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DSP原理及应用


作者:
艾红 樊生文
定价:
67.00元
ISBN:
978-7-04-036602-0
版面字数:
960.000千字
开本:
16开
全书页数:
669页
装帧形式:
平装
重点项目:
暂无
出版时间:
2013-02-22
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电气/自动化专业课
三级分类:
其他

本书是教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会立项的“工程应用型自动化专业课程体系研究与教材建设”项目的成果。本书以TI公司的TMS320F2812为主线,介绍了数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)的基本原理与应用。全书共分13章:第1~2章介绍DSP技术的基本结构、主要特征和时钟电路;第3章介绍中断系统与应用;第4章介绍通用输入输出GPIO与CPU定时器;第5章介绍存储器映射和外部接口XINTF;第6章介绍DSP的事件管理器,事件管理器是控制电机的重要模块;第7章介绍串行通信接口SCI应用技术;第8章介绍A/D转换模块;第9章介绍DSP应用中的C语言以及程序结构;第10章介绍串行外设接口SPI和D/A转换功能的实现。第11~13章介绍无刷直流电机、异步感应电机和数字信号处理的具体应用案例。

本书通过每章综合举例或者对重点内容的总结,力求使读者深入了解DSP各个模块,并具备应用DSP技术解决工程应用型问题的基础。本书通过实例分析掌握重要模块的核心内容、特点和应用方法,重点介绍DSP原理涉及的新技术、新方法以及在无刷直流电机、异步感应电机和数字信号处理的典型应用案例。

本书既可作为大专院校自动化、计算机、电气工程、测控等相关专业的教材,也可供从事测量、运动控制系统、智能仪表设计和开发的科研与工程技术人员参考。

  • 前辅文
  • 第1章 DSP技术概述
    • 1.1 什么是DSP
    • 1.2 DSP技术的分类与主要技术指标
      • 1.2.1 DSP的分类
      • 1.2.2 DSP的主要技术指标
    • 1.3 DSP的应用
    • 1.4 DSP的基本结构及主要特征
    • 1.5 TMS3.0.28x DSP芯片硬件特征
    • 思考题与习题
  • 第2章 TMS320.28.2 CPU和时钟
    • 2.1 TMS320.2.1x CPU
      • 2.1.1 CPU功能块和寄存器
      • 2.1.2 状态寄存器(ST0,ST1)
      • 2.1.3 乘法操作
    • 2.2 CPU中断向量与优先级
    • 2.3 可屏蔽中断与非屏蔽中断
      • 2.3.1 可屏蔽中断
      • 2.3.2 非屏蔽中断
    • 2.4 流水线
    • 2.5 TMS320.28.2引脚功能
    • 2.6 时钟电路
      • 2.6.1 时钟单元
      • 2.6.2 振荡器和锁相环PLL时钟模块
    • 2.7 锁相环与时钟控制寄存器
      • 2.7.1 PLL控制寄存器PLLCR
      • 2.7.2 外设时钟控制寄存器PCLKCR
      • 2.7.3 高速外设时钟预定标寄存器HISPCP
      • 2.7.4 低速外设时钟预定标寄存器LOSPCP
    • 2.8 三种低功耗模式
    • 2.9 低功耗模式控制寄存器
      • 2.9.1 低功耗模式控制寄存器0(LPMCR0)
      • 2.9.2 低功耗模式控制寄存器1(LPMCR1)
    • 2.10 看门狗
      • 2.10.1 看门狗工作原理
      • 2.10.2 看门狗复位和中断模式
      • 2.10.3 低功耗模式下看门狗操作
    • 2.11 看门狗相关寄存器
      • 2.11.1 系统控制和状态寄存器SCSR
      • 2.11.2 看门狗计数器寄存器WDCNTR
      • 2.11.3 看门狗复位密钥寄存器WDKEY
      • 2.11.4 看门狗控制寄存器WDCR
    • 思考题与习题
  • 第3章 中断系统与应用
    • 3.1 PIE中断控制概述
    • 3.2 中断向量表的映射
    • 3.3 中断源
    • 3.4 PIE中断向量表
    • 3.5 PIE中断寄存器
      • 3.5.1 PIE控制寄存器PIECTRL
      • 3.5.2 PIE中断应答寄存器PIEACK
      • 3.5.3 PIE中断标志寄存器PIEIFRx
      • 3.5.4 PIE中断使能寄存器PIEIERx
    • 3.6 CPU中断寄存器
      • 3.6.1 CPU中断标志寄存器IFR
      • 3.6.2 CPU中断使能寄存器IER
    • 3.7 外部中断控制寄存器
      • 3.7.1 外部中断1控制寄存器XINT1CR
      • 3.7.2 外部中断2控制寄存器XINT2CR
      • 3.7.3 外部NMI中断控制寄存器XNMICR
      • 3.7.4 外部中断1计数器XINT1CTR
      • 3.7.5 外部中断2计数器XINT2CTR
    • 3.8 LED显示与按键中断应用举例
    • 思考题与习题
  • 第4章 GPIO功能与CPU定时器
    • 4.1 GPIO功能框图
    • 4.2 TMS320.28.2 GPIO寄存器
    • 4.3 I/O映射
    • 4.4 输入量化与I/O引脚
      • 4.4.1 输入量化控制寄存器
      • 4.4.2 两种类型输入量化
    • 4.5 GPIO与按键应用实例
    • 4.6 CPU定时器结构与工作原理
    • 4.7 CPU定时器寄存器
      • 4.7.1 CPU定时器控制寄存器TIMERxTCR
      • 4.7.2 CPU定时器计数器寄存器TIMERxTIM
      • 4.7.3 CPU定时器计数器寄存器高位TIMERxTIMH
      • 4.7.4 CPU定时器周期寄存器TIMERxPRD
      • 4.7.5 CPU定时器周期寄存器高位TIMERxPRDH
      • 4.7.6 CPU定时器预定标寄存器TIMERxTPR
      • 4.7.7 CPU定时器预定标寄存器高位TIMERxTPRH
    • 4.8 CPU定时器中断应用举例
    • 4.9 外部中断XINT13应用举例
    • 4.10 非屏蔽中断应用举例
    • 思考题与习题
  • 第5章 存储器与外部接口XINTF
    • 5.1 总线
    • 5.2 存储器映射
      • 5.2.1 存储器映射图
      • 5.2.2 存储器映射图中各部分功能
      • 5.2.3 片内存储器与外部接口映射
      • 5.2.4 CSM影响的片内资源
      • 5.2.5 寄存器映射
    • 5.3 存储器和寄存器的等待状态
    • 5.4 Flash存储器
      • 5.4.1 Flash选择寄存器FOPT
      • 5.4.2 Flash等待状态寄存器FBANKWAIT
    • 5.5 外部接口XINTF
      • 5.5.1 XINTF功能说明
      • 5.5.2 XINTF各个区域地址范围
      • 5.5.3 XINTF配置
    • 5.6 XINTF寄存器
      • 5.6.1 XINTF时序寄存器XTIMING 0.1.2/6/
      • 5.6.2 XINTF配置寄存器XINTCNF
      • 5.6.3 XBANK寄存器
    • 5.7 XINTF访问时序
      • 5.7.1 读周期时序图
      • 5.7.2 写周期时序图
      • 5.7.3 对每一个区域的XREADY采样
      • 5.7.4 XMP/MC信号对XINTF的影响
    • 5.8 DSP与外部存储器连接
    • 5.9 XINTF应用举例
      • 5.9.1 IS61LV5.2.6芯片概述
      • 5.9.2 DSP与IS61LV5.2.6芯片连接
    • 5.10 存储器程序设计举例
      • 5.10.1 DSP外扩SRAM程序
      • 5.10.2 访问存储器程序设计
    • 思考题与习题
  • 第6章 事件管理器
    • 6.1 事件管理器功能概述
      • 6.1.1 事件管理器模块功能
      • 6.1.2 事件管理器寄存器
    • 6.2 通用定时器概述
    • 6.3 通用定时器寄存器
      • 6.3.1 通用定时器控制寄存器TxCON
      • 6.3.2 全局通用定时器控制寄存器GPTCONA/B
      • 6.3.3 事件管理器扩展控制寄存器EXTCONA和EXTCONB
      • 6.3.4 16位定时器计数寄存器TxCNT
      • 6.3.5 16位定时器比较寄存器TxCMPR
      • 6.3.6 16位定时器周期寄存器TxPR
      • 6.3.7 比较寄存器和周期寄存器的两级缓存
    • 6.4 通用定时器时钟和输入/输出
      • 6.4.1 通用定时器时钟
      • 6.4.2 通用定时器输入/输出
    • 6.5 通用定时器中断与同步
      • 6.5.1 通用定时器中断
      • 6.5.2 事件管理器中断事件启动ADC
      • 6.5.3 通用定时器同步
      • 6.5.4 通用定时器复位
    • 6.6 通用定时器计数操作与比较操作
      • 6.6.1 停止/保持模式
      • 6.6.2 通用定时器连续递增计数模式
      • 6.6.3 通用定时器定向增/减计数模式
      • 6.6.4 通用定时器连续增/减计数模式
      • 6.6.5 通用定时器比较操作
      • 6.6.6 通用定时器比较输出
    • 6.7 利用定时器比较寄存器产生PWM波形
      • 6.7.1 非对称PWM波形的产生
      • 6.7.2 对称PWM波形的产生
      • 6.7.3 输出逻辑
      • 6.7.4 通用定时器应用举例
    • 6.8 比较单元
      • 6.8.1 全比较单元概述
      • 6.8.2 比较单元的工作过程
      • 6.8.3 比较单元操作的寄存器设置
      • 6.8.4 比较单元的中断和复位
    • 6.9 比较单元寄存器
      • 6.9.1 比较控制寄存器(COMCONA和COMCONB)
      • 6.9.2 比较方式控制寄存器(ACTRA和ACTRB)
    • 6.10 比较单元PWM电路
      • 6.10.1 比较单元PWM电路
      • 6.10.2 比较单元死区产生电路
      • 6.10.3 死区定时器控制寄存器A和B(DBTCONA和DBTCONB)
      • 6.10.4 死区单元输入和输出
      • 6.10.5 比较单元输出逻辑
      • 6.10.6 比较单元PWM波形发生器
      • 6.10.7 比较单元应用举例
    • 6.11 捕获单元结构
    • 6.12 捕获单元寄存器与FIFO堆栈
      • 6.12.1 捕获控制寄存器CAPCONx(x=A,B)
      • 6.12.2 捕获FIFO状态寄存器CAPFIFOA和CAPFIFOB
      • 6.12.3 捕获单元FIFO堆栈
    • 6.13 捕获单元操作与捕获中断
      • 6.13.1 捕获单元操作
      • 6.13.2 捕获中断
      • 6.13.3 捕获单元应用举例
    • 6.14 正交编码脉冲(QEP)电路
      • 6.14.1 增量式光电编码盘结构与工作原理
      • 6.14.2 DSP中正交编码脉冲电路实现
      • 6.14.3 正交编码脉冲解码
      • 6.14.4 正交编码脉冲电路寄存器设置
      • 6.14.5 正交信号决定光电编码器旋转方向
      • 6.14.6 光电编码器与正交编码脉冲(QEP)电路连接
      • 6.14.7 正交编码脉冲(QEP)电路应用举例
    • 6.15 事件管理器中断
      • 6.15.1 事件管理器中断概述
      • 6.15.2 事件管理器中断请求
      • 6.15.3 事件管理器中断流程
    • 6.16 事件管理器中断寄存器
      • 6.16.1 EVA中断标志寄存器A(EVAIFRA)
      • 6.16.2 EVA中断标志寄存器B(EVAIFRB)
      • 6.16.3 EVA中断标志寄存器C(EVAIFRC)
      • 6.16.4 EVA中断屏蔽寄存器A(EVAIMRA)
      • 6.16.5 EVA中断屏蔽寄存器B(EVAIMRB)
      • 6.16.6 EVA中断屏蔽寄存器C(EVAIMRC)
      • 6.16.7 EVB中断标志寄存器A(EVBIFRA)
      • 6.16.8 EVB中断标志寄存器B(EVBIFRB)
      • 6.16.9 EVB中断标志寄存器C(EVBIFRC)
      • 6.16.10 EVB中断屏蔽寄存器A(EVBIMRA)
      • 6.16.11 EVB中断屏蔽寄存器B(EVBIMRB)
      • 6.16.12 EVB中断屏蔽寄存器C(EVBIMRC)
    • 6.17 事件管理器模块应用举例
    • 6.18 事件管理器产生PWM控制直流电机应用举例
    • 6.19 控制步进电机应用举例
    • 6.20 控制舵机应用举例
    • 思考题与习题
  • 第7章 串行通信接口SCI
    • 7.1 SCI模块特点
    • 7.2 SCI模块功能
    • 7.3 SCI工作原理
      • 7.3.1 SCI通信格式
      • 7.3.2 数据接收与发送过程
      • 7.3.3 SCI数据帧格式
    • 7.4 SCI寄存器
      • 7.4.1 SCI通信控制寄存器SCICCR
      • 7.4.2 SCI控制寄存器1(SCICTL1)
      • 7.4.3 SCI控制寄存器2(SCICTL2)
      • 7.4.4 SCI接收状态寄存器SCIRXST
      • 7.4.5 SCI仿真数据缓冲寄存器SCIRXEMU
      • 7.4.6 SCI接收数据缓冲寄存器SCIRXBUF
      • 7.4.7 SCI发送数据缓冲寄存器SCITXBUF
      • 7.4.8 SCI优先级控制寄存器SCIPRI
      • 7.4.9 SCI波特率选择寄存器(SCIHBAUD,SCILBAUD)
    • 7.5 SCI波特率计算
    • 7.6 SCI发送数据和接收数据机制
      • 7.6.1 SCI查询方式
      • 7.6.2 SCI中断方式
      • 7.6.3 发送和接收独立的中断
    • 7.7 SCI多处理器通信
      • 7.7.1 多处理器通信概述
      • 7.7.2 空闲线多处理器模式
      • 7.7.3 地址位多处理器模式
    • 7.8 SCI发送与接收数据应用实例
    • 7.9 SCI FIFO寄存器
      • 7.9.1 SCI FIFO发送寄存器SCIFFTX
      • 7.9.2 SCI FIFO接收寄存器SCIFFRX
      • 7.9.3 SCI FIFO控制寄存器SCIFFCT
    • 7.10 SCI FIFO功能描述
    • 7.11 SCI FIFO中断
      • 7.11.1 SCI FIFO可编程中断级别
      • 7.11.2 SCI FIFO中断标志和使能逻辑
    • 7.12 SCI FIFO应用举例
    • 7.13 SCI自动波特率检测
      • 7.13.1 SCI自动波特率检测步骤
      • 7.13.2 SCI自动波特率检测举例
    • 思考题与习题
  • 第8章 A/D转换模块
    • 8.1 ADC模块结构和功能
    • 8.2 ADC寄存器描述
    • 8.3 自动排序器原理
      • 8.3.1 单排序器(级联)模式自动排序
      • 8.3.2 双排序器模式自动排序
      • 8.3.3 触发源
    • 8.4 A/D转换配置方法
      • 8.4.1 ADC输入通道选择排序控制寄存器
      • 8.4.2 顺序采样和同步采样
      • 8.4.3 确定采样通道总数
    • 8.5 顺序采样与同步采样应用举例
    • 8.6 ADC时钟ADCCLK
    • 8.7 ADC寄存器
      • 8.7.1 ADC控制寄存器ADCTRL
      • 8.7.2 ADC控制寄存器ADCTRL
      • 8.7.3 ADC控制寄存器ADCTRL
      • 8.7.4 ADC转换结果缓冲寄存器ADCRESULT0~15
      • 8.7.5 最大转换通道寄存器ADCMAXCONV
      • 8.7.6 自动排序状态寄存器ADCASEQSR
      • 8.7.7 ADC状态和标志寄存器ADCST
      • 8.7.8 ADC寄存器应用举例
    • 8.8 ADC模块转换工作原理
      • 8.8.1 排序器的连续排序模式和启动-停止模式
      • 8.8.2 触发源工作原理
      • 8.8.3 序列转换中断操作
      • 8.8.4 序列转换中断操作应用举例
    • 8.9 ADC模块应用举例
    • 思考题与习题
  • 第9章 DSP软件开发与C语言编程
    • 9.1 CCS简介
      • 9.1.1 CCS功能
      • 9.1.2 CCS开发应用程序步骤
    • 9.2 DSP C工程文件
      • 9.2.1 工程与文件类型
      • 9.2.2 CCS项目组成和COFF格式
      • 9.2.3 C编译器产生的段
      • 9.2.4 链接命令文件
    • 9.3 DSP C语言程序设计基础
      • 9.3.1 数据类型
      • 9.3.2 按位域定义寄存器
      • 9.3.3 结构与联合
      • 9.3.4 函数与指针
      • 9.3.5 宏定义、文件包含与条件编译
      • 9.3.6 pragma命令
      • 9.3.7 C语言与汇编语言混合编程
      • 9.3.8 C28x DSP编译器关键字
    • 9.4 DSP外设寄存器定义
    • 9.5 典型的C文件举例
    • 9.6 复位引导与Bootloader
      • 9.6.1 复位与引导模式
      • 9.6.2 Bootloader操作过程
      • 9.6.3 Bootloader模式
    • 9.7 片内Flash运行应用程序
      • 9.7.1 从片内Flash引导
      • 9.7.2 从片内Flash启动顺序
      • 9.7.3 从Flash引导的链接命令文件
    • 思考题与习题
  • 第10章 串行外设接口SPI
    • 10.1 异步传输与同步传输
      • 10.1.1 异步传输(Asynchronous Transmission)
      • 10.1.2 同步传输(Synchronous Transmission)
      • 10.1.3 异步传输和同步传输的区别
    • 10.2 SPI通信原理
    • 10.3 SPI结构及功能
      • 10.3.1 SPI模块概述
      • 10.3.2 SPI模块寄存器
      • 10.3.3 SPI模块功能图
    • 10.4 SPI操作模式
      • 10.4.1 SPI主/从连接
      • 10.4.2 SPI主机/从机操作模式
      • 10.4.3 SPI数据格式
      • 10.4.4 SPI波特率
      • 10.4.5 SPI时钟模式
      • 10.4.6 SPI中断控制
      • 10.4.7 SPI初始化
      • 10.4.8 数据传输举例
      • 10.4.9 数据发送与接收
    • 10.5 SPI寄存器
      • 10.5.1 SPI配置控制寄存器SPICCR
      • 10.5.2 SPI操作控制寄存器SPICTL
      • 10.5.3 SPI状态寄存器SPISTS
      • 10.5.4 SPI波特率寄存器SPIBRR
      • 10.5.5 SPI仿真缓冲寄存器SPIRXEMU
      • 10.5.6 SPI串行接收缓冲寄存器SPIRXBUF
      • 10.5.7 SPI串行发送缓冲寄存器SPITXBUF
      • 10.5.8 SPI串行数据寄存器SPIDAT
      • 10.5.9 SPI FIFO发送寄存器SPIFFTX
      • 10.5.10 SPI FIFO接收寄存器SPIFFRX
      • 10.5.11 SPI FIFO控制寄存器SPIFFCT
      • 10.5.12 SPI优先级控制寄存器SPIPRI
    • 10.6 SPI FIFO操作
      • 10.6.1 SPI FIFO说明
      • 10.6.2 SPI FIFO中断标志和使能逻辑
    • 10.7 SPI应用举例
    • 10.8 SPI FIFO应用举例
    • 10.9 应用SPI实现D/A输出举例
    • 思考题与习题
  • 第11章 基于DSP的无刷直流电机控制
    • 11.1 无刷直流电机工作原理
      • 11.1.1 无刷直流电机基本组成
      • 11.1.2 无刷直流电机工作原理
      • 11.1.3 位置传感器
    • 11.2 无刷直流电机控制策略
      • 11.2.1 无刷直流电机DSP控制系统
      • 11.2.2 PID调节
      • 11.2.3 PWM波控制策略
    • 11.3 DSP主控系统
      • 11.3.1 电源电路
      • 11.3.2 系统时钟与工作方式配置
      • 11.3.3 存储器扩展
      • 11.3.4 实时时钟
      • 11.3.5 按键、拨码开关和LED
      • 11.3.6 TTL与CMOS转换
      • 11.3.7 接口定义
    • 11.4 无刷直流电机驱动电路
      • 11.4.1 逆变电路选择
      • 11.4.2 驱动方案选择
      • 11.4.3 功率半导体器件选择与驱动保护电路
      • 11.4.4 电机转速检测电路
      • 11.4.5 定子电流检测电路
      • 11.4.6 直流母线电压检测
      • 11.4.7 驱动电路电源
      • 11.4.8 驱动电路接口
    • 11.5 键盘与显示电路
      • 11.5.1 ZLG7290B引脚图及功能说明
      • 11.5.2 键盘与数码管显示原理图
      • 11.5.3 ZLG7290B寄存器
      • 11.5.4 ZLG7290B指令
      • 11.5.5 ZLG7290B编程说明
      • 11.5.6 键盘和显示应用程序
    • 11.6 无刷直流电机控制系统应用软件
      • 11.6.1 控制系统主程序
      • 11.6.2 控制系统初始化
      • 11.6.3 事件管理器设置
      • 11.6.4 捕获中断和计算转速
      • 11.6.5 电流电压采样中断
      • 11.6.6 功率管驱动保护
      • 11.6.7 电机启停
      • 11.6.8 功能设定
      • 11.6.9 系统调试
    • 思考题与习题
  • 第12章 基于DSP的数字信号处理算法
    • 12.1 卷积算法在DSP上的实现
      • 12.1.1 卷积原理
      • 12.1.2 卷积程序实现
    • 12.2 FIR数字滤波器实现
      • 12.2.1 FIR数字滤波器基本原理
      • 12.2.2 FIR数字滤波器程序实现
    • 12.3 FFT算法实现
      • 12.3.1 系统硬件结构
      • 12.3.2 数据采集功能
      • 12.3.3 FFT算法原理与程序流程图
      • 12.3.4 FFT算法软件实现
    • 12.4 DCT实现
      • 12.4.1 DCT基本原理
      • 12.4.2 DCT程序实现
    • 12.5 DTMF信号编解码算法实现
      • 12.5.1 DTMF信号编码
      • 12.5.2 DTMF信号解码
      • 12.5.3 DTMF信号编码程序实现
      • 12.5.4 DTMF信号检测程序实现
    • 思考题与习题
  • 第13章 异步感应电机DSP的矢量控制
    • 13.1 感应电机调速系统
      • 13.1.1 标量控制
      • 13.1.2 矢量控制
      • 13.1.3 直接转矩控制
    • 13.2 坐标变换和感应电机数学模型
      • 13.2.1 Clarke变换
      • 13.2.2 Park变换
      • 13.2.3 各坐标系下数学模型
    • 13.3 感应电机空间矢量调制技术
      • 13.3.1 电压矢量与电磁矢量的关系
      • 13.3.2 基本电压空间矢量
      • 13.3.3 SVPWM技术关键问题
      • 13.3.4 DSP中产生PWM的相关配置
      • 13.3.5 SVPWM的DSP程序实现
    • 13.4 感应电机标量控制系统
      • 13.4.1 标量控制程序
      • 13.4.2 电压-频率曲线
      • 13.4.3 电压矢量调制程序
    • 13.5 感应电机矢量控制系统
      • 13.5.1 矢量控制基本原理
      • 13.5.2 按转子磁链定向的矢量控制理论基础
      • 13.5.3 磁链观测模型
      • 13.5.4 转速观测模型
      • 13.5.5 调节器设计
    • 13.6 系统硬件实现
      • 13.6.1 主回路
      • 13.6.2 电源设计
      • 13.6.3 控制电路
      • 13.6.4 驱动电路
    • 13.7 系统应用软件实现
    • 思考题与习题
  • 参考文献

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