
前言
21世纪是数字化的时代,随着越来越多的电子产品将数字信号处理(DSP)作为技术核心,DSP已经成为推动数字化进程的动力。作为数字化最重要的技术之一,DSP无论在其应用的深度还是广度方面,正在以前所未有的速度向前发展。
数字信号处理器,也称DSP芯片,是针对数字信号处理需要而设计的一种具有特殊结构的微处理器,它是现代电子技术、计算机技术和信号处理技术相结合的产物。随着信息处理技术的飞速发展,数字信号处理技术已逐渐发展成为一门主流技术,它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪器仪表、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。
数字信号处理器由于运算速度快,具有可编程特性和接口灵活的特点,使得它在许多电子产品的研制、开发与应用中,发挥着越来越重要的作用。采用DSP芯片来实现数字信号处理系统更是当前的发展趋势。
近年来,DSP技术在我国也得到了迅速的发展,不论是在科学技术研究,还是在产品的开发等方面,其应用越来越广泛,并取得了丰硕的成果。为了紧跟DSP技术的发展,越来越多的高校开设了有关DSP技术的课程和实验。目前有关这方面的书籍大部分是关于DSP技术本身的介绍,理论知识过多,实现方法和实际应用较少。为了适应DSP技术的发展,满足教学和产业市场的需求,让更多的本科生、研究生和工程技术人员能尽快学习、掌握DSP应用技术,促进我国DSP技术水平的不断提高,我们编写了这本教材。
本书依据作者近几年为本科生开设“DSP原理及应用”课程的讲义和讲稿,参考国内外最新的教材和文献资料,结合近几年来学习、开发DSP系统的体会编写而成的。其目的是使读者了解TMS320C54x的体系结构和基本原理,熟悉DSP芯片的开发工具和使用,掌握DSP系统的软硬件设计和应用系统的开发方法,具备独立从事DSP应用开发的能力。
本书的主要特点是以TI公司16位定点处理器TMS320C54x系列芯片为描述对象,以应用系统设计为主线,系统地介绍DSP芯片的基本结构、软件开发和硬件设计,并给出设计实例,使读者尽快掌握DSP系统的设计方法。
全书共分为9章,其内容如下。
第1章:绪论。
第2章:TMS320C54x的硬件结构。详细介绍TMS320C54x的体系结构与原理,内容包括总线结构、中央处理器、存储器结构、片内外设电路、系统控制和外部总线等。
第3章:TMS320C54x的指令系统。首先详细地介绍数据的7种寻址方式,然后介绍指令的表示方式,最后重点介绍DSP的指令系统。
第4章:汇编语言程序的开发工具。主要介绍汇编语言程序的开发工具和开发过程。第一部分简要地介绍软件开发过程,包括汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程等;第二部分介绍公共目标文件格式(COFF);第三部分介绍程序语言开发工具的使用方法,包括汇编器和链接器等。
第5章:TMS320C54x的汇编语言程序设计。主要介绍汇编语言程序设计的方法。首先概述汇编源程序,包括汇编语言源程序的格式、常数、字符串、符号和表达式;然后详细介绍汇编语言程序设计,包括堆栈使用方法、控制程序、算术运算程序、重复操作程序、数据块传送程序、小数运算程序和浮点运算程序等。
第6章:应用程序设计。介绍数字信号处理和通信中最常见、最具有代表性的应用,如FIR滤波器、IIR滤波器、FFT变换、正弦信号发生器等实现方法。
第7章:TMS320C54x片内外设、接口及应用。从应用的角度介绍主机接口、串行口、定时器和中断系统应用设计。
第8章:TMS320C54x的硬件设计,主要介绍基于TMS320C54x DSP系统的硬件设计方法。首先概述系统的硬件设计过程;其次详细介绍DSP系统的基本设计,包括电源电路、复位电路和时钟电路的设计;然后介绍DSP电平转换电路的设计、DSP存储器和I/O的扩展、DSP与A/D转换器和D/A转换器的接口设计;最后通过两个实例介绍DSP系统的硬件设计。
第9章:DSP集成开发环境CCS。主要介绍TI公司推出的集成开发环境——CCS的使用方法。
本书主要作为电子信息、通信工程和自动化等专业高年级本科生和研究生学习DSP课程的教材或参考书,包括实验在内大约50~60学时,也可供从事DSP芯片开发应用的工程技术人员参考。
本书由邹彦、唐冬和宁志刚合作编写。其中,邹彦编写第1、2、6、8、9章和附录,唐冬编写第3、5章和第4章的部分内容,宁志刚编写第4章的部分内容和第7章。全书由邹彦统稿和定稿。另外,董湘君、李圣参加了本书第3、5、8章中部分例子的调试工作。
由于DSP技术是一门发展迅速的新技术,加上作者水平有限,编写时间仓促,书中错误和不妥之处在所难免,敬请广大读者批评指正。
编 者