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叢書名：普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材普通高等院校工程實踐系列規(guī)劃教材
- 作者：楊旭[等]主編
- 出版時間：2018/6/1
- ISBN：9787030575944
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：TN911.72
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本書是根據(jù)“工程教育專業(yè)認證”等需求而編寫，旨在提高學生在基于數(shù)字信號處理器的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方面的能力，進而培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。本書以美國TI公司TMS32028335DSP為藍本，全書共14章。其中，第1～5章主要講解如何進行面向工程應(yīng)用的DSP開發(fā)及其基本要點、DSP芯片的基本原理、DSP系統(tǒng)標準開發(fā)流程、*小系統(tǒng)的硬件設(shè)計及TIDSPCCS與MATLAB的混合編程等幾個方面，將后續(xù)工程應(yīng)用實例設(shè)計中的共性問題給予詳盡的說明。第6～12章通過7個工程項目開發(fā)實例，從項目需求入手，按標準流程，從設(shè)計思路、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計三方面進行詳細的闡述，使讀者能夠快速掌握基于DSP的工程實踐的開發(fā)思路、設(shè)計步驟及解決方案。第13、14章通過兩個綜合工程案例，使讀者理解較為綜合的項目的開發(fā)思路和方案設(shè)計流程。
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目錄
第1章 如何進行DSP的工程實例開發(fā) 1
1.1 DSP基礎(chǔ)知識 1
1.1.1 DSP處理器基本概念 1
1.1.2 DSP系統(tǒng)特點 1
1.1.3 可編程DSP芯片結(jié)構(gòu) 2
1.1.4 DSP芯片分類 3
1.1.5 DSP發(fā)展歷程 3
1.1.6 DSP與 MCU、ARM、FPGA的區(qū)別 4
1.2 DSP芯片的選型概要 5
1.2.1 DSP芯片選型原則 5
1.2.2 DSP廠商產(chǎn)品特點介紹 6
1.2.3 TI DSP芯片型號含義 8
1.3 DSP開發(fā)工具及平臺搭建 9
1.3.1 DSP開發(fā)工具介紹 9
1.3.2 TI CCS的版本與安裝 10
1.3.3 硬件仿真器的驅(qū)動安裝 14
1.3.4 驅(qū)動程序的配置 14
1.4 本章小結(jié) 17
1.5 思考題與習題 18
第2章 DSP芯片結(jié)構(gòu)及基本原理 19
2.1 TMS320F28335芯片結(jié)構(gòu) 19
2.1.1 CPU結(jié)構(gòu) 19
2.1.2 CPU寄存器 22
2.1.3 CPU中斷 23
2.1.4 總線結(jié)構(gòu)和流水線 24
2.1.5 片內(nèi)存儲器和集成外設(shè) 25
2.2 F28335芯片基本運算原理 26
2.2.1 CPU的乘法運算與位移運算 26
2.2.2 DSP定點運算基本原理 28
2.2.3 DSP浮點運算基本原理 30
2.3 本章小結(jié) 32
2.4 思考題與習題 32
第3章 DSP應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型流程 33
3.1 需求分析 33
3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 33
3.2.1 設(shè)計方案描述 33
3.2.2 工作總框圖繪制 34
3.2.3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 34
3.2.4 設(shè)計工作籌備 35
3.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 36
3.3.1 DSP選型 36
3.3.2 元器件選擇 36
3.3.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 37
3.3.4 系統(tǒng)硬件電路的計算機輔助設(shè)計 38
3.3.5 系統(tǒng)硬件電路調(diào)試 39
3.3.6 系統(tǒng)硬件可靠性設(shè)計 40
3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 40
3.4.1 軟件方案設(shè)計 40
3.4.2 驅(qū)動程序設(shè)計 41
3.4.3 軟件抽象層設(shè)計 43
3.4.4 軟件應(yīng)用層設(shè)計 44
3.4.5 軟件可靠性設(shè)計 44
3.5 DSP系統(tǒng)仿真與聯(lián)調(diào) 45
3.5.1 軟件調(diào)試 45
3.5.2 系統(tǒng)仿真 46
3.5.3 軟硬件聯(lián)合調(diào)試 46
3.6 本章小結(jié) 46
3.7 思考題與習題 47
第4章 DSP最小系統(tǒng)板及開發(fā)板硬件設(shè)計 48
4.1 基于F28335的 DSP最小系統(tǒng)板硬件設(shè)計 48
4.1.1 電源與復位電路 48
4.1.2 時鐘電路 51
4.1.3 JTAG接口電路 51
4.2 基于F28335的DSP開發(fā)板硬件設(shè)計 52
4.2.1 外擴SRAM以及Flash選型及硬件電路設(shè)計 52
4.2.2 RS232通信接口的硬件設(shè)計 54
4.2.3 RS485通信接口的硬件設(shè)計 56
4.2.4 CAN通信接口的硬件設(shè)計 58
4.2.5 SD卡以及 EEPROM的硬件設(shè)計 59
4.2.6 直流電機與步進電機的硬件設(shè)計 61
4.2.7 A/D與D/A硬件設(shè)計 63
4.2.8 LED燈、蜂鳴器與按鍵硬件設(shè)計 65
4.2.9 供電電源硬件設(shè)計 67
4.3 本章小結(jié) 68
4.4 思考題與習題 68
第5章 TI DSP CCS與MATLAB的混合編程 69
5.1 CCS常用操作 69
5.1.1 CCS代碼編輯常用操作 69
5.1.2 CCS代碼調(diào)試常用操作 72
5.1.3 基于C語言的 DSP寄存器操作 73
5.1.4 基于C語言的存儲器及 cmd文件操作 76
5.2 MATLAB常用操作 78
5.2.1 MATLAB環(huán)境及基本操作介紹 78
5.2.2 .m文件代碼編輯常用操作 80
5.2.3 Simulink常用操作 82
5.3 CCS與MATLAB的混合編程設(shè)計 85
5.3.1 Embedded IDE Link 85
5.3.2 .m文件轉(zhuǎn)換成 C代碼 85
5.3.3 Simulink轉(zhuǎn)換成 C代碼 89
5.4 本章小結(jié) 93
5.5 思考題與習題 93
第6章 公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)的工程實例設(shè)計 94
6.1 系統(tǒng)功能說明 94
6.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 95
6.2.1 應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 95
6.2.2 相關(guān)模塊選型 95
6.3 硬件設(shè)計 100
6.3.1 能耗計量模塊設(shè)計 100
6.3.2 集中器載波傳輸模塊設(shè)計 103
6.3.3 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計 109
6.4 軟件設(shè)計 109
6.4.1 主程序流程設(shè)計 110
6.4.2 定時抄讀程序設(shè)計 111
6.4.3 數(shù)據(jù)存儲程序設(shè)計 113
6.5 本章小結(jié) 115
6.6 思考題與習題 115
第7章 地鐵車廂振動信號濾波系統(tǒng)的工程實例設(shè)計 116
7.1 系統(tǒng)功能說明 116
7.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 117
7.2.1 應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 117
7.2.2 相關(guān)模塊選型 117
7.3 硬件設(shè)計 119
7.3.1 振動檢測模塊設(shè)計 119
7.3.2 串行數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計 121
7.3.3 數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)計 123
7.4 軟件設(shè)計 125
7.4.1 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計 125
7.4.2 模塊驅(qū)動軟件設(shè)計 125
7.4.3 系統(tǒng)程序 127
7.5 系統(tǒng)集成與調(diào)試 129
7.6 本章小結(jié) 129
7.7 思考題與習題 129
第8章 生物特征識別系統(tǒng)的工程實例設(shè)計 130
8.1 系統(tǒng)功能說明 131
8.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 131
8.2.1 應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 131
8.2.2 相關(guān)模塊選型 132
8.3 硬件設(shè)計 133
8.3.1 生物特征傳感器模塊設(shè)計 133
8.3.2 信號處理模塊設(shè)計 135
8.3.3 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計 137
8.4 軟件設(shè)計 138
8.4.1 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計 139
8.4.2 模塊驅(qū)動軟件設(shè)計 140
8.4.3 上位機管理軟件設(shè)計 142
8.4.4 系統(tǒng)程序 145
8.5 系統(tǒng)集成與調(diào)試 146
8.6 本章小結(jié) 147
8.7 思考題與習題 147
第9章 環(huán)境參數(shù)采集與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的工程實例設(shè)計 148
9.1 系統(tǒng)功能說明 148
9.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 148
9.2.1 應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 148
9.2.2 相關(guān)模塊選型 149
9.3 硬件設(shè)計 152
9.3.1 系統(tǒng)硬件框架 152
9.3.2 PM2.5檢測模塊設(shè)計和 CO2檢測模塊設(shè)計 152
9.3.3 溫濕度檢測模塊設(shè)計 156
9.3.4 LCD模塊設(shè)計 156
9.4 軟件設(shè)計 156
9.4.1 軟件設(shè)計結(jié)構(gòu) 156
9.4.2 軟件程序講解 157
9.5 本章小結(jié) 161
9.6 思考題與習題 161
第10章 直流無刷電機驅(qū)動器系統(tǒng)的工程實例設(shè)計 162
10.1 系統(tǒng)功能說明 162
10.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 162
10.2.1 應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 162
10.2.2 相關(guān)模塊選型 162
10.3 硬件設(shè)計 165
10.3.1 電源變換電路設(shè)計 165
10.3.2 位置傳感器接口設(shè)計 166
10.3.3 電機控制電路設(shè)計 166
10.4 軟件設(shè)計 169
10.4.1 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計 169
10.4.2 檢測模塊驅(qū)動軟件設(shè)計 169
10.4.3 數(shù)字PID控制模塊驅(qū)動設(shè)計(有位置傳感器) 170
10.4.4 系統(tǒng)程序 173
10.5 系統(tǒng)集成與調(diào)試 175
10.6 本章小結(jié) 176
10.7 思考題與習題 176
第11章 室內(nèi)人流量檢測系統(tǒng)的工程實例設(shè)計 177
11.1 系統(tǒng)功能說明 177
11.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 177
11.2.1 應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 177
11.2.2 測量方案 177
11.2.3 光電傳感器測量原理以及選型 178
11.3 硬件設(shè)計 179
11.3.1 系統(tǒng)硬件框架 179
11.3.2 光電傳感器模塊設(shè)計 180
11.3.3 LCD顯示模塊設(shè)計 181
11.4 軟件設(shè)計 181
11.4.1 軟件設(shè)計結(jié)構(gòu) 181
11.4.2 軟件程序講解 182
11.5 系統(tǒng)集成與調(diào)試 186
11.6 本章小結(jié) 187
11.7 思考題與習題 187
第12章 空調(diào)控制系統(tǒng)的工程實例設(shè)計 188
12.1 系統(tǒng)功能說明 188
12.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 188
12.2.1 應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 188
12.2.2 低壓電力線載波通信技術(shù) 189
12.2.3 RS485通信技術(shù) 190
12.3 硬件設(shè)計 192
12.3.1 電源模塊設(shè)計 192
12.3.2 載波通信模塊設(shè)計 193
12.3.3 RS485通信模塊設(shè)計 194
12.3.4 數(shù)字隔離保護模塊設(shè)計 195
12.4 軟件設(shè)計 195
12.4.1 主程序軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計 196
12.4.2 低壓電力線載波通信軟件設(shè)計 196
12.4.3 RS485通信軟件設(shè)計 198
12.4.4 系統(tǒng)程序 198
12.5 系統(tǒng)集成與調(diào)試 200
12.6 本章小結(jié) 200
12.7 思考題與習題 201
第13章 智能照明與吊扇系統(tǒng)的工程實例設(shè)計 202
13.1 智能照明與吊扇系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 202
13.1.1 系統(tǒng)功能說明 202
13.1.2 應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 202
13.1.3 數(shù)據(jù)通信流程概述 203
13.2 照明和吊扇控制器設(shè)計 203
13.2.1 微控制器 204
13.2.2 電源模塊 204
13.2.3 繼電器模塊與照明和吊扇群 205
13.2.4 ZigBee通信模塊 205
13.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計 205
13.3.1 ZigBee技術(shù) 205
13.3.2 ZigBee通信模塊 207
13.4 軟件設(shè)計 210
13.4.1 協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計 210
13.4.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計 211
13.4.3 照明和吊扇控制器軟件設(shè)計 212
13.4.4 系統(tǒng)程序 214
13.5 本章小結(jié) 216
13.6 思考題與習題 217
第14章 基于 LabVIEW的人機界面系統(tǒng)工程實例 DSP設(shè)計 218
14.1 系統(tǒng)功能說明 218
14.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 218
14.3 LabVIEW介紹 219
14.3.1 LabVIEW數(shù)據(jù)類型 220
14.3.2 相關(guān)函數(shù) 225
14.4 服務(wù)器與集中器通信協(xié)議設(shè)計 229
14.4.1 通信協(xié)議簡介 229
14.4.2 通信協(xié)議設(shè)計 230
14.5 服務(wù)器與集中器接口設(shè)計 235
14.5.1 LabVIEW串口及以太網(wǎng)通信實現(xiàn) 235
14.5.2 DSP串口及以太網(wǎng)通信實現(xiàn) 241
14.6 數(shù)據(jù)存儲設(shè)計 244
14.6.1 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫存儲設(shè)計 244
14.6.2 集中器 SD卡存儲設(shè)計 247
14.7 LabVIEW人機界面設(shè)計 250
14.8 基于LabVIEW的工程實例分析 256
14.8.1 數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn) 256
14.8.2 協(xié)議成幀、解析及其操作實現(xiàn) 258
14.8.3 數(shù)據(jù)庫及其操作實現(xiàn) 260
14.8.4 界面實例分析 262
14.9 本章小結(jié) 265
14.10 思考題與習題 265
參考文獻 267
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