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