝牙模块进行通信，实现无线数据传输。 第八章 SPI（串行外设接口）与I2C（集成电路总线）： 8.1 SPI通信原理与模式： 讲解SPI的同步串行通信原理，包括主设备、从设备、SCK、MISO、MOSI、SS等信号线。介绍SPI的四种工作模式（CPOL、CPHA）。 8.2 STM32 SPI模块配置： 配置STM32的SPI模块，实现主从模式下的数据收发。 8.3 I2C通信原理与特点： 讲解I2C的半双工、多主多从、两线制通信原理。介绍SCL、SDA信号线，以及地址位、读写位、ACK/NACK信号。 8.4 STM32 I2C模块配置： 配置STM32的I2C模块，实现主设备或从设备下的数据读写。 8.5 SPI与I2C应用实例： 实例 8.5.1： 使用SPI接口驱动OLED显示屏，实现汉字、字符、图形的显示。 实例 8.5.2： 使用I2C接口读取温湿度传感器（如DHT11/DHT22）的数据。 实例 8.5.3： 使用I2C接口与EEPROM芯片进行数据存储。 第九章 ADC（模数转换器）与DAC（数模转换器）： 9.1 ADC工作原理与参数： 讲解ADC的采样、量化、编码过程。介绍ADC的分辨率、采样率、转换时间等重要参数。 9.2 STM32 ADC模块配置： 配置STM32的ADC模块，实现单次转换、连续转换、扫描转换、DMA传输等工作模式。 9.3 DAC工作原理与应用： 讲解DAC的原理，实现数字信号到模拟信号的转换。 9.4 ADC与DAC应用实例： 实例 9.4.1： 使用ADC读取电位器或光敏电阻的模拟值，并显示在串口。 实例 9.4.2： 使用ADC读取多个模拟传感器的数据，并进行平均值计算。 实例 9.4.3： 使用DAC输出特定频率的方波或正弦波。 第十章 DMA（直接内存访问）： 10.1 DMA工作原理与优势： 深入讲解DMA的工作原理，以及它如何解放CPU，实现高效的数据传输。介绍DMA的通道、数据宽度、传输方向、传输模式等。 10.2 STM32 DMA模块配置： 配置STM32的DMA控制器，实现外设与内存之间、内存与内存之间的高速数据传输。 10.3 DMA应用实例： 实例 10.3.1： 使用ADC配合DMA进行高速数据采集。 实例 10.3.2： 使用UART配合DMA进行高速串口通信。 实例 10.3.3： 使用SPI配合DMA驱动大容量SPI Flash进行程序下载或数据存储。 第三篇：高级主题与综合应用 本篇将进一步拓展读者的嵌入式开发视野，引入更复杂的概念和技术，并通过综合性项目来巩固所学知识。 第十一章 RTOS（实时操作系统）应用： 11.1 RTOS基本概念与优势： 介绍RTOS的核心概念，如任务、调度器、信号量、互斥锁、消息队列、事件标志等。讲解RTOS在多任务并发、资源管理、实时性保障方面的优势。 11.2 FreeRTOS入门与移植： 选择一款广泛使用的RTOS（如FreeRTOS），讲解其基本API函数的使用。指导读者如何在STM32开发板上移植FreeRTOS，并完成简单的任务创建与调度。 11.3 RTOS进阶应用： 演示如何使用信号量实现任务间的同步，如何使用互斥锁保护共享资源，如何使用消息队列进行任务间通信。 11.4 RTOS综合应用实例： 实例 11.4.1： 使用FreeRTOS实现多任务并发控制LED闪烁、按键检测和串口通信。 实例 11.4.2： 设计一个简单的RTOS任务调度器，模拟实时任务的执行。 第十二章 通信协议栈与网络应用： 12.1 USB通信协议： 介绍USB通信的基本原理、设备类（HID、CDC、MSC等）以及STM32的USB OTG功能。 12.2 CAN总线通信： 讲解CAN总线的特点、通信帧格式以及在汽车电子、工业控制中的应用。 12.3 LWIP协议栈与网络通信（可选）： 介绍TCP/IP协议栈的基本概念，以及如何将LWIP移植到STM32上，实现简单的网络通信功能，如DHCP、HTTP服务器等。 12.4 通信协议应用实例： 实例 12.4.1： STM32作为USB HID设备，模拟键盘鼠标输入。 实例 12.4.2： 构建简单的CAN通信网络，实现节点间数据交换。 第十三章 存储器与文件系统： 13.1 STM32内部Flash与SRAM： 深入理解STM32内部Flash存储器和SRAM的结构、读写方式以及擦写寿命。 13.2 SPI Flash与SD卡存储： 讲解如何使用SPI接口连接外部SPI Flash芯片，实现大容量数据存储。介绍SD卡的存储原理和接口，以及如何在STM32上读写SD卡。 13.3 FATFS文件系统移植： 介绍FATFS文件系统的基本原理，并指导读者如何将其移植到STM32平台，实现对SD卡或SPI Flash的FAT文件系统操作。 13.4 存储器应用实例： 实例 13.4.1： 将采集到的传感器数据存储到SPI Flash中。 实例 13.4.2： 在STM32上实现简单的文件读写功能，如保存配置信息到SD卡。 第十四章 综合项目实战： 14.1 项目概述： 选择一个具有一定复杂度和代表性的综合项目，例如： 智能家居控制系统： 集成传感器（温湿度、光照）、执行器（电机、继电器）、无线通信（Wi-Fi/蓝牙），通过手机APP或Web界面进行远程控制。 数据采集与分析仪： 采集多个模拟和数字信号，通过SD卡进行存储，并可连接PC进行上位机分析。 嵌入式Web服务器： 在STM32上运行LWIP，搭建一个简单的Web服务器，通过网页控制设备或显示状态。 14.2 项目需求分析与设计： 详细阐述项目的目标、功能需求、性能要求、硬件选型、软件架构设计。 14.3 项目开发与实现： 分模块详细讲解项目的代码实现过程，包括各模块的集成和调试。 14.4 项目测试与优化： 进行全面的功能测试、性能测试和稳定性测试，并对项目进行必要的优化。 附录： STM32常用寄存器表（部分） 开发板资源清单 参考文献 本书力求通过理论与实践相结合的方式，循序渐进地引导读者掌握STM32微控制器系统的开发技能，使其能够独立完成各种嵌入式项目的开发。内容覆盖面广，实例丰富，贴近实际应用，适合电子工程、自动化、计算机科学等专业的学生，以及从事嵌入式系统开发的工程师阅读参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计，真的让我眼前一亮，这在国内出版的专业技术书籍中，算是相当优秀的范例。很多技术书籍的阅读体验非常差，要么是文字过于密集，要么是关键电路图和寄存器定义图模糊不清，导致读者需要花费大量的精力去“解码”而不是“学习”。但这本教材在这方面做得非常到位。清晰的流程图、精心标注的硬件框图，以及针对性的汇编和C语言代码块的区分处理，都极大地降低了理解复杂概念的认知负荷。我记得有一次深夜调试一个复杂的PWM同步问题，在查阅了官方文档半小时无果后，翻阅到书中关于定时器模块的那个示意图，瞬间就找到了问题的症结所在。这种直观的表达方式，无疑是专业教材成功的关键要素之一。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的工程背景来看，这本书最宝贵的地方在于它对“贴近实际工程问题”的执着。很多教科书倾向于构建理想化的模型，然后用数学去逼近，这在学术研究中或许适用，但在实际的嵌入式系统开发中，你面对的往往是各种非理想因素：时序约束、噪声干扰、以及有限的资源。这本书似乎深谙此道，它在讲解诸如看门狗定时器、A/D转换的触发机制、以及内存保护单元时，没有仅仅停留在“这是什么”的层面，而是深入探讨了“在实际的电力系统应用中，我们应该如何配置它以确保鲁棒性”。这种带有强烈实践色彩的叙述角度，对于我们这些需要快速将理论转化为可靠产品的工程师来说，是不可多得的财富。它教会的不仅仅是知识点，更是一种解决实际工程难题的思维模式。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这本教材的整体印象非常积极，但如果非要挑剔，我认为它在面向未来技术发展趋势的广度上，可以再有提升。尽管它对F281x系列做了深入细致的剖析，这无疑是保证了学习的深度和专业性，但考虑到目前工业控制和电力电子领域对更高性能处理器，例如C2000系列的更新换代需求日益迫切，如果书中能加入一些跨代际的对比分析，或者对新版本指令集特性的简要介绍，那就更完美了。我理解教材的定位可能是专注于特定系列的深度挖掘，但这使得读者在读完之后，可能会有一种“知识断层”的担忧，即如何将现有知识平滑地迁移到下一代产品线上。毕竟，技术迭代的速度非常快，一本好的教材除了传授当前知识，还应该具备一定的“前瞻性指引”能力，帮助读者预判未来的技术走向。

评分☆☆☆☆☆

这本关于TMS320F281xDSP的书，坦率地说，我是在一个非常偶然的机会下接触到的。当时我正在为一个紧急的项目寻找关于实时控制系统解决方案的参考资料，朋友推荐了我这本书。最初我有些犹豫，因为市面上关于DSP的书籍琳琅满目，很多都过于理论化，或者实例陈旧。然而，当我翻开这本书的目录时，一种久违的踏实感油然而生。它并没有一上来就堆砌晦涩的数学公式和抽象的理论模型，而是非常自然地将DSP的硬件结构与实际应用场景结合起来。书中的章节安排逻辑清晰，从基础的C28x内核架构讲起，逐步深入到外设接口、中断处理，最后到复杂的实时算法实现。尤其是对那些初学者来说，它提供了一个非常友好的学习路径，让你能一步步构建起对这个强大平台的认知。我尤其欣赏它在编程实践上的侧重，很多代码示例不仅可用，而且充分体现了德州仪器官方的最佳实践，这对于我们这些工程师来说，是无价的经验积累。

评分☆☆☆☆☆

我注意到这本书的语言风格非常严谨、专业，几乎没有多余的修饰语，直击要点。这对于需要快速掌握技术要领的读者群体是极大的便利。然而，对于那些希望通过阅读辅助材料来建立对DSP系统整体宏观认识的初学者而言，可能会感到略微的“枯燥”。我设想一下，如果这本书能够增加一个“应用案例综述”的章节，比如用几个真实的、来自不同工业领域的项目（例如电机驱动、电池管理系统、或者高级滤波应用）的背景介绍，来串联起前面讲解的各个模块知识，可能会让学习的体验更加丰满和有代入感。知识点本身是零散的，但只有当它们被放置在一个具体的应用场景中时，才能真正发挥出合力效应，帮助读者建立起“知识地图”，而不是仅仅记住了一堆孤立的知识点。