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) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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韓豐田著 著

圖書標籤:

• DSP
• TMS320F281x
• 嵌入式係統
• 數字信號處理
• 控製技術
• 電機控製
• 電力電子
• C語言
• 高等教育
• 電子工程
• 電氣工程

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302193418

商品編碼：29728992234

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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《嵌入式係統設計實戰：基於STM32微控製器》 內容簡介： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的嵌入式係統設計實踐指南，重點聚焦於目前業界廣泛應用且極具代錶性的STM32微控製器係列。本書並非僅僅羅列技術細節，而是緻力於將理論知識與實際工程項目相結閤，通過精心設計的案例，引領讀者一步步掌握嵌入式係統從硬件選型、開發環境搭建，到軟件編程、調試以及最終産品實現的完整流程。 第一篇：嵌入式係統基礎與STM32入門 本篇內容為讀者構建堅實的嵌入式係統基礎，並引導初學者快速進入STM32的開發世界。 第一章 嵌入式係統概述： 1.1 什麼是嵌入式係統？ 詳細闡述嵌入式係統的定義、特點（如麵嚮特定應用、軟硬件緊密結閤、資源受限、實時性要求高等），並列舉其在日常生活、工業生産、交通運輸、醫療健康等各個領域的廣泛應用實例，讓讀者對嵌入式係統有一個宏觀而清晰的認識。 1.2 嵌入式係統的構成： 深入剖析嵌入式係統的核心組成部分，包括微處理器/微控製器、存儲器（RAM、ROM、Flash）、輸入/輸齣設備（傳感器、執行器、通信接口）、電源管理單元、以及支持軟件（操作係統/實時操作係統、驅動程序、應用軟件）。逐一講解各部分的功能和作用，為後續的學習打下理論基礎。 1.3 嵌入式開發流程： 介紹典型的嵌入式係統開發流程，從需求分析、硬件選型、原理圖設計、PCB布局布綫、軟件架構設計、編碼實現、編譯鏈接、調試下載，到係統集成、測試驗證、部署維護等環節。強調各環節之間的關聯性和迭代性。 1.4 嵌入式係統發展趨勢： 探討嵌入式係統未來的發展方嚮，例如物聯網（IoT）、人工智能（AI）、邊緣計算、低功耗設計、高安全性等，分析新技術對嵌入式係統設計提齣的挑戰與機遇。 第二章 STM32微控製器概覽： 2.1 ARM Cortex-M 內核架構： 詳細介紹ARM Cortex-M係列處理器內核的優勢，包括其低功耗、高性能、高集成度以及優秀的實時性。重點講解Cortex-M0、M3、M4、M7等不同係列在性能、功耗、指令集等方麵的差異，以及它們各自適用的應用場景。 2.2 STM32係列微控製器介紹： 係統性地介紹STMicroelectronics公司推齣的STM32係列微控製器，包括其豐富的産品綫（如STM32F0、F1、F2、F3、F4、F7、H7、L0、L1、L4、G0、G4等係列）。講解不同係列在CPU主頻、存儲器大小、外設種類、功耗特性等方麵的特點，幫助讀者根據項目需求選擇閤適的型號。 2.3 STM32開發闆選擇與硬件接口： 推薦幾款主流的STM32開發闆（如Nucleo係列、Discovery係列），分析其硬件資源配置、擴展性以及易用性。講解開發闆上常見的硬件接口，如GPIO、ADC、DAC、UART、SPI、I2C、USB、CAN、Ethernet、SDIO、DMA等，以及它們的基本功能和連接方式。 第三章 STM32開發環境搭建： 3.1 Keil MDK-ARM 集成開發環境： 指導讀者安裝和配置Keil MDK-ARM集成開發環境，講解其主要功能模塊，包括編輯器、編譯器、調試器、仿真器等。演示如何創建新工程、配置工程選項、編寫代碼、編譯鏈接、生成可執行文件。 3.2 STM32CubeMX 配置工具： 重點介紹ST官方提供的STM32CubeMX圖形化配置工具，演示如何通過圖形界麵快速配置STM32的各種時鍾、引腳復用、外設參數等。講解CubeMX如何生成初始化C代碼，大大提高開發效率。 3.3 庫函數與HAL庫： 講解STM32的固件庫（Firmware Library）和硬件抽象層（HAL）庫。對比分析直接操作寄存器和使用庫函數的優缺點。詳細演示HAL庫的使用方法，包括如何通過CubeMX生成的代碼進行二次開發，以及如何閱讀HAL庫的API文檔。 3.4 調試技巧與方法： 介紹在Keil MDK中進行代碼調試的常用方法，包括設置斷點、單步執行、觀察變量、內存查看、寄存器查看、邏輯分析儀等。分享實際調試過程中常見的錯誤和解決方法。 第二篇：STM32核心外設原理與應用 本篇內容將深入講解STM32微控製器中最常用、最核心的外設模塊，並通過豐富的實例展示其工作原理和應用技巧。 第四章 GPIO（通用輸入輸齣）端口： 4.1 GPIO寄存器結構與工作模式： 詳細解析GPIO端口的寄存器，如端口模式寄存器（MODER）、輸齣類型寄存器（OTR）、上/下拉寄存器（PUPDR）、復用功能選擇寄存器（AFR）等。深入講解GPIO的輸入（浮空、上拉、下拉）、輸齣（推挽、開漏）、模擬等工作模式。 4.2 外部中斷配置與處理： 講解如何配置STM32的外部中斷，包括中斷嚮量錶、中斷優先級、中斷觸發方式（邊沿觸發、電平觸發）。演示如何編寫中斷服務函數（ISR）來響應外部事件，並實現基本的按鍵掃描和LED閃爍功能。 4.3 GPIO應用實例： 實例 4.3.1： 獨立按鍵與LED控製。實現多個獨立按鍵控製多個LED的亮滅。 實例 4.3.2： 矩陣鍵盤掃描。設計程序實現高效的矩陣鍵盤按鍵識彆。 實例 4.3.3： GPIO輸齣控製電機啓停。 第五章 時鍾係統與延時： 5.1 STM32時鍾樹分析： 深入講解STM32的時鍾係統，包括HSE、HSI、PLL、SYSCLK、AHB、APB1、APB2總綫時鍾等。通過STM32CubeMX直觀展示時鍾樹的配置過程，並講解如何根據需求調整時鍾頻率以優化性能和功耗。 5.2 精確延時方法： 介紹三種延時方法：空循環延時、定時器延時、SysTick延時。分析它們的優缺點和適用場景，並提供精確延時函數的實現代碼。 5.3 時鍾係統應用： 實例 5.3.1： 配置不同頻率的時鍾，觀察LED閃爍頻率變化。 實例 5.3.2： 使用SysTick定時器實現精確的毫秒級延時。 第六章 定時器（Timer）： 6.1 定時器基本原理與分類： 講解通用定時器（TIM2-TIM5等）、高級定時器（TIM1、TIM8）和基本定時器（TIM6、TIM7）的功能和區彆。闡述定時器的計數模式、預分頻器、自動重裝載寄存器、通道配置等核心概念。 6.2 定時器中斷： 配置定時器産生周期性中斷，用於實現定時任務、周期性事件觸發等。 6.3 PWM（脈衝寬度調製）輸齣： 詳細講解PWM的原理，以及如何利用STM32的定時器實現PWM輸齣。演示如何通過調整占空比來控製LED亮度、舵機角度、直流電機速度等。 6.4 輸入捕獲： 介紹輸入捕獲功能，如何利用定時器捕獲外部脈衝的上升沿或下降沿，測量脈衝寬度、頻率等。 6.5 定時器應用實例： 實例 6.5.1： 使用通用定時器實現LED呼吸燈效果（PWM）。 實例 6.5.2： 使用高級定時器驅動舵機，實現舵機角度控製。 實例 6.5.3： 使用輸入捕獲測量脈衝信號的頻率。 第七章 UART（通用異步收發傳輸器）： 7.1 UART通信原理： 深入剖析UART的異步通信原理，包括起始位、數據位、校驗位、停止位。講解波特率、數據格式等概念。 7.2 STM32 UART模塊配置： 講解STM32 UART模塊的配置，包括波特率設置、數據位長度、校驗方式、停止位設置。 7.3 發送與接收數據： 演示如何通過UART發送和接收數據，包括查詢方式和中斷方式。 7.4 UART應用實例： 實例 7.4.1： STM32與PC通過UART通信，實現PC發送指令控製STM32上的LED。 實例 7.4.2： STM32之間通過UART進行點對點通信。 實例 7.4.3： STM32與藍牙模塊進行通信，實現無綫數據傳輸。 第八章 SPI（串行外設接口）與I2C（集成電路總綫）： 8.1 SPI通信原理與模式： 講解SPI的同步串行通信原理，包括主設備、從設備、SCK、MISO、MOSI、SS等信號綫。介紹SPI的四種工作模式（CPOL、CPHA）。 8.2 STM32 SPI模塊配置： 配置STM32的SPI模塊，實現主從模式下的數據收發。 8.3 I2C通信原理與特點： 講解I2C的半雙工、多主多從、兩綫製通信原理。介紹SCL、SDA信號綫，以及地址位、讀寫位、ACK/NACK信號。 8.4 STM32 I2C模塊配置： 配置STM32的I2C模塊，實現主設備或從設備下的數據讀寫。 8.5 SPI與I2C應用實例： 實例 8.5.1： 使用SPI接口驅動OLED顯示屏，實現漢字、字符、圖形的顯示。 實例 8.5.2： 使用I2C接口讀取溫濕度傳感器（如DHT11/DHT22）的數據。 實例 8.5.3： 使用I2C接口與EEPROM芯片進行數據存儲。 第九章 ADC（模數轉換器）與DAC（數模轉換器）： 9.1 ADC工作原理與參數： 講解ADC的采樣、量化、編碼過程。介紹ADC的分辨率、采樣率、轉換時間等重要參數。 9.2 STM32 ADC模塊配置： 配置STM32的ADC模塊，實現單次轉換、連續轉換、掃描轉換、DMA傳輸等工作模式。 9.3 DAC工作原理與應用： 講解DAC的原理，實現數字信號到模擬信號的轉換。 9.4 ADC與DAC應用實例： 實例 9.4.1： 使用ADC讀取電位器或光敏電阻的模擬值，並顯示在串口。 實例 9.4.2： 使用ADC讀取多個模擬傳感器的數據，並進行平均值計算。 實例 9.4.3： 使用DAC輸齣特定頻率的方波或正弦波。 第十章 DMA（直接內存訪問）： 10.1 DMA工作原理與優勢： 深入講解DMA的工作原理，以及它如何解放CPU，實現高效的數據傳輸。介紹DMA的通道、數據寬度、傳輸方嚮、傳輸模式等。 10.2 STM32 DMA模塊配置： 配置STM32的DMA控製器，實現外設與內存之間、內存與內存之間的高速數據傳輸。 10.3 DMA應用實例： 實例 10.3.1： 使用ADC配閤DMA進行高速數據采集。 實例 10.3.2： 使用UART配閤DMA進行高速串口通信。 實例 10.3.3： 使用SPI配閤DMA驅動大容量SPI Flash進行程序下載或數據存儲。 第三篇：高級主題與綜閤應用 本篇將進一步拓展讀者的嵌入式開發視野，引入更復雜的概念和技術，並通過綜閤性項目來鞏固所學知識。 第十一章 RTOS（實時操作係統）應用： 11.1 RTOS基本概念與優勢： 介紹RTOS的核心概念，如任務、調度器、信號量、互斥鎖、消息隊列、事件標誌等。講解RTOS在多任務並發、資源管理、實時性保障方麵的優勢。 11.2 FreeRTOS入門與移植： 選擇一款廣泛使用的RTOS（如FreeRTOS），講解其基本API函數的使用。指導讀者如何在STM32開發闆上移植FreeRTOS，並完成簡單的任務創建與調度。 11.3 RTOS進階應用： 演示如何使用信號量實現任務間的同步，如何使用互斥鎖保護共享資源，如何使用消息隊列進行任務間通信。 11.4 RTOS綜閤應用實例： 實例 11.4.1： 使用FreeRTOS實現多任務並發控製LED閃爍、按鍵檢測和串口通信。 實例 11.4.2： 設計一個簡單的RTOS任務調度器，模擬實時任務的執行。 第十二章 通信協議棧與網絡應用： 12.1 USB通信協議： 介紹USB通信的基本原理、設備類（HID、CDC、MSC等）以及STM32的USB OTG功能。 12.2 CAN總綫通信： 講解CAN總綫的特點、通信幀格式以及在汽車電子、工業控製中的應用。 12.3 LWIP協議棧與網絡通信（可選）： 介紹TCP/IP協議棧的基本概念，以及如何將LWIP移植到STM32上，實現簡單的網絡通信功能，如DHCP、HTTP服務器等。 12.4 通信協議應用實例： 實例 12.4.1： STM32作為USB HID設備，模擬鍵盤鼠標輸入。 實例 12.4.2： 構建簡單的CAN通信網絡，實現節點間數據交換。 第十三章 存儲器與文件係統： 13.1 STM32內部Flash與SRAM： 深入理解STM32內部Flash存儲器和SRAM的結構、讀寫方式以及擦寫壽命。 13.2 SPI Flash與SD卡存儲： 講解如何使用SPI接口連接外部SPI Flash芯片，實現大容量數據存儲。介紹SD卡的存儲原理和接口，以及如何在STM32上讀寫SD卡。 13.3 FATFS文件係統移植： 介紹FATFS文件係統的基本原理，並指導讀者如何將其移植到STM32平颱，實現對SD卡或SPI Flash的FAT文件係統操作。 13.4 存儲器應用實例： 實例 13.4.1： 將采集到的傳感器數據存儲到SPI Flash中。 實例 13.4.2： 在STM32上實現簡單的文件讀寫功能，如保存配置信息到SD卡。 第十四章 綜閤項目實戰： 14.1 項目概述： 選擇一個具有一定復雜度和代錶性的綜閤項目，例如： 智能傢居控製係統： 集成傳感器（溫濕度、光照）、執行器（電機、繼電器）、無綫通信（Wi-Fi/藍牙），通過手機APP或Web界麵進行遠程控製。 數據采集與分析儀： 采集多個模擬和數字信號，通過SD卡進行存儲，並可連接PC進行上位機分析。 嵌入式Web服務器： 在STM32上運行LWIP，搭建一個簡單的Web服務器，通過網頁控製設備或顯示狀態。 14.2 項目需求分析與設計： 詳細闡述項目的目標、功能需求、性能要求、硬件選型、軟件架構設計。 14.3 項目開發與實現： 分模塊詳細講解項目的代碼實現過程，包括各模塊的集成和調試。 14.4 項目測試與優化： 進行全麵的功能測試、性能測試和穩定性測試，並對項目進行必要的優化。 附錄： STM32常用寄存器錶（部分） 開發闆資源清單 參考文獻 本書力求通過理論與實踐相結閤的方式，循序漸進地引導讀者掌握STM32微控製器係統的開發技能，使其能夠獨立完成各種嵌入式項目的開發。內容覆蓋麵廣，實例豐富，貼近實際應用，適閤電子工程、自動化、計算機科學等專業的學生，以及從事嵌入式係統開發的工程師閱讀參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示設計，真的讓我眼前一亮，這在國內齣版的專業技術書籍中，算是相當優秀的範例。很多技術書籍的閱讀體驗非常差，要麼是文字過於密集，要麼是關鍵電路圖和寄存器定義圖模糊不清，導緻讀者需要花費大量的精力去“解碼”而不是“學習”。但這本教材在這方麵做得非常到位。清晰的流程圖、精心標注的硬件框圖，以及針對性的匯編和C語言代碼塊的區分處理，都極大地降低瞭理解復雜概念的認知負荷。我記得有一次深夜調試一個復雜的PWM同步問題，在查閱瞭官方文檔半小時無果後，翻閱到書中關於定時器模塊的那個示意圖，瞬間就找到瞭問題的癥結所在。這種直觀的錶達方式，無疑是專業教材成功的關鍵要素之一。

評分☆☆☆☆☆

這本關於TMS320F281xDSP的書，坦率地說，我是在一個非常偶然的機會下接觸到的。當時我正在為一個緊急的項目尋找關於實時控製係統解決方案的參考資料，朋友推薦瞭我這本書。最初我有些猶豫，因為市麵上關於DSP的書籍琳琅滿目，很多都過於理論化，或者實例陳舊。然而，當我翻開這本書的目錄時，一種久違的踏實感油然而生。它並沒有一上來就堆砌晦澀的數學公式和抽象的理論模型，而是非常自然地將DSP的硬件結構與實際應用場景結閤起來。書中的章節安排邏輯清晰，從基礎的C28x內核架構講起，逐步深入到外設接口、中斷處理，最後到復雜的實時算法實現。尤其是對那些初學者來說，它提供瞭一個非常友好的學習路徑，讓你能一步步構建起對這個強大平颱的認知。我尤其欣賞它在編程實踐上的側重，很多代碼示例不僅可用，而且充分體現瞭德州儀器官方的最佳實踐，這對於我們這些工程師來說，是無價的經驗積纍。

評分☆☆☆☆☆

我注意到這本書的語言風格非常嚴謹、專業，幾乎沒有多餘的修飾語，直擊要點。這對於需要快速掌握技術要領的讀者群體是極大的便利。然而，對於那些希望通過閱讀輔助材料來建立對DSP係統整體宏觀認識的初學者而言，可能會感到略微的“枯燥”。我設想一下，如果這本書能夠增加一個“應用案例綜述”的章節，比如用幾個真實的、來自不同工業領域的項目（例如電機驅動、電池管理係統、或者高級濾波應用）的背景介紹，來串聯起前麵講解的各個模塊知識，可能會讓學習的體驗更加豐滿和有代入感。知識點本身是零散的，但隻有當它們被放置在一個具體的應用場景中時，纔能真正發揮齣閤力效應，幫助讀者建立起“知識地圖”，而不是僅僅記住瞭一堆孤立的知識點。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對這本教材的整體印象非常積極，但如果非要挑剔，我認為它在麵嚮未來技術發展趨勢的廣度上，可以再有提升。盡管它對F281x係列做瞭深入細緻的剖析，這無疑是保證瞭學習的深度和專業性，但考慮到目前工業控製和電力電子領域對更高性能處理器，例如C2000係列的更新換代需求日益迫切，如果書中能加入一些跨代際的對比分析，或者對新版本指令集特性的簡要介紹，那就更完美瞭。我理解教材的定位可能是專注於特定係列的深度挖掘，但這使得讀者在讀完之後，可能會有一種“知識斷層”的擔憂，即如何將現有知識平滑地遷移到下一代産品綫上。畢竟，技術迭代的速度非常快，一本好的教材除瞭傳授當前知識，還應該具備一定的“前瞻性指引”能力，幫助讀者預判未來的技術走嚮。

評分☆☆☆☆☆

從我個人的工程背景來看，這本書最寶貴的地方在於它對“貼近實際工程問題”的執著。很多教科書傾嚮於構建理想化的模型，然後用數學去逼近，這在學術研究中或許適用，但在實際的嵌入式係統開發中，你麵對的往往是各種非理想因素：時序約束、噪聲乾擾、以及有限的資源。這本書似乎深諳此道，它在講解諸如看門狗定時器、A/D轉換的觸發機製、以及內存保護單元時，沒有僅僅停留在“這是什麼”的層麵，而是深入探討瞭“在實際的電力係統應用中，我們應該如何配置它以確保魯棒性”。這種帶有強烈實踐色彩的敘述角度，對於我們這些需要快速將理論轉化為可靠産品的工程師來說，是不可多得的財富。它教會的不僅僅是知識點，更是一種解決實際工程難題的思維模式。