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原理篇 3

第1章 绪论 3

1.1 数字信号处理系统概述 3

1.2 数字信号处理实现技术途径 4

1.2.1 什么是DSP 4

1.2.2 数字信号处理的实现方法 4

1.3 DSP芯片的发展现状与趋势 5

1.3.1 什么是DSP芯片 5

1.3.2 DSP、 DSP芯片与DSPS 5

1.3.3 DSP芯片的产生与主要生产厂商 6

1.3.4 DSP芯片的发展趋势 7

1.4 DSP芯片的分类 8

1.5 DSP芯片的应用 9

1.6 TMS320C2XX DSP的主要特点 9

1.6.1 TMS320系列 9

1.6.2 TMS320C2XX的主要特点 10

本章思考题 11

第2章 C2XX硬件组成与体系结构 12

2.1 概述 12

2.2 C2XX的硬件组成 12

2.2.1 中央处理单元（CPU） 12

2.2.2 存储器和I/O空间 13

2.2.3 片内外围 15

2.3 C2XX的总线结构 16

2.4 引脚和信号说明 17

2.4.1 逻辑扫描电路 17

2.4.2 C203和F206芯片的封装 17

2.4.3 C203和F206信号描述 17

本章思考题 23

第3章 C2XX中央处理单元与程序控制 24

3.1 概述 24

3.2 输入定标部分 25

3.3 乘法部分 26

3.3.1 乘法器 27

3.3.2 乘积定标移位器 27

3.4 中央算术逻辑部分 28

3.4.1 中央算术逻辑单元（CALU） 29

3.4.2 累加器 29

3.4.3 输出数据定标移位器 30

3.5 辅助寄存器与状态寄存器 31

3.5.1 ARAU和辅助寄存器功能 32

3.5.2 状态寄存器ST0和ST1 32

3.6 程序地址生成与流水线 34

3.6.1 程序计数器（PC） 35

3.6.2 堆栈（STACK） 36

3.6.3 微堆栈（MSTACK） 37

3.6.4 流水线操作 37

3.7 转移、调用和返回 38

3.7.1 无条件转移、调用及返回 38

3.7.2 有条件转移、调用和返回 39

3.8 重复指令 41

3.9 中断与中断管理 41

3.9.1 中断操作的三个阶段 42

3.9.2 中断表 42

3.9.3 可屏蔽中断 43

3.9.4 中断标志寄存器（IFR） 44

3.9.5 中断屏蔽寄存器（IMR） 46

3.9.6 中断控制寄存器（ICR） 47

3.9.7 非屏蔽中断 49

3.9.8 中断服务程序（ISR） 50

3.9.9 中断等待时间 50

3.10 复位操作 51

3.11 节能方式 53

本章思考题 54

第4章 C2XX存储空间与I/O空间 55

4.1 概述 55

4.2 存储器和I/O空间概况 55

4.3 程序存储器 57

4.4 数据存储器 58

4.4.1 本地数据存储器 58

4.4.2 全局数据存储器 60

4.5 I/O空间分配 62

4.5.1 对I/O空间的访问 63

4.6 使用HOLD操作直接访问存储器 64

4.6.1 复位期的HOLD 66

4.7 程序加载与运行 67

4.7.1 EPROM的选择 67

4.7.2 EPROM与处理器的连接 67

4.7.3 对EPROM编程 68

4.7.4 启动引导装载程序 69

4.7.5 执行引导装载程序 69

4.7.6 引导装载程序 70

4.8 特别器件信息 72

4.8.1 TMS320C2XX地址分配和存储器配置 72

4.8.2 TMS320C204地址分配和存储器配置 74

4.8.3 TMS320F206存储器地址映射图 75

本章思考题 76

第5章 C2XX片内外设接口 77

5.1 概述 77

5.2 片内外设的控制 77

5.3 时钟发生器 78

5.3.1 时钟发生器选择 79

5.3.2 CLKOUT1引脚控制（CLK）寄存器 80

5.4 定时器 80

5.4.1 定时器操作 81

5.4.2 定时控制寄存器（TCR） 82

5.4.3 定时计数寄存器（TIM）和定时周期寄存器（PRD） 83

5.4.4 设置定时器中断频率 83

5.4.5 硬件复位时的定时器 84

5.5 等待状态发生器 84

5.5.1 通过READY信号产生等待状态 84

5.5.2 通过TMS320C2XX等待状态发生器产生等待状态 85

5.6 通用I/O引脚 86

5.6.1 输入引脚BIO 86

5.6.2 输出引脚XF 87

5.6.3 输入/输出引脚IO0、IO1、IO2和IO3 87

5.7 同步串行口 87

5.7.1 同步串行口概述 87

5.7.2 同步串行口的组成及基本操作 88

5.7.3 控制和端口复位 91

5.7.4 FIFO缓冲器内容的管理 94

5.7.5 发送操作 94

5.7.6 接收操作 98

5.7.7 故障检查 100

5.8 异步串行口 102

5.8.1 异步串行口概况 103

5.8.2 异步串行口的组成和基本操作 103

5.8.3 控制与端口复位 105

本章思考题 112

第6章 C2XX寻址方式和指令系统 113

6.1 概述 113

6.2 寻址方式 113

6.2.1 立即寻址方式 113

6.2.2 直接寻址方式 114

6.2.3 间接寻址方式 117

6.3 汇编指令格式 122

6.4 常用助记符与缩写 122

6.5 汇编指令说明与指令介绍 127

6.5.1 累加器、算术和逻辑运算指令 128

6.5.2 辅助寄存器指令 137

6.5.3 暂时存储器（TREG）、乘积存储器（PREG）和乘法指令 139

6.5.4 转移指令 146

6.5.5 控制指令 150

6.5.6 输入/输出和存储器指令 155

本章思考题 159

第7章 系统硬件应用 163

7.1 概述 163

7.2 DSP系统构成及其特点 163

7.3 DSP基本硬件设计 164

7.3.1 电源设计 165

7.3.2 时钟电路和复位电路 166

7.3.3 基本存储器及I/O扩展 167

7.3.4 JTAG测试接口设计 173

7.4 DSP外围接口设计 175

7.4.1 复用地址空间技术 175

7.4.2 A/D与D/A转换电路设计 176

7.4.3 串行接口设计 180

7.5 典型DSP应用系统设计 186

7.5.1 TMS320F206主从系统设计 186

7.5.2 基于双TMS320F206的信号采集与处理系统的设计 188

7.6 TMS320C2XX系列新成员TMS320F281X 190

7.6.1 TMS320F281X硬件特点综述 191

7.6.2 TMS320F281X新特色 192

7.7 TMS320F281X应用实例 192

7.7.1 基于CAN总线通信系统设计 192

7.7.2 基于PWM及A/D电路的电机控制系统设计 195

7.7.3 基于GPIO的液晶显示模块接口设计 198

7.7.4 基于USB 2. 0的数据采集系统设计 201

本章思考题 204

第8章 系统软件应用 205

8.1 概述 205

8.2 初始化程序 205

8.3 定时器管理与控制 207

8.4 中断管理与控制 208

8.5 数字振荡器程序设计 210

8.5.1 数字振荡器原理 210

8.5.2 数字振荡器程序设计 211

8.5.3 数字振荡器程序及其说明 212

8.6 FIR/IIR数字滤波器程序设计 215

8.6.1 FIR滤波器的DSP实现 215

8.6.2 IIR滤波器的DSP实现 219

8.7 数字相关器程序设计 224

8.7.1 数字相关器基本原理 224

8.7.2 DSP数字相关器实现过程 224

8.7.3 数字相关器程序及其说明 225

8.8 快速傅里叶变换（FFT）程序设计 226

8.8.1 FFT原理 227

8.8.2 FFT算法程序设计 228

8.8.3 FFT程序DSP实现 229

本章思考题 234

第9章 定点DSP数据格式及定标技术 235

9.1 概述 235

9.2 DSP中的数据表示 235

9.3 归一化与定标 236

9.3.1 数的定标 236

9.3.2 Qx值的确定 238

9.3.3 变量绝对值的最大值｜max｜的确定 238

9.4 定点DSP浮点运算处理方法 239

9.4.1 DSP定点乘法运算 239

9.4.2 DSP的定点加法运算 241

9.4.3 DSP的定点除法运算 242

9.4.4 非线性运算的定点快速实现 243

本章思考题 243

第10章 C2XXDSP开发工具与实验平台 244

10.1 概述 244

10.2 DSP芯片的开发工具 245

10.2.1 C/汇编源码调试器 246

10.2.2 初学者工具DSK 246

10.2.3 软件仿真器（Simulator） 247

10.2.4 硬件开发模板（EVM） 247

10.2.5 仿真器（XDS） 247

10.2.6 CCS 247

10.3 汇编语言程序设计与调试 247

10.3.1 COFF文件概述 247

10.3.2 程序汇编 253

10.3.3 程序链接 253

10.3.4 编写链接器命令文件（.cmd文件） 254

10.4 集成开发环境 261

10.4.1 运行 261

10.4.2 建立工程文件 262

10.4.3 设置工程项目选项 262

10.4.4 编译和创建输出目标文件 262

10.4.5 仿真运行输出目标文件 262

10.4.6 查看存储器信息 263

10.4.7 查看寄存器信息 263

10.4.8 修改存储器和寄存器内容 263

10.4.9 设置断点和探测点 264

本章思考题 265

第11章 DSP专门实验 266

11.1 概述 266

11.2 CCS开发调试环境实验 266

11.3 寻址方式与数据存取实验 270

11.4 有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验 271

11.5 定时器实验 273

11.6 模/数转换实验 276

11.7 数/模转换实验 278

11.8 参考实验程序 280

11.9 目标板介绍 297

11.9.1 ICETEK-LF2407-A板概述 297

11.9.2 板上器件功能与使用方法 298

附录 习题参考答案 301

参考文献 310