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第1章 DSP技术概述1

1.1什么是DSP1

1.2 DSP技术的分类与主要技术指标1

1.2.1 DSP的分类2

1.2.2 DSP的主要技术指标2

1.3 DSP的应用3

1.4 DSP的基本结构及主要特征4

1.5 TMS320F28x DSP芯片硬件特征6

思考题与习题9

第2章 TMS320F2812 CPU和时钟10

2.1 TMS320F281x CPU10

2.1.1 CPU功能块和寄存器10

2.1.2状态寄存器（ST0，ST1）15

2.1.3乘法操作16

2.2 CPU中断向量与优先级18

2.3可屏蔽中断与非屏蔽中断19

2.3.1可屏蔽中断19

2.3.2非屏蔽中断20

2.4流水线20

2.5 TMS320F2812引脚功能22

2.6时钟电路38

2.6.1时钟单元38

2.6.2振荡器和锁相环PLL时钟模块40

2.7锁相环与时钟控制寄存器42

2.7.1 PLL控制寄存器PLLCR42

2.7.2外设时钟控制寄存器PCLKCR44

2.7.3高速外设时钟预定标寄存器HISPCP45

2.7.4低速外设时钟预定标寄存器LOSPCP45

2.8三种低功耗模式47

2.9低功耗模式控制寄存器48

2.9.1低功耗模式控制寄存器0（LPMCR0）48

2.9.2低功耗模式控制寄存器1（LPMCR1）48

2.10看门狗50

2.10.1看门狗工作原理50

2.10.2看门狗复位和中断模式51

2.10.3低功耗模式下看门狗操作52

2.11看门狗相关寄存器52

2.11.1系统控制和状态寄存器SCSR52

2.11.2看门狗计数器寄存器WDCNTR53

2.11.3看门狗复位密钥寄存器WDKEY54

2.11.4看门狗控制寄存器WDCR55

思考题与习题57

第3章 中断系统与应用58

3.1 PIE中断控制概述58

3.2中断向量表的映射60

3.3中断源62

3.4 PIE中断向量表64

3.5 PIE中断寄存器73

3.5.1 PIE控制寄存器PIECTRL73

3.5.2 PIE中断应答寄存器PIEACK74

3.5.3 PIE中断标志寄存器PIEIFRx74

3.5.4 PIE中断使能寄存器PIEIERx75

3.6 CPU中断寄存器75

3.6.1 CPU中断标志寄存器IFR75

3.6.2 CPU中断使能寄存器IER76

3.7外部中断控制寄存器77

3.7.1外部中断1控制寄存器XINT1 CR78

3.7.2外部中断2控制寄存器XINT2CR78

3.7.3外部NMI中断控制寄存器XNMICR79

3.7.4外部中断1计数器XINT1 CTR79

3.7.5外部中断2计数器XINT2CTR80

3.8 LED显示与按键中断应用举例80

思考题与习题93

第4章GPIO功能与CPU定时器95

4.1 GPIO功能框图95

4.2 TMS320F2812 GPIO寄存器96

4.3 I/O映射100

4.4输入量化与 I/O引脚104

4.4.1输入量化控制寄存器104

4.4.2两种类型输入量化105

4.5 GPIO与按键应用实例106

4.6 CPU定时器结构与工作原理111

4.7 CPU定时器寄存器113

4.7.1 CPU定时器控制寄存器 TIMERxTCR114

4.7.2 CPU定时器计数器寄存器 TIMERxTIM116

4.7.3 CPU定时器计数器寄存器高位 TIMERxTIMH116

4.7.4 CPU定时器周期寄存器 TIMERxPRD117

4.7.5 CPU定时器周期寄存器高位 TIMERxPRDH117

4.7.6 CPU定时器预定标寄存器 TIMERxTPR117

4.7.7 CPU定时器预定标寄存器高位 TIMERxTPRH118

4.8 CPU定时器中断应用举例119

4.9外部中断XINT13应用举例123

4.10非屏蔽中断应用举例127

思考题与习题129

第5章 存储器与外部接口 XINTF130

5.1总线130

5.2存储器映射132

5.2.1存储器映射图132

5.2.2存储器映射图中各部分功能134

5.2.3片内存储器与外部接口映射136

5.2.4 CSM影响的片内资源137

5.2.5寄存器映射138

5.3存储器和寄存器的等待状态141

5.4 Flash存储器142

5.4.1 Flash选择寄存器FOPT144

5.4.2 Flash等待状态寄存器FBANKWAIT144

5.5外部接口XINTF145

5.5.1 XINTF功能说明145

5.5.2 XINTF各个区域地址范围147

5.5.3 XINTF配置148

5.6 XINTF寄存器150

5.6.1 XINTF时序寄存器XTIMING0/1/2/6/7150

5.6.2 XINTF配置寄存器XINTCNF2154

5.6.3 XBANK寄存器156

5.7 XINTF访问时序157

5.7.1读周期时序图158

5.7.2写周期时序图158

5.7.3对每一个区域的XREADY采样158

5.7.4 XMP/MC信号对XINTF的影响160

5.8 DSP与外部存储器连接160

5.9 XINTF应用举例162

5.9.1 IS61LV51216芯片概述163

5.9.2 DSP与IS61LV51216芯片连接164

5.10存储器程序设计举例166

5.10.1 DSP外扩SRAM程序166

5.10.2访问存储器程序设计171

思考题与习题172

第6章 事件管理器174

6.1事件管理器功能概述174

6.1.1事件管理器模块功能174

6.1.2事件管理器寄存器179

6.2通用定时器概述182

6.3通用定时器寄存器183

6.3.1通用定时器控制寄存器TxCON183

6.3.2全局通用定时器控制寄存器GPTCONA/B186

6.3.3事件管理器扩展控制寄存器EXTCONA和EXTCONB189

6.3.4 16位定时器计数寄存器TxCNT190

6.3.5 16位定时器比较寄存器TxCMPR191

6.3.6 16位定时器周期寄存器TxPR192

6.3.7比较寄存器和周期寄存器的两级缓存193

6.4通用定时器时钟和输入/输出194

6.4.1通用定时器时钟194

6.4.2通用定时器输入/输出194

6.5通用定时器中断与同步194

6.5.1通用定时器中断194

6.5.2事件管理器中断事件启动ADC195

6.5.3通用定时器同步195

6.5.4通用定时器复位195

6.6通用定时器计数操作与比较操作196

6.6.1停止/保持模式196

6.6.2通用定时器连续递增计数模式196

6.6.3通用定时器定向增/减计数模式198

6.6.4通用定时器连续增/减计数模式200

6.6.5通用定时器比较操作202

6.6.6通用定时器比较输出202

6.7利用定时器比较寄存器产生PWM波形203

6.7.1非对称PWM波形的产生203

6.7.2对称PWM波形的产生205

6.7.3输出逻辑207

6.7.4通用定时器应用举例208

6.8比较单元212

6.8.1全比较单元概述212

6.8.2比较单元的工作过程213

6.8.3比较单元操作的寄存器设置216

6.8.4比较单元的中断和复位216

6.9比较单元寄存器218

6.9.1比较控制寄存器（COMCONA和COMCONB）218

6.9.2比较方式控制寄存器（ACTRA和ACTRB）220

6.10比较单元PWM电路222

6.10.1比较单元PWM电路222

6.10.2比较单元死区产生电路224

6.10.3死区定时器控制寄存器A和B（DBTCONA和DBTCONB）225

6.10.4死区单元输入和输出227

6.10.5比较单元输出逻辑228

6.10.6比较单元PWM波形发生器229

6.10.7比较单元应用举例234

6.11捕获单元结构236

6.12捕获单元寄存器与FIFO堆栈240

6.12.1捕获控制寄存器CAPCONx（x=A，B）240

6.12.2捕获FIFO状态寄存器CAPFIFOA和CAPFIFOB241

6.12.3捕获单元FIFO堆栈243

6.13捕获单元操作与捕获中断243

6.13.1捕获单元操作243

6.13.2捕获中断245

6.13.3捕获单元应用举例246

6.14正交编码脉冲（QEP）电路247

6.14.1增量式光电编码盘结构与工作原理247

6.14.2 DSP中正交编码脉冲电路实现250

6.14.3正交编码脉冲解码251

6.14.4正交编码脉冲电路寄存器设置252

6.14.5正交信号决定光电编码器旋转方向252

6.14.6光电编码器与正交编码脉冲（QEP）电路连接253

6.14.7正交编码脉冲（QEP）电路应用举例254

6.15 事件管理器中断256

6.15.1事件管理器中断概述256

6.15.2事件管理器中断请求256

6.15.3事件管理器中断流程258

6.16事件管理器中断寄存器259

6.16.1 EVA中断标志寄存器A（EVAIFRA）260

6.16.2 EVA中断标志寄存器B（EVAIFRB）261

6.16.3 EVA中断标志寄存器C（EVAIFRC）262

6.16.4 EVA中断屏蔽寄存器A（EVAIMRA）263

6.16.5 EVA中断屏蔽寄存器B（EVAIMRB）264

6.16.6 EVA中断屏蔽寄存器C（EVAIMRC）264

6.16.7 EVB中断标志寄存器A（EVBIFRA）265

6.16.8 EVB中断标志寄存器B（EVBIFRB）266

6.16.9 EVB中断标志寄存器C（EVBIFRC）267

6.16.10 EVB中断屏蔽寄存器A（EVBIMRA）268

6.16.11 EVB中断屏蔽寄存器B（EVBIMRB）269

6.16.12 EVB中断屏蔽寄存器C（EVBIMRC）269

6.17事件管理器模块应用举例270

6.18事件管理器产生PWM控制直流电机应用举例271

6.19控制步进电机应用举例285

6.20控制舵机应用举例298

思考题与习题304

第7章 串行通信接口SCI306

7.1 SCI模块特点306

7.2 SCI模块功能307

7.3 SCI工作原理312

7.3.1 SCI通信格式312

7.3.2数据接收与发送过程314

7.3.3 SCI数据帧格式316

7.4 SCI寄存器318

7.4.1 SCI通信控制寄存器SCICCR318

7.4.2 SCI控制寄存器1（SCICTL1）318

7.4.3 SCI控制寄存器2（SCICTL2）319

7.4.4 SCI接收状态寄存器SCIRXST320

7.4.5 SCI仿真数据缓冲寄存器SCIRXEMU322

7.4.6 SCI接收数据缓冲寄存器SCIRXBUF323

7.4.7 SCI发送数据缓冲寄存器SCITXBUF324

7.4.8 SCI优先级控制寄存器SCIPRI324

7.4.9 SCI波特率选择寄存器（SCIHBAUD，SCILBAUD）325

7.5 SCI波特率计算326

7.6 SCI发送数据和接收数据机制327

7.6.1 SCI查询方式327

7.6.2 SCI中断方式328

7.6.3发送和接收独立的中断331

7.7 SCI多处理器通信332

7.7.1多处理器通信概述332

7.7.2空闲线多处理器模式333

7.7.3地址位多处理器模式335

7.8 SCI发送与接收数据应用实例336

7.9 SCI FIFO寄存器343

7.9.1 SCI FIFO发送寄存器SCIFFTX343

7.9.2 SCI FIFO接收寄存器SCIFFRX344

7.9.3 SCI FIFO控制寄存器SCIFFCT346

7.10 SCI FIFO功能描述347

7.11 SCI FIFO中断348

7.11.1 SCI FIFO可编程中断级别348

7.11.2 SCI FIFO中断标志和使能逻辑349

7.12 SCI FIFO应用举例352

7.13 SCI自动波特率检测357

7.13.1 SCI自动波特率检测步骤357

7.13.2 SCI自动波特率检测举例358

思考题与习题363

第8章A/D转换模块368

8.1 ADC模块结构和功能368

8.2 ADC寄存器描述369

8.3自动排序器原理371

8.3.1单排序器（级联）模式自动排序372

8.3.2双排序器模式自动排序372

8.3.3触发源372

8.4 A/D转换配置方法374

8.4.1 ADC输入通道选择排序控制寄存器374

8.4.2顺序采样和同步采样375

8.4.3确定采样通道总数376

8.5顺序采样与同步采样应用举例376

8.6 ADC时钟ADCCLK380

8.7 ADC寄存器382

8.7.1 ADC控制寄存器ADCTRL1382

8.7.2 ADC控制寄存器ADCTRL2383

8.7.3 ADC控制寄存器ADCTRL3385

8.7.4 ADC转换结果缓冲寄存器ADCRESULT0～15387

8.7.5最大转换通道寄存器ADCMAXCONV388

8.7.6自动排序状态寄存器ADCASEQSR389

8.7.7 ADC状态和标志寄存器ADCST391

8.7.8 ADC寄存器应用举例392

8.8 ADC模块转换工作原理394

8.8.1排序器的连续排序模式和启动-停止模式394

8.8.2触发源工作原理397

8.8.3序列转换中断操作398

8.8.4序列转换中断操作应用举例398

8.9 ADC模块应用举例405

思考题与习题421

第9章 DSP软件开发与C语言编程424

9.1 CCS简介424

9.1.1 CCS功能424

9.1.2 CCS开发应用程序步骤425

9.2 DSP C工程文件426

9.2.1工程与文件类型426

9.2.2 CCS项目组成和COFF格式428

9.2.3 C编译器产生的段428

9.2.4链接命令文件429

9.3 DSP C语言程序设计基础433

9.3.1数据类型433

9.3.2按位域定义寄存器434

9.3.3结构与联合436

9.3.4函数与指针438

9.3.5宏定义、文件包含与条件编译440

9.3.6 pragma命令440

9.3.7 C语言与汇编语言混合编程441

9.3.8 C28x DSP编译器关键字443

9.4 DSP外设寄存器定义445

9.5典型的C文件举例450

9.6复位引导与Bootloader452

9.6.1复位与引导模式453

9.6.2 Bootloader操作过程454

9.6.3 Bootloader模式454

9.7片内Flash运行应用程序457

9.7.1从片内Flash引导457

9.7.2从片内Flash启动顺序460

9.7.3从Flash引导的链接命令文件461

思考题与习题465

第10章 串行外设接口SPI466

10.1异步传输与同步传输466

10.1.1异步传输（Asynchronous Transmission）466

10.1.2同步传输（Synchronous Transmission）467

10.1.3异步传输和同步传输的区别467

10.2 SPI通信原理467

10.3 SPI结构及功能469

10.3.1 SPI模块概述469

10.3.2 SPI模块寄存器470

10.3.3 SPI模块功能图472

10.4 SPI操作模式475

10.4.1 SPI主/从连接475

10.4.2 SPI主机/从机操作模式476

10.4.3 SPI数据格式477

10.4.4 SPI波特率478

10.4.5 SPI时钟模式478

10.4.6 SPI中断控制480

10.4.7 SPI初始化481

10.4.8数据传输举例482

10.4.9数据发送与接收483

10.5 SPI寄存器485

10.5.1 SPI配置控制寄存器SPICCR485

10.5.2 SPI操作控制寄存器SPICTL487

10.5.3 SPI状态寄存器SPISTS488

10.5.4 SPI波特率寄存器SPIBRR488

10.5.5 SPI仿真缓冲寄存器SPIRXEMU489

10.5.6 SPI串行接收缓冲寄存器SPIRXBUF490

10.5.7 SPI串行发送缓冲寄存器SPITXBUF490

10.5.8 SPI串行数据寄存器SPIDAT491

10.5.9 SPI FIFO发送寄存器SPIFFTX492

10.5.10 SPI FIFO接收寄存器SPIFFRX493

10.5.11 SPI FIFO控制寄存器SPIFFCT495

10.5.12 SPI优先级控制寄存器SPIPRI496

10.6 SPI FIFO操作496

10.6.1 SPI FIFO说明496

10.6.2 SPI FIFO中断标志和使能逻辑498

10.7 SPI应用举例500

10.8 SPI FIFO应用举例505

10.9应用SPI实现D/A输出举例508

思考题与习题521

第11章 基于DSP的无刷直流电机控制523

11.1无刷直流电机工作原理523

11.1.1无刷直流电机基本组成523

11.1.2无刷直流电机工作原理524

11.1.3位置传感器527

11.2无刷直流电机控制策略527

11.2.1无刷直流电机DSP控制系统527

11.2.2 PID调节528

11.2.3 PWM波控制策略529

11.3 DSP主控系统529

11.3.1电源电路529

11.3.2系统时钟与工作方式配置531

11.3.3存储器扩展531

11.3.4实时时钟532

11.3.5按键、拨码开关和LED533

11.3.6 TTL与CMOS转换533

11.3.7接口定义535

11.4无刷直流电机驱动电路536

11.4.1逆变电路选择537

11.4.2驱动方案选择538

11.4.3功率半导体器件选择与驱动保护电路540

11.4.4电机转速检测电路541

11.4.5定子电流检测电路542

11.4.6直流母线电压检测543

11.4.7驱动电路电源543

11.4.8驱动电路接口544

11.5键盘与显示电路549

11.5.1 ZLG7290B引脚图及功能说明549

11.5.2键盘与数码管显示原理图550

11.5.3 ZLG7290B寄存器552

11.5.4 ZLG7290B指令553

11.5.5 ZLG7290B编程说明557

11.5.6键盘和显示应用程序560

11.6无刷直流电机控制系统应用软件564

11.6.1控制系统主程序564

11.6.2控制系统初始化564

11.6.3事件管理器设置567

11.6.4捕获中断和计算转速571

11.6.5电流电压采样中断576

11.6.6功率管驱动保护581

11.6.7电机启停582

11.6.8功能设定583

11.6.9系统调试585

思考题与习题588

第12章 基于DSP的数字信号处理算法590

12.1卷积算法在DSP上的实现590

12.1.1卷积原理590

12.1.2卷积程序实现590

12.2 FIR数字滤波器实现593

12.2.1 FIR数字滤波器基本原理593

12.2.2 FIR数字滤波器程序实现594

12.3 FFT算法实现596

12.3.1系统硬件结构596

12.3.2数据采集功能597

12.3.3 FFT算法原理与程序流程图598

12.3.4 FFT算法软件实现600

12.4 DCT实现605

12.4.1 DCT基本原理605

12.4.2 DCT程序实现606

12.5 DTMF信号编解码算法实现608

12.5.1 DTMF信号编码609

12.5.2 DTMF信号解码610

12.5.3 DTMF信号编码程序实现612

12.5.4 DTMF信号检测程序实现613

思考题与习题616

第13章 异步感应电机DSP的矢量控制617

13.1感应电机调速系统617

13.1.1标量控制617

13.1.2矢量控制618

13.1.3直接转矩控制618

13.2坐标变换和感应电机数学模型619

13.2.1 Clarke变换619

13.2.2 Park变换620

13.2.3各坐标系下数学模型622

13.3感应电机空间矢量调制技术625

13.3.1电压矢量与电磁矢量的关系625

13.3.2基本电压空间矢量626

13.3.3 SVPWM技术关键问题628

13.3.4 DSP中产生PWM的相关配置631

13.3.5 SVPWM的DSP程序实现633

13.4感应电机标量控制系统637

13.4.1标量控制程序637

13.4.2电压-频率曲线638

13.4.3电压矢量调制程序639

13.5感应电机矢量控制系统641

13.5.1矢量控制基本原理641

13.5.2按转子磁链定向的矢量控制理论基础641

13.5.3磁链观测模型642

13.5.4转速观测模型647

13.5.5调节器设计649

13.6系统硬件实现653

13.6.1主回路653

13.6.2电源设计655

13.6.3控制电路656

13.6.4驱动电路665

13.7系统应用软件实现667

思考题与习题668

参考文献669