TMS320F240x DSP汇编及C语言多功能控制应用(附光盘) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林容益著 著

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出版社： 北京航天航空大学出版社

ISBN：9787810777797

商品编码：29758655332

包装：平装

出版时间：2009-05-01

基本信息

书名:TMS320F240x DSP汇编及C语言多功能控制应用(附光盘)

定价：65.00元

售价：47.5元,便宜17.5元,折扣73

作者:林容益著

出版社：北京航天航空大学出版社

出版日期：2009-05-01

ISBN：9787810777797

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版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.881kg

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内容提要

本书从介绍TMS320F240x DSP的汇编语言及C语言入手，着重介绍TMS320F240x DSP的基本寄存器配置及编程特点，并针对TMS320F240x DSP的常规控制应用，利用实验方法，针对不同的片上外设，分别设计了不同的实验。内容包括： 机电控制结构及开发系统、机电控制的存储器配置结构、CPU与机电控制结构及状态模块以及控制系统专题制作。
本书适合作为电机与电器、电气工程与自动化、电力电子与电力传动专业及其他相关专业的高年级本科生和研究生的参考书，也可供研究开发DSP控制系统的工程技术人员参考。

目录

章 机电控制TMS320F/C2407结构及开发系统
　1.1 TMS320F2407特性简介
　1.2 TMS320F2407架构
　1.3 SNDSP2407M主CPU开发系统
　　1.3.1 SNF2407M存储器配置结构
　　1.3.2 SNF2407M接口信号配置
　1.4 SNDSP2407MIO外设控制开发系统
　1.5 SNDSP2407PLD扩充外设控制开发系统
　1.6 SNCPLD8/10接口电路
　　1.6.1 EPF8282ALC844接口电路
　　1.6.2 EPF10K10TC144及ACX1K100QC208接口电路
　1.7 SNDSP2407S 开发系统实体结构
第2章 TMS320F/C2407的存储器配置结构
　2.1 TMS320LF/C2407的存储器和映射寄存器及I/O的配置
　2.2 TMS320LF/C2407的外部存储器及I/O的读/写时序设置
第3章 2407的CPU结构和寻址模式及指令
　3.1 LF2407的CPU体系结构
　3.2 CPU的运算处理体系结构
　　3.2.1 CPU的乘法器运算处理体系结构
　　3.2.2 CALU的多路转接输入移位倍乘器体系结构
　　3.2.3 中央算术逻辑单元CALU的体系结构
　　3.2.4 辅助寄存器的索引算术操作单元ARAU体系结构
　3.3 存储器寻址方式
　　3.3.1 立即寻址方式
　　3.3.2 直接寻址方式
　　3.3.3 间接寻址方式
　3.4 对应程序存储器PM及I/O存储器IM的读/写指令
　　3.4.1 程序存储器的读/写
　　3.4.2 I/O存储器的读/写
　3.5 对应程序存储器PM及数据存储器DM的交互读/写指令
　3.6 程序存储器PM、数据存储器DM、I/O存储器读/写及ALU运算指令
第4章 TMS320F/C2407的程序分支及控制
　4.1 程序地址产生器
　4.2 指令的流水线操作
　4.3 分支指令的分支、子程序调用及返回主程序操作
　4.4 重复单一指令的执行操作
　4.5 中断操作
　4.6 外设中断寄存器
　4.7 系统复位
　4.8 非法寻址操作检测
　4.9 外部中断控制寄存器
　　4.9.1 外部中断1控制寄存器
　　4.9.2 外部中断2控制寄存器
　4.10 中断优先级及其向量表
　4.11 系统结构控制及状态寄存器
　4.12 看门狗定时器10
　　4.12.1 看门狗定时器模块的特性
　　4.12.2 看门狗定时器WDTR
　　4.12.3 看门狗复位锁控寄存器WDKEY
　　4.12.4 看门狗定时器的控制寄存器WDCR
第5章 LF2407的CC/CCS操作及基本I/O测试实验
　5.1 CC简介
　5.2 CC的安装设置
　5.3 LF2407系列的CCS/CC程序编辑和编译操作
　5.4 一般I/O的输入/输出应用
　5.5 基本外设连接测试及实验
第6章 事件处理模块
　6.1 事件处理模块概要
　6.2 通用定时器GPT
　6.3 通用定时器的比较器操作
　　6.3.1 TxPWM的输出控制操作
　　6.3.2 TxPWM的输出控制逻辑电路
　6.4 完全比较器单元
　6.5 PWM与比较器单元的结合电路
　　6.5.1 事件处理的PWM产生能力
　　6.5.2 可编辑的死区单元
　6.6 比较器单元的PWM波形产生及PWM电路
　　6.6.1 事件管理的PWM输出产生
　　6.6.2 PWM输出产生的寄存器设置
　　6.6.3 非对称PWM波形的产生
　　6.6.4 对称PWM波形的产生
　……
第7章 模拟/数字转换ADC模块
第8章 串行通信接口SCI模块
第9章 串行同步通信接口SPI模块
0章 控制局域网络接口CAN模块
1章 240x控制系统专题制作实验示例A
2章 240x控制系统专题制作实验示例B
3章 SPVC三相电力控制专题应用示例
4章 CCS及F240x的Flash程序数据ISP烧写

作者介绍

文摘

序言

《TMS320F240x DSP汇编及C语言多功能控制应用（附光盘）》 内容简介 本文档旨在详细介绍TMS320F240x系列数字信号处理器（DSP）的汇编语言和C语言编程技术，并重点阐述其在各类多功能控制系统中的实际应用。通过对TMS320F240x核心架构、指令集、外设接口以及开发工具的深入剖析，本书将带领读者掌握构建高效、可靠的DSP控制系统的关键技能。 第一章：DSP技术概述与TMS320F240x系列简介 1.1 数字信号处理器（DSP）的基本概念与优势 信号处理在现代科技中的重要性（通信、音频、图像、控制等）。 DSP与通用微处理器（MCU）在架构和指令集上的根本区别。 DSP在实时性、运算效率、功耗等方面的突出优势。 DSP在嵌入式系统中的核心地位。 1.2 TMS320F240x系列DSP概述 TI（德州仪器）在DSP领域的历史与地位。 TMS320F240x系列DSP的定位与特点：专为控制应用而设计。 TMS320F240x系列的主要型号（如TMS320F240, TMS320F243, TMS320F241, TMS320F242, TMS320F243, TMS320F247, TMS320F248, TMS320F249等）及其主要差异。 TMS320F240x系列在电机控制、电源管理、工业自动化等领域的广泛应用。 1.3 TMS320F240x系列DSP的硬件架构 核心架构（CPU）： TMS320C2xx核心的概述。 高效的哈佛结构（Harvard Architecture）：独立的数据总线和指令总线，提高并行处理能力。 流水线（Pipelining）技术：指令执行的并行化，提高吞吐量。 单周期乘法累加（MAC）单元：DSP核心计算能力的基石，实现高效的乘加运算。 特殊寻址模式（如circular buffering, modulo addressing）：优化数据访问，提高效率。 丰富的片内指令集：针对信号处理和控制任务的优化指令。 片上存储器： 程序存储器（Program Memory）：Flash或ROM，用于存放程序代码。 数据存储器（Data Memory）：RAM，用于存放变量、中间结果等。 片上RAM的组织结构与访问方式。 外围设备： 定时器/计数器（Timers/Counters）： 多种定时器模式（如定时、事件计数、PWM生成）。 独立定时器与通用定时器（GP Timer）的区别与应用。 高分辨率PWM（Pulse Width Modulation）生成器：在电机控制、电源转换中的核心作用。 输入捕获（Input Capture）功能：测量外部事件的时间间隔。 模数转换器（ADC）： 多通道、高分辨率ADC：用于采集模拟传感器信号。 ADC采样触发机制（如软件触发、定时器触发、外部事件触发）。 ADC转换结果的读取与处理。 数模转换器（DAC）： 可选的DAC功能：生成模拟输出信号。 串行通信接口（SCI/SPI）： SCI（Serial Communication Interface）：UART兼容，用于与PC、其他MCU进行异步串行通信。 SPI（Serial Peripheral Interface）：同步串行通信，用于连接外部传感器、存储器、显示器等。 CAN总线接口（Controller Area Network）： TMS320F240x系列部分型号支持CAN总线：适用于工业自动化、汽车电子等领域的分布式控制。 CAN总线协议的基本原理与应用。 通用输入/输出（GPIO）： 可配置的GPIO引脚：作为数字输入、输出，连接LED、按键、继电器等。 GPIO的端口控制与中断功能。 中断控制器（Interrupt Controller）： 中断向量表（Interrupt Vector Table）：中断处理的入口。 中断优先级管理：确保关键任务的及时响应。 多种中断源（定时器、ADC、SCI、SPI、GPIO等）。 总线结构： 控制总线、地址总线、数据总线。 外部存储器接口（如果支持）。 第二章：TMS320F240x DSP汇编语言编程 2.1 汇编语言基础 汇编语言的特点：与硬件紧密相关，指令与机器码一一对应。 汇编语言的优势：代码密度高、执行效率高、对硬件的精细控制。 汇编语言的劣势：可读性差、开发周期长、可移植性差。 何时选择汇编语言进行开发。 2.2 TMS320F240x系列汇编指令集 数据传输指令：MOV, MVPP, MVPD, LPD, LDD, STPD, STDD等。 算术运算指令：ADD, SUB, INC, DEC, NEG, ABS等。 逻辑运算指令：AND, OR, XOR, NOT, TEST等。 乘法与累加指令：MPY, MAC, MACD等。 移位指令：SHL, SHR, ROR, RCL等。 跳转与分支指令：B, BC, BV, BZ, BNZ, BI, NOP等。 控制指令：CALL, RET, INT, ITRAP等。 位操作指令：BIT, SET, CLR, TST等。 特殊指令：LDST, LST, LDF, STF等。 汇编伪指令：.sect, .bss, .data, .text, .equ, .mmreg, .c2reg等。 指令的格式与寻址模式：立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址、变址寻址、圆形缓冲区寻址等。 2.3 TMS320F240x汇编语言的开发环境 TI Code Composer Studio（CCS）集成开发环境（IDE）。 汇编器（Assembler）的用法与选项。 链接器（Linker）的工作原理与链接脚本（Linker Script）的编写。 调试器（Debugger）的使用：单步执行、设置断点、查看寄存器与内存。 2.4 汇编程序设计实例 简单的算术运算、数据处理程序。 利用定时器生成PWM波的汇编程序。 ADC采样与数据处理的汇编程序。 通过SCI接口发送数据的汇编程序。 中断服务的汇编实现。 优化代码效率的技巧。 第三章：TMS320F240x DSP C语言编程 3.1 C语言基础与DSP的结合 ANSI C标准与C99标准。 DSP C语言编程的特点：数据类型、指针、位操作。 C语言在DSP开发中的优势：提高开发效率、代码可读性与可维护性。 C语言与汇编语言的混合编程。 3.2 TMS320F240x的C编译器（Compiler） TI C/C++ Compiler for TMS320C2xx DSP。 编译器选项的配置：优化级别、目标代码生成。 数据类型与字节序（Endianness）。 对C语言特性的支持：结构体、联合体、枚举、函数指针。 3.3 TMS320F240x的C语言编程实践 变量与数据类型： DSP特有的数据类型（如`int16`, `int32`, `float`, `fractional`）。 关键字`near`, `far`的含义与用法。 指针与内存管理： DSP的内存模型：片内RAM、片外RAM、程序空间。 使用指针进行高效数据访问。 运算符与表达式： 位运算符在DSP中的重要性。 函数宏（inline functions）的应用。 控制结构： `if`, `else`, `switch`, `for`, `while`循环。 函数设计： 函数调用约定（calling convention）。 递归函数的应用与限制。 结构体与联合体： 如何高效地组织和访问硬件寄存器。 嵌入式C语言的特性： `pragma`指令：编译器特定指令，用于控制代码生成、寄存器分配等。 `__asm`关键字：在C代码中嵌入汇编指令。 `volatile`关键字：防止编译器过度优化，确保对硬件寄存器的正确读写。 3.4 TMS320F240x的C语言开发环境与工具链 Code Composer Studio（CCS）集成开发环境（IDE）。 C编译器的使用与配置。 链接器的使用：链接脚本的编写与理解，段（section）的映射。 仿真器（Emulator）与调试器（Debugger）的使用：设置断点、查看变量、内存监视、代码跟踪。 3.5 C语言程序设计实例 使用C语言控制LED闪烁，实现简单的用户交互。 利用定时器中断实现周期性任务。 通过ADC采集传感器数据，并进行简单滤波处理。 通过SCI接口实现与PC的通信。 编写一个简单的PID控制器算法。 调用汇编函数或嵌入汇编指令优化关键算法。 第四章：TMS320F240x DSP外围接口应用 4.1 定时器与PWM（Pulse Width Modulation）控制 定时器的工作原理与配置：时钟源、预分频器、周期设置。 PWM生成原理：周期、占空比。 高分辨率PWM模式的应用：死区生成（dead-band generation）、对称/非对称PWM。 PWM在电机控制中的应用：无刷直流电机（BLDC）、永磁同步电机（PMSM）、感应电机（IM）的驱动。 PWM在开关电源（SMPS）中的应用：Buck, Boost, Buck-Boost等拓扑。 PWM参数的实时调整与闭环控制。 4.2 ADC（Analog-to-Digital Converter）应用 ADC的工作流程：采样、量化、编码。 ADC的采样率、分辨率、精度。 ADC的触发方式：软件触发、定时器触发、外部事件触发。 多通道ADC的使用：扫描模式、轮询模式。 ADC采样值的读取与后处理：数据格式、偏移校正、增益校正。 ADC在传感器信号采集中的应用：电压、电流、温度、位置等。 ADC采样与控制算法的结合。 4.3 SCI（Serial Communication Interface）通信 SCI通信协议：异步串行通信、波特率、数据位、停止位、校验位。 SCI发送与接收缓冲区。 SCI中断的使用：数据发送完成中断、数据接收就绪中断。 SCI在DSP与PC通信中的应用：下载程序、调试信息输出、参数设置。 SCI在DSP与其他设备通信中的应用：GPS模块、传感器、显示器。 4.4 SPI（Serial Peripheral Interface）通信 SPI通信协议：同步串行通信、主从模式、时钟极性（CPOL）、相位（CPHA）。 SPI发送与接收缓冲区。 SPI在连接外部设备中的应用：AD7705等ADC、EEPROM、LCD显示器。 SPI通信的效率与特点。 4.5 CAN（Controller Area Network）总线通信（如果支持） CAN总线的基本概念：分布式、多主、事件驱动。 CAN帧格式：标识符（ID）、数据帧、远程帧、错误帧。 CAN收发器的配置与工作。 CAN消息的发送与接收：缓冲区管理、过滤器设置。 CAN总线在工业自动化（PLC通信、分布式控制）和汽车电子（动力系统、车身控制）中的应用。 4.6 GPIO（General Purpose Input/Output）应用 GPIO端口的配置：输入、输出、上拉/下拉电阻。 GPIO的状态读取与输出控制。 GPIO中断：外部中断触发。 GPIO在控制LED、按键、继电器、指示灯等方面的应用。 第五章：多功能控制系统应用实例 5.1 电机控制系统 直流电机（DC Motor）控制： PWM调速与方向控制。 编码器反馈与闭环速度控制。 电流检测与限流保护。 无刷直流电机（BLDC Motor）控制： 三相PWM生成与驱动。 霍尔传感器或无传感器（ESC）换向算法。 矢量控制（FOC）基础概念（可选，取决于DSP的能力）。 永磁同步电机（PMSM）控制： 矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）原理。 Park变换与Clark变换。 PI控制器在电流和速度环中的应用。 高分辨率PWM与死区补偿。 步进电机（Stepper Motor）控制： 全步、半步、微步进模式。 步进脉冲生成与加减速控制。 5.2 开关电源（SMPS）控制 Buck（降压）变换器控制： 基于电压模式或电流模式的PWM控制。 PI控制器用于电压反馈。 保护功能：过流保护、过压保护。 Boost（升压）变换器控制： 控制策略与Buck类似，但拓扑不同。 Buck-Boost（升降压）变换器控制： 更复杂的控制需求。 PFC（Power Factor Correction）功率因数校正： 升压PFC控制原理。 实现单位功率因数的难点与解决方案。 5.3 工业自动化与仪器仪表 数据采集与处理系统： 多传感器信号的同步采集与处理。 数据滤波与分析。 PID控制器设计与实现： 连续时间PID与离散时间PID。 PID参数整定。 在温度控制、位置控制、流量控制等方面的应用。 运动控制与伺服系统： 基于编码器反馈的精确位置或速度控制。 5.4 其他应用领域 音频处理（简单的音频滤波器）。 通信接口控制。 传感器网络节点。 第六章：DSP开发流程与调试技巧 6.1 DSP项目的整体开发流程 需求分析与系统设计。 硬件选型与原理图设计。 软件开发：汇编/C语言编码。 仿真与调试。 硬件测试与集成。 产品部署与维护。 6.2 Code Composer Studio（CCS）的深入使用 项目创建与管理。 代码编辑器功能：语法高亮、代码提示、自动补全。 编译与链接配置。 使用仿真器进行硬件调试。 调试技巧： 设置断点：普通断点、条件断点、函数断点。 单步执行：步入、步过、步出。 查看变量与内存：变量监视器、内存浏览器。 CPU寄存器查看与修改。 代码执行跟踪（Trace）。 使用逻辑分析仪（Logic Analyzer）或示波器（Oscilloscope）进行硬件信号观测。 6.3 常见的DSP开发问题与解决思路 程序跑飞（Runaway program）。 中断处理异常。 ADC/PWM输出不准确。 通信错误。 性能瓶颈分析与优化。 内存溢出与访问越界。 第七章：附录（光盘内容说明） 光盘内容概述： TMS320F240x系列DSP的官方数据手册（Datasheets）。 TMS320F240x系列DSP的参考手册（Reference Manuals）。 TI提供的汇编和C语言编译器工具链。 Code Composer Studio（CCS）集成开发环境的安装与使用说明。 本书中所有示例程序的源代码（汇编和C语言）。 演示板（Development Board）的原理图和使用指南（如果适用）。 常见控制算法的参考实现代码。 与光盘内容相关的其他技术文档或链接。 如何使用光盘内容： 安装CCS开发环境。 导入示例项目。 编译、下载、调试程序。 参考官方文档进行更深入的学习。 本书的阅读对象： 本书适合于高等院校电子工程、自动化、计算机科学等专业的高年级本科生、研究生，以及从事嵌入式系统开发、DSP应用工程师、电机控制工程师、电源工程师等专业技术人员。 阅读本书前需要具备的基础： 扎实的数字电路和模拟电路基础。 熟悉C语言编程。 具备一定的计算机体系结构知识。 了解基本的信号处理概念（对某些章节会更有帮助）。 通过本书的学习，读者将能够充分理解TMS320F240x系列DSP的强大功能，并能够独立设计和实现各种复杂的控制应用系统。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 这本书的排版和图示风格非常清晰，尽管内容涉及复杂的时序图和内存映射，但作者运用大量的流程图和硬件框图，使得抽象的概念变得可视化。特别值得称赞的是，关于启动代码（Startup Code）的解析部分，以往我总是跳过这部分，认为它是枯燥的初始化步骤。然而，这本书将启动过程分解成了十几个逻辑阶段，并详细说明了每一个阶段对内存段（如.text, .data, .bss）的重定位工作。这极大地帮助我理解了C语言程序是如何从冷启动状态一步步“苏醒”并开始执行 `main` 函数的。这种对启动机制的深度挖掘，对于进行固件升级（Bootloader）开发和系统诊断来说，是至关重要的基础知识。总而言之，这本书在“构建可信赖的底层系统”方面，提供了扎实的理论基石。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 这本书的实用性简直超出了我的预期，特别是针对那些在工业控制领域摸爬滚打的工程师。我发现书里针对F240x系列特定的外设驱动和应用实例，简直是为实际项目量身定做的参考手册。比如，关于PWM的死区控制和看门狗定时器的配置部分，写得非常贴合实际调试中遇到的痛点。我手头的一个项目正好需要精确控制逆变器的开关时序，书中的那套基于实时中断的服务流程，我直接复用并稍作修改，就成功解决了困扰我数周的同步问题。作者显然不是纸上谈兵的学者，而是长期在一线解决问题的实践者。如果说有些DSP书籍是理论大全，这本书更像是“战场急救包”——当你遇到棘手的实时性问题或低级硬件交互障碍时，它能迅速提供经过实战检验的解决方案。光盘里的配套资源，虽然我还没完全看完，但光是能看到那些工程级的源代码结构，就已经受益匪浅了。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 我必须承认，最初翻开这本书时，我对“汇编与C语言多功能控制应用”的结合点抱有一丝怀疑，总觉得两者如何平衡是个难题。但读完中后部关于DSP库函数（DSP Library）与用户自定义汇编函数的融合部分，我的疑虑完全打消了。作者巧妙地展示了C语言的易读性和汇编的极致性能之间的“黄金分割点”。那种如何用C代码调用高度优化的汇编例程，以达到既保证代码维护性又不牺牲运行效率的精妙手法，是很多教材避而不谈的“灰色地带”。这种架构设计思想对于构建大型、高性能的嵌入式系统至关重要。书中对浮点运算单元和定点运算单元的性能对比分析，也让我重新审视了我们的算法迁移策略。这本书真正教会我的是：如何根据应用场景，理性地选择最合适的开发语言和工具链，而不是盲目地追求某种语言的“纯粹性”。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 坦率地说，这本书的难度系数相当高，它并非一本轻松的入门读物，更像是一本面向资深嵌入式系统架构师的参考手册。我发现自己需要频繁地查阅TMS320F240x的数据手册来配合阅读，这说明本书的密度非常大，信息量爆炸。然而，正是这种密度，保证了其内容的广度和深度。我尤其喜欢最后几章中关于实时操作系统（RTOS）在DSP上的裁剪和移植案例，它没有直接给出某个商业RTOS的完整代码，而是从DSP资源（如定时器、邮箱、信号量）的角度，指导读者如何构建一个轻量级的、专为电机驱动优化的调度框架。这种“授人以渔”的教学方式，比直接提供成品方案更具启发性。这本书的价值在于，它不仅教你如何使用F240x，更教你如何像TI的专家那样去思考和设计基于该平台的复杂控制系统。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 这本书的理论深度实在令人印象深刻，它不仅仅是停留在表面的代码示例，而是真正深入剖析了TMS320F240x系列DSP的底层架构和工作原理。我尤其欣赏作者在讲解中断向量、寄存器配置和时钟系统时的那种庖丁解牛般的细致。对于那些渴望彻底掌握数字信号处理核心的工程师来说，这本书提供的视角是无价的。我尝试用它来优化我项目中一个关键的电机控制算法，发现通过理解汇编层面的指令集如何影响性能，我能够将原本用C语言实现的功能在速度上提升了一个档次。那种“掌控一切”的感觉，是纯粹的高级语言编程难以提供的。书中对特定指令集（如MAC指令）的性能分析非常透彻，让我对如何编写“高效代码”有了全新的认识。当然，这本书的门槛不低，初学者可能需要配合其他基础读物，但对于有一定嵌入式基础的人来说，它简直是一本武功秘籍，让你从“会用”晋升到“精通”。