數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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林誌貴，王宜懷 著

圖書標籤:

• 數字信號控製器
• MC56F8257
• 嵌入式係統
• 信號處理
• 控製係統
• 原理與實踐
• 微控製器
• DSP
• 單片機
• 應用開發
• 電子工程

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512413405

版次：1

商品編碼：11387919

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：445

字數：613000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》以飛思卡爾（Freescale）的DSP56800E內核的MC56F82x係列DSC為藍本闡述數字信號控製器的軟件與硬件設計。全書共14章，第1～4章囊括瞭學習一個DSC完整要素的入門環節。其中第1章簡單介紹DSP56800E內核特點、尋址方式及指令。第2章介紹MC56F825X硬件小係統。第3章介紹一個樣例程序及開發環境下的工程組織方法，完成一個MC56F82571程的入門任務。第4章闡述串行通信接口QSCI，並給齣一個帶中斷的實例。第5～13章分彆介紹瞭定時器、eFlexPWM、ADC、DAC、HSCM比較器、SPI、12C、Flash、CAN及MC56F8257其他模塊等。第14章給齣瞭MC56F8257在數字濾波器中的應用。
　　《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》提供瞭配套資料，內含所有底層驅動構件源程序、測試實例、輔助閱讀材料、教學課件、相關芯片資料及常用軟件工具。
　　《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》可作為高等院校嵌入式係統等相關專業的教材或培訓資料，也可作為DSP56800E應用工程師的技術研發參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 DSP56800E處理器概述
1.1 概述
1.2 DSP56800E處理器
1.3 DSP56800E的尋址方式
1.4 DSP56800E指令係統
1.4.1 數據傳送類指令
1.4.2 算術運算類指令
1.4.3 邏輯運算類與位操作類指令
1.4.4 程序控製類指令
1.4.5 AGU算術指令
1.5 DSP56800E匯編語言基礎
1.5.1 DSP56800E匯編源程序格式
1.5.2 DSP56800E匯編語言僞指令

第2章 MC56F825X硬件最小係統
2.1 DSC概述
2.1.1 相關概念
2.1.2 MC56F82xx係列DSC
2.2 MC56F8257功能及存儲器映像
2.2.1 MC56F8257的功能
2.2.2 MC56F8257的存儲器映像及特點
2.3 MC56F8257的引腳功能及硬件最小係統
2.3.1 MC56F8257的引腳功能
2.3.2 MC56F8257硬件最小係統
2.3.3 MC56F8257硬件評估闆與測試步驟

第3章 第一個樣例程序及工程組織
3.1 MC56F8257的GPIO模塊
3.1.1 GPIO寄存器
3.1.2 GPIO的工作方式
3.1.3 GPIO的基本編程方法
3.2 CodeWarrior開發環境
3.3 CW環境下C語言工程文件的組織框架
3.3.1 工程文件的組織結構
3.3.2 係統啓動及初始化相關文件
3.3.3 芯片初始化、主程序、中斷程序及其他文件
3.3.4 機器碼文件
3.3.5.lst文件與.map文件
3.3.6 實例：如何在CW環境下新建一個DSC工程
3.4 第一個C語言工程：控製小燈閃爍
3.4.1 GPIO構件設計
3.4.2 Light構件設計
3.4.3 Light測試工程主程序
3.4.4 理解第一個C工程的執行過程

第4章 隊列式串行通信接口QSCI
4.1 異步串行通信的基礎知識
4.1.1 串行通信的基本概念
4.1.2 RS-232總綫標準
4.1.3 TTL電平到RS-232電平轉換電路
4.1.4 串行通信編程模型
4.2 MC56F8257的osci模塊
4.2.1 QSCI模塊的特點
4.2.2 0sci工作方式
4.2.3 0sci模塊的寄存器
4.3 0sci模塊編程方法
4.3.1 QSCI初始化與收發編程的基本方法
4.3.2 實例：QSCI構件設計與測試
4.4 實例：MC56F8257中斷源與第一個帶中斷的編程
4.4.1 中斷與異常的基本知識
4.4.2 MC56F8257的中斷機製
4.4.3 MC56F8257的中斷編程方法
4.4.4 實例：MC56F8257的中斷優先級編程

第5章 定時器模塊
5.1 計數器／定時器的基本工作原理
5.1.1 硬件方式
5.1.2 軟件方式
5.1.3 可編程計數器／定時器
5.2 MC56F8257定時器模塊
……
第6章 脈寬調製模塊eFlexPWM
第7章 ADC模塊
第8章 DAC模塊與高速比較器HSCMP模塊
第9章 Flash存儲器在綫編程
第10章 隊列式串行外設接口QSPI
第11章 I2C模塊
第13章 其他功能模塊
第14章 MC56F8257在濾波器設計中的應用
附錄A MC56F825X係列的中斷嚮量錶
附錄B 本書配套教學硬件開發係統
附錄C 本書配套教學資料目錄結構
參考文獻

前言/序言

數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257 內容概述： 本書深入探討數字信號控製器（DSC）的核心原理，並結閤一款具體的、廣泛應用的MC56F8257微控製器，提供瞭從基礎理論到實際應用的全方位指導。本書旨在幫助讀者構建紮實的數字信號處理知識體係，並掌握利用高性能DSP進行嵌入式係統開發的實踐技能。 第一部分：數字信號處理基礎理論 本部分將係統性地梳理數字信號處理（DSP）領域不可或缺的基礎概念和理論框架。我們將從信號的本質齣發，講解數字信號與模擬信號的區彆、采樣定理（Nyquist-Shannon sampling theorem）的重要性及其在信號數字化過程中的關鍵作用，以及量化噪聲的産生和控製。 信號的離散化： 詳細闡述模擬信號如何通過采樣和量化轉化為數字信號。我們將分析采樣頻率對信號保真度的影響，以及奈奎斯特頻率的概念。量化過程中，我們將深入探討量化誤差的性質、如何減小量化誤差（如增加量化位數），以及量化噪聲的統計特性。 濾波器設計與實現： 濾波器是DSP的核心工具，用於選擇性地保留或去除信號中的特定頻率分量。本部分將詳細介紹兩種主要的濾波器類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 IIR濾波器： 講解其設計方法，包括巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器等經典設計。我們將分析IIR濾波器的傳遞函數、零點和極點，以及它們對濾波器性能的影響。同時，會探討IIR濾波器實現中的穩定性問題和係數量化對性能的影響。 FIR濾波器： 介紹其綫性相位特性和設計方法，如窗函數法（矩形窗、漢明窗、海明窗、布萊剋曼窗等）和頻率采樣法。我們將分析FIR濾波器的階數選擇、衝激響應以及它們與頻率響應的關係。FIR濾波器在設計上的靈活性和穩定性優勢也將被重點強調。 傅裏葉變換係列： 傅裏葉變換是理解信號頻譜特性的基礎。我們將從連續傅裏葉變換（FT）入手，逐步過渡到離散傅裏葉變換（DFT），並重點介紹其高效計算算法——快速傅裏葉變換（FFT）。 DFT與FFT： 詳細講解DFT的定義、性質及其在頻譜分析中的應用。我們將深入解析FFT算法的原理，包括蝶形運算、按位反轉排序等關鍵步驟，以及其在降低計算復雜度方麵的巨大優勢。讀者將學習如何利用FFT對信號進行時域到頻域的轉換，從而分析信號的頻率成分。 Z變換： Z變換是分析離散時間係統和離散信號的有力工具，它在處理差分方程和係統穩定性方麵發揮著關鍵作用。我們將講解Z變換的定義、基本性質（如綫性、時移、乘法等），以及它與傅裏葉變換的關係。通過Z變換，我們可以將時域的差分方程轉化為頻域的有理函數，從而更方便地分析係統的頻率響應和穩定性。 係統穩定性與因果性： 深入探討數字信號處理係統中係統穩定性的概念，以及因果性（causality）的要求。我們將通過分析係統函數的極點位置來判斷係統的穩定性，並闡述因果係統在實際應用中的重要性。 第二部分：MC56F8257 數字信號控製器詳解 本部分將聚焦於MC56F8257這款集成瞭高性能DSP核和豐富外設的微控製器，深入解析其硬件架構、指令集以及關鍵外設的功能和應用。 MC56F8257 架構概覽： 詳細介紹MC56F8257的整體架構，包括其高性能DSP核、總綫結構、存儲器映射以及時鍾係統。我們將剖析DSP核的核心部件，如算術邏輯單元（ALU）、乘法纍加單元（MAC）、寄存器組等，以及它們如何協同工作以實現高速的DSP運算。 DSP 指令集與尋址模式： 深入學習MC56F8257的DSP指令集，包括各類算術指令、邏輯指令、位操作指令、跳轉指令以及專門為DSP優化的指令（如MAC指令）。我們將詳細講解其豐富的尋址模式，如立即尋址、直接尋址、寄存器間接尋址、基址+偏移尋址等，以及如何選擇閤適的尋址模式以優化代碼效率。 中斷係統與低功耗模式： 闡述MC56F8257強大的中斷係統，包括中斷嚮量錶、中斷優先級、中斷嚮量生成以及中斷服務程序的編寫。我們將講解如何通過中斷機製響應外部事件，提高係統的實時性。同時，也會介紹MC56F8257提供的多種低功耗模式，以及如何根據應用需求選擇和配置低功耗模式以節省能源。 內存管理與DMA： 詳細介紹MC56F8257的內存組織，包括程序存儲器（Flash）、數據存儲器（RAM）以及各種外設寄存器的地址映射。我們將重點講解直接內存訪問（DMA）控製器的工作原理，以及如何利用DMA進行高效的數據傳輸，從而減輕CPU的負擔，提高係統整體性能。 外設接口詳解： MC56F8257集成瞭豐富的片上外設，本部分將對其中與DSP應用密切相關的關鍵外設進行深入介紹。 ADC（模數轉換器）： 講解ADC的原理、分辨率、采樣率、轉換模式（單次轉換、連續轉換）以及多通道采樣。我們將分析不同ADC配置對信號采集精度的影響，並提供實際應用中的配置建議。 DAC（數模轉換器）： 介紹DAC的原理、分辨率、輸齣範圍以及輸齣模式。我們將講解如何利用DAC生成模擬信號，例如用於音頻輸齣或模擬控製。 定時器/計數器： 詳細介紹MC56F8257的多種定時器/計數器，包括其工作模式（定時、計數、PWM生成等）、輸入捕捉、輸齣比較等功能。我們將分析如何利用定時器實現精確的時間控製、脈衝寬度調製（PWM）信號生成等。 通信接口（SCI/SPI/I2C）： 講解MC56F8257的串行通信接口（SCI/UART）、SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）總綫。我們將分析它們的通信協議、數據傳輸方式、工作流程，並提供實際應用中的接口配置和數據通信示例。 PWM（脈衝寬度調製）模塊： 詳細介紹PWM模塊的功能，包括其生成可變占空比和頻率的方波信號的能力。我們將重點講解PWM在電機控製、電源管理、LED亮度調節等領域的廣泛應用，並提供相關的配置和控製方法。 第三部分：基於MC56F8257 的DSP 應用實踐 本部分將結閤MC56F8257的硬件特性，通過一係列實際應用案例，指導讀者如何將DSP理論知識轉化為可執行的代碼，並解決實際工程問題。 開發環境搭建與入門： 詳細介紹MC56F8257的開發工具鏈，包括集成開發環境（IDE）、編譯器、調試器、仿真器等。我們將指導讀者如何安裝和配置開發環境，並編寫第一個簡單的DSP程序，例如LED閃爍或按鍵掃描，幫助讀者熟悉開發流程。 信號采集與濾波實例： 實時信號采集： 演示如何配置MC56F8257的ADC模塊，實時采集外部模擬信號（如傳感器信號）。我們將重點講解采樣率的選擇、中斷驅動的采集方式以及數據存儲。 數字濾波器實現： 結閤之前介紹的IIR和FIR濾波器理論，編寫能夠在MC56F8257上實現的數字濾波器程序。讀者將學習如何在DSP處理器上高效地執行濾波器算法，例如實現低通、高通、帶通濾波。我們將分析不同濾波器算法在MC56F8257上的性能錶現。 音頻信號處理： 音頻采集與播放： 演示如何利用ADC采集音頻信號，並通過DAC或外部音頻接口播放音頻。我們將講解音頻數據的格式、采樣率和位深度等參數。 音頻效果實現： 例如，實現簡單的音頻效果，如迴聲（Echo）或混響（Reverb），通過DSP的計算能力對音頻信號進行實時處理。 電機控製應用： PWM控製： 詳細講解如何利用MC56F8257的PWM模塊實現直流電機或無刷直流電機的速度控製。我們將分析PID控製算法的原理，以及如何在DSP上實現PID控製器，以實現精確的電機調速。 正弦波PWM（SPWM）生成： 介紹SPWM的原理及其在逆變器控製中的應用，並演示如何在MC56F8257上生成SPWM信號，以驅動電機實現平穩運行。 通信協議的應用： 傳感器數據通信： 演示如何利用SCI/SPI/I2C接口與外部傳感器通信，讀取傳感器數據，並將數據通過通信接口發送齣去。 設備間的數據交互： 設計一個簡單的通信協議，實現MC56F8257與其他設備之間的數據交互，例如通過RS485總綫進行組網通信。 DSP算法的優化技巧： 匯編語言的運用： 在性能要求極高的關鍵部分，介紹如何結閤匯編語言對C語言代碼進行優化，以榨取DSP的最大性能。 硬件加速器的利用： 講解MC56F8257中可能存在的硬件加速器，例如MAC單元，以及如何通過代碼設計充分利用這些硬件資源。 循環展開與流水綫優化： 介紹提高代碼執行效率的常用技巧，如循環展開、指令流水綫優化等。 結論： 通過本書的學習，讀者將不僅能夠深刻理解數字信號控製器的工作原理和DSP基礎理論，更能掌握MC56F8257這款強大的DSP微控製器的使用方法，並能夠獨立設計和實現各種實際的DSP應用係統。本書的實踐導嚮性將使讀者在理論與實踐之間搭建起堅實的橋梁，為他們在嵌入式係統開發、信號處理、控製工程等領域的工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

評價三： 作為一個剛剛接觸數字信號處理領域的學生，我常常感到無所適從。市麵上的教材要麼過於枯燥，要麼內容不夠全麵，很難找到一本能夠既講解透徹理論，又能引導實踐的讀物。這本《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》徹底改變瞭我的看法。作者用一種非常易於理解的方式，將復雜的DSP概念娓娓道來，從傅裏葉變換、Z變換等基礎理論，到各種濾波器的設計原理，再到更高級的信號處理算法，都講解得非常到位。更重要的是，這本書並沒有停留在理論層麵，而是緊密結閤瞭MC56F8257這款強大的數字信號控製器。書中詳細介紹瞭這款芯片的內部架構、指令集以及常用的外設接口，並且提供瞭大量生動的代碼示例，讓我能夠將學到的理論知識直接應用到實際的硬件開發中。我尤其喜歡書中關於實時操作係統和多任務處理的章節，這對於我理解如何在嵌入式係統中高效地運行DSP算法非常有幫助。這本書的圖示和錶格運用得恰到好處，幫助我更直觀地理解抽象的概念。總而言之，這是一本非常適閤初學者入門，同時也能滿足有一定基礎的讀者深入學習的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

評價四： 我在為我的一個新項目尋找一款閤適的數字信號處理器，期間對比瞭市麵上各種主流的DSP芯片。MC56F8257憑藉其獨特的架構和強大的性能給我留下瞭深刻的印象。然而，要充分發揮它的潛力，一本能夠深入講解其原理和實踐應用的書籍是必不可少的。在眾多書籍中，《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》以其專業性和實踐性脫穎而齣。這本書的內容涵蓋瞭從DSP基礎到MC56F8257的精細化應用，可以說是麵麵俱到。我特彆欣賞書中對MC56F8257的指令集、中斷嚮量錶、定時器配置以及ADC/DAC接口的詳細講解，這對於我進行底層的硬件開發至關重要。作者還提供瞭大量關於濾波器設計、FFT算法加速、以及電機控製等經典DSP應用在MC56F8257上的具體實現方法，這些內容對我項目的開發非常有參考價值。書中不僅僅給齣瞭代碼，更重要的是闡述瞭代碼背後的設計思路和優化策略，讓我能夠舉一反三，解決更復雜的問題。這本書的語言嚴謹而不失生動，結構清晰，無論是作為案頭參考還是係統學習，都是不可多得的佳作。

評分☆☆☆☆☆

評價二： 我是一名在嵌入式係統領域摸爬滾打多年的工程師，深知掌握一款強大的數字信號控製器對於提升産品性能至關重要。一直以來，我都在尋找一本能夠係統講解DSP核心技術，並且能結閤具體硬件平颱進行深度實踐的書籍。在翻閱瞭無數相關資料後，這本《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》無疑是其中最令人眼前一亮的一本。書中不僅對數字信號處理的經典算法做瞭詳盡的論述，更重要的是，它將這些理論巧妙地映射到瞭MC56F8257這款高性能DSP控製器上。作者對於芯片架構的理解非常透徹，從指令集、流水綫、中斷機製到外設接口，都進行瞭深入的剖析，並且詳細講解瞭如何在這些硬件基礎上高效地實現DSP算法。書中提供的代碼示例，不僅僅是簡單的“Hello, World”，而是包含瞭大量實際應用場景下的優化技巧和注意事項，這對於我們這些需要快速將理論轉化為産品的工程師來說，無疑是節省瞭大量寶貴的調試和摸索時間。我特彆欣賞書中關於濾波器設計、FFT變換、以及PID控製算法在DSP上的實現章節，講解得既深入又實用，讓我對如何充分發揮MC56F8257的強大性能有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

評價五： 作為一名在信號處理領域摸索多年的研究者，我一直對能夠將理論與實踐完美結閤的書籍有著極高的期待。很多DSP的書籍要麼側重於算法的純粹數學推導，要麼過於寬泛，難以深入到具體的硬件層麵。而這本《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》恰恰滿足瞭我的需求。作者在對DSP理論進行清晰梳理的同時，將重點放在瞭MC56F8257這款微控製器的實際應用上。從芯片的架構特點，到其特有的指令集和尋址模式，再到如何利用其硬件加速器來優化信號處理算法，都進行瞭深入的剖析。書中關於各種典型DSP算法（如FFT、FIR/IIR濾波器、自適應濾波器等）在MC56F8257上的高效實現，提供瞭寶貴的工程經驗和代碼範例。我特彆看重的是書中對實時性要求的處理，以及如何通過優化程序結構和利用硬件資源來滿足嚴格的實時響應。這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，為讀者指明瞭在實際工程中應用DSP技術的道路。書中對各種調試技巧和性能分析方法的介紹，也為我解決實際問題提供瞭重要的啓示。

評分☆☆☆☆☆

評價一： 這本書，哦，簡直是給我打開瞭新世界的大門！我一直對數字信號處理（DSP）有著濃厚的興趣，但總覺得理論過於抽象，實踐起來更是無從下手。市麵上相關的書籍不少，但很多要麼過於偏重理論，要麼技術細節講解得不夠深入，讓人看瞭雲裏霧裏。當我拿到這本《數字信號控製器原理與實踐：基於MC56F8257》時，心裏其實是抱著試試看的心態。結果呢？簡直是驚喜連連！作者的敘述方式非常清晰，把復雜的概念分解得條理分明，仿佛一位經驗豐富的老教授在循循善誘。從最基礎的數字信號處理理論，到具體的控製器原理，再到實際的開發應用，每一個環節都銜接得非常自然。特彆是書中對MC56F8257這款芯片的深入剖析，讓我覺得這本書不僅僅是理論的搬運工，更是真正具備實踐指導意義的工具書。我尤其喜歡其中對各種算法的講解，不僅提供瞭理論公式，還結閤瞭芯片的特性，給齣瞭具體的實現思路和代碼示例。這對於我這樣想要將理論轉化為實際産品的讀者來說，簡直是福音。我能想象，通過這本書的學習，我能更自信地去設計和實現各種基於DSP的控製係統，解決實際工程中的難題。這本書的排版也很人性化，圖文並茂，關鍵概念的突齣顯示，都讓閱讀體驗更加流暢。