数字信号控制器原理与实践--基于MC56F8257 9787512413405 北京航空航 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林志贵 等 著

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• 数字信号控制器
• MC56F8257
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• 北京航空航天大学
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店铺： 花晨月夕图书专营店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512413405

商品编码：29872337382

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：数字信号控制器原理与实践--基于MC56F8257

定价：59.00元

作者：林志贵 等

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787512413405

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》以飞思卡尔（Freescale）的DSP56800E内核的MC56F82x系列DSC为蓝本阐述数字信号控制器的软件与硬件设计。全书共14章，第1～4章囊括了学习一个DSC完整要素的入门环节。其中第1章简单介绍DSP56800E内核特点、寻址方式及指令。第2章介绍MC56F825X硬件小系统。第3章介绍个样例程序及开发环境下的工程组织方法，完成个MC56F82571程的入门任务。第4章阐述串行通信接口QSCI，并给出个带中断的实例。第5～13章分别介绍了定时器、eFlexPWM、ADC、DAC、HSCM比较器、SPI、12C、Flash、CAN及MC56F8257其他模块等。第14章给出了MC56F8257在数字滤波器中的应用。
　　《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》提供了配套资料，内含所有底层驱动构件源程序、测试实例、辅助阅读材料、教学课件、相关芯片资料及常用软件工具。
　　《数字信号控制器原理与实践：基于MC56F8257》可作为高等院校嵌入式系统等相关专业的教材或培训资料，也可作为DSP56800E应用工程师的技术研发参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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数字信号控制器原理与实践：深入探索高性能嵌入式处理的核心奥秘 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字信号控制器（DSC）学习平台，重点聚焦于其核心原理、实际应用以及基于微控制器的系统开发。我们将带领您走进一个充满挑战又极具回报的嵌入式系统设计领域，让您掌握如何有效地利用DSC强大的计算能力和实时响应特性，来解决复杂的数字信号处理问题，并将其转化为高性能的嵌入式产品。 第一篇：数字信号控制器基础理论 本篇是理解DSC的关键，我们将从最基础的概念入手，逐步深入到其核心架构和工作原理。 第一章：数字信号处理（DSP）导论 何为数字信号处理？ 我们将首先阐述数字信号处理的基本概念、重要性以及其在现代科技中的广泛应用，如音频/视频编码、通信系统、医疗成像、工业自动化等。 模拟信号与数字信号的转换： 详细介绍采样、量化和编码等关键过程，理解模数转换（ADC）和数模转换（DAC）的原理，以及它们对信号质量的影响。 离散时间信号与系统： 学习分析离散时间信号的基本工具，如序列、卷积、差分方程等，为理解数字滤波器和算法奠定基础。 频率域分析： 介绍傅里叶级数和傅里叶变换，理解信号的频谱特性，以及如何通过频率域分析来处理和优化信号。 基本DSP算法： 探讨一些基础的DSP算法，例如FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器的原理，以及它们的结构和设计方法。 第二章：数字信号控制器的架构与特性 DSC的诞生背景与定位： 探讨为何需要DSC，它与传统微控制器（MCU）和专用DSP芯片的区别与联系，以及DSC如何弥合了高性能计算与嵌入式控制的鸿沟。 核心处理单元（CPU）： 深入分析DSC的CPU架构，包括指令集、流水线、寄存器组、中断处理机制等，强调其专为DSP任务优化的设计。 存储器架构： 介绍DSC的存储器组织，包括程序存储器、数据存储器、堆栈等，理解哈佛架构和改进型哈佛架构的优势。 外围设备与接口： 详述DSC集成的丰富外围设备，如ADC、DAC、定时器、PWM（脉冲宽度调制）发生器、通信接口（UART、SPI、I2C、CAN等），以及它们在实际应用中的作用。 DSP特有的硬件加速器： 介绍DSC中可能包含的硬件加速单元，如MAC（乘累加）单元、SIMD（单指令多数据）指令集等，这些单元极大地提升了DSP算法的执行效率。 低功耗设计与功耗管理： 探讨DSC在嵌入式系统中的功耗挑战，以及其提供的各种低功耗模式和电源管理技术。 第三章：DSP算法与软件实现 滤波器设计理论： 进一步深入讨论FIR和IIR滤波器的设计方法，包括时域设计和频域设计，以及如何选择合适的滤波器类型和阶数。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 详细介绍DFT的原理，并重点讲解FFT算法，理解其在频谱分析、信号调制解调等方面的关键作用，以及如何在DSC上高效实现FFT。 自适应滤波： 介绍自适应滤波器的概念，如LMS（最小均方）算法，理解其在噪声消除、回声抑制等场景的应用。 多速率信号处理： 探讨信号抽取（Decimation）和插值（Interpolation）技术，理解其在变采样率系统中的重要性。 C语言与汇编语言的结合： 讲解如何在C语言环境中高效地调用DSP指令，以及在关键算法部分使用汇编语言进行优化。 DSP开发工具链： 介绍常用的DSP开发环境，包括集成开发环境（IDE）、编译器、调试器、仿真器等，为读者提供实际的开发指导。 第二篇：基于MC56F8257的数字信号控制器实践 本篇将聚焦于一款具体的DSC芯片，通过实际案例和编程实践，让读者掌握DSC的设计与应用。 第四章：MC56F8257微控制器导览 MC56F8257的整体架构： 详细介绍MC56F8257的CPU核心（例如，是否基于starcore®系列）、总线结构、存储器映射、时钟系统等。 关键外围模块详解： 逐一深入分析MC56F8257的核心外围模块，包括： ADC/DAC模块： 采样率、分辨率、工作模式、触发源、多通道转换等。 定时器/PWM模块： 定时器模式、PWM生成、死区控制、捕捉功能等，及其在电机控制、电源管理中的应用。 通信接口： UART、SPI、I2C、CAN等接口的配置、工作原理和应用实例。 通用I/O端口（GPIO）： 配置、复用功能、中断触发等。 中断控制器： 中断向量表、优先级设置、中断服务程序（ISR）编写。 电源管理与低功耗模式： 介绍MC56F8257提供的各种低功耗模式，如运行模式、等待模式、停止模式等，以及如何有效管理功耗。 内存管理与FLASH编程： 讲解MC56F8257的内存组织，包括FLASH、RAM的访问方式，以及如何进行FLASH的擦写和程序下载。 第五章：MC56F8257的开发环境与基础编程 开发工具链的安装与配置： 指导读者如何安装和配置MC56F8257的开发工具链，包括IDE、编译器、调试器等。 第一个MC56F8257程序： 从最简单的LED闪烁程序开始，让读者熟悉开发流程，包括代码编写、编译、下载和调试。 寄存器级编程： 讲解如何直接操作MC56F8257的硬件寄存器，理解底层硬件的工作方式。 使用库函数进行开发： 介绍MC56F8257提供的标准库函数（SDK），讲解如何利用库函数简化开发过程，提高效率。 中断处理实践： 通过实际案例，讲解如何配置和编写中断服务程序，实现对外部事件的快速响应。 定时器与PWM的应用： 编写程序实现精确延时、周期性信号生成，并结合PWM模块实现简单的电机调速或LED亮度调节。 第六章：MC56F8257上的DSP算法实现 ADC数据采集与处理： 编写程序实现从ADC采集模拟信号，进行滤波、放大等预处理。 FFT算法在MC56F8257上的实现： 讲解如何将FFT算法移植到MC56F8257上，并进行性能优化，实现实时频谱分析。 数字滤波器在MC56F8257上的实现： 实现FIR和IIR滤波器，并应用于音频降噪、信号整形等场景。 通信接口的应用： 结合DSP算法，通过UART、SPI等接口与其他设备进行数据交换，例如发送处理后的频谱信息或控制指令。 使用DMA（直接内存访问）提高效率： 讲解DMA的工作原理，以及如何在MC56F8257上使用DMA来加速ADC数据采集、外设数据传输等，减轻CPU负担。 第三篇：基于MC56F8257的系统应用开发 本篇将展示如何将前面学到的原理和实践技术，融会贯通应用于实际的系统设计中。 第七章：电机控制系统设计 无刷直流（BLDC）电机控制： 介绍BLDC电机的基本原理，讲解如何利用MC56F8257的PWM和定时器模块实现精确的换相控制。 伺服电机控制： 学习伺服电机的脉冲控制原理，以及如何利用MC56F8257实现位置、速度和扭矩的闭环控制。 变频调速（VFD）系统简述： 探讨VFD系统的基本构成和控制策略，理解DSC在其中扮演的角色。 第八章：音频信号处理与应用 音频采集与播放： 利用MC56F8257的ADC/DAC模块，实现音频信号的采集和回放。 音频滤波与效果处理： 实现均衡器（EQ）、混响、延时等音频效果，并将其应用于简单的音频设备。 语音识别或信号增强的初步探索： 介绍一些基础的语音处理技术，如特征提取，并探讨如何在MC56F8257上进行初步的信号增强。 第九章：通信与物联网（IoT）应用 CAN总线通信在嵌入式系统中的应用： 深入讲解CAN总线的协议和工作原理，以及如何利用MC56F8257实现CAN通信，构建分布式控制系统。 基于SPI/I2C的传感器数据采集： 连接各种传感器（如温度、湿度、加速度传感器），通过SPI或I2C接口读取数据，并进行初步处理。 简单的IoT节点设计： 结合通信接口，设计一个能够将传感器数据发送到网络（例如通过WiFi/Ethernet模块，需额外提及）的IoT节点。 第十章：嵌入式系统调试与优化 硬件调试技巧： 学习使用示波器、逻辑分析仪等工具来分析信号、排查硬件问题。 软件调试技巧： 深入理解调试器的使用，包括断点、单步执行、观察变量、内存查看等。 性能分析与代码优化： 学习如何对代码进行性能分析，找出瓶颈，并采用各种优化手段（如算法优化、指令优化、并行处理等）来提高程序的执行效率。 实时操作系统（RTOS）简介： 简要介绍RTOS的概念，以及它如何帮助管理复杂的嵌入式系统任务，提高系统的实时性和可维护性。 通过本书的学习，读者将不仅掌握数字信号控制器的理论基础，更能获得宝贵的实践经验，能够独立设计和开发基于DSC的高性能嵌入式系统。无论是电子工程专业的学生、嵌入式系统工程师，还是对数字信号处理和嵌入式开发充满兴趣的爱好者，本书都将是您不可多得的学习伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，远不止是技术的知识，更是一种对工程思维的启迪。作者在讲解每一个概念时，都不仅仅是给出“是什么”，更是深入到“为什么”和“如何做”。例如，在介绍脉冲宽度调制（PWM）时，他并没有止步于PWM的生成原理，而是详细阐述了不同PWM模式在电机控制、电源管理等不同场景下的适用性，以及如何通过调整占空比、频率等参数来达到预期的控制效果。书中对于滤波器的设计和实现，也做得非常出色。它不仅仅是给出了几种常见的滤波器类型，还深入分析了不同滤波器在抑制噪声、保留有用信号方面的优缺点，并且提供了在MC56F8257上实现这些滤波器的具体方法。我尤其喜欢书中关于实时操作系统（RTOS）在数字信号控制中的应用章节。在实际项目中，如何有效地管理多个任务、如何处理优先级、如何进行任务间通信，这些都是非常棘手的问题。这本书提供了非常清晰的思路和实用的代码示例，帮助我解决了在项目开发中遇到的不少难题。读完这本书，我感觉自己对数字信号控制系统的设计和调试有了更深的理解，也更有信心去应对更复杂的工程挑战。它不仅仅是一本教材，更是一本可以反复研读的工具书，每一次学习，都能发现新的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构和内容安排，都体现了作者极高的专业素养和教学智慧。它不是那种东拼西凑的零散知识集合，而是形成了一个完整、流畅的知识体系。我尤其喜欢书中关于“自适应控制”的章节。在很多实际应用中，系统的参数会随着时间发生变化，传统的固定参数控制算法往往难以达到最佳效果。自适应控制技术，能够让控制器根据系统的实际情况，动态地调整控制参数，从而实现更优的控制性能。这本书对自适应控制的介绍，既有理论基础，又有具体的实现方案，并且结合了MC56F8257的特性，给出了可操作的代码示例。我曾经在尝试优化一个动态变化的系统时，通过参考了这本书中的相关内容，成功地实现了自适应控制，大大提升了系统的性能。此外，书中关于“模型预测控制”（MPC）的介绍，也让我印象深刻。MPC是一种非常强大的控制策略，它能够利用系统的模型，预测未来的系统行为，并据此优化控制输入。这本书对MPC的讲解，清晰易懂，并且给出了在MC56F8257上实现MPC的思路和代码框架。这本书的价值，在于它能够帮助读者站在更高的视角，去理解和设计复杂的数字信号控制系统，并且能够将最前沿的控制理论应用到实际工程中去。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本优秀的技术书籍，应该能够带领读者从“是什么”走到“为什么”，再到“如何做”。这本书，无疑做到了这一点。它没有止步于对MC56F8257这个DSP的简单介绍，而是深入剖析了数字信号控制的核心原理，并且将其与具体的硬件平台相结合。例如，在讲解“采样定理”时，作者并没有仅仅罗列公式，而是通过生动的比喻和形象的图示，帮助读者理解为什么需要采样，以及采样频率对信号还原的影响。书中关于“反馈控制”的章节，也写得非常精彩。作者从最基本的反馈概念讲起，逐步深入到各种复杂的控制策略，并结合MC56F8257的特性，给出了具体的实现方案。我特别欣赏书中关于“系统辨识”的探讨。在很多实际应用中，我们往往很难精确地知道系统的模型，而系统辨识技术，能够帮助我们通过实验数据来估计系统的模型，从而进行更有效的控制。这本书对系统辨识的介绍，既有理论深度，又不失实践指导意义。读完这本书，我感觉自己对数字信号控制系统的设计和优化，有了更全面、更深入的理解。它不仅仅是一本关于芯片的书，更是一本关于如何构建智能系统的指导书。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，初次拿到这本书时，我并没有抱有太高的期望。市面上关于嵌入式和数字信号控制的书籍实在太多了，质量参差不齐。然而，这本书的出现，彻底颠覆了我的看法。它所展现出的专业深度和广度，是同类书籍中极为罕见的。作者在讲解MC56F8257这个特定型号的DSP时，并没有生硬地照搬官方文档，而是结合了大量的实际工程经验，提炼出了最核心、最实用的信息。书中关于定时器配置、中断处理、ADC/DAC接口使用等章节，都写得极其详尽，并且配有清晰的图示和详细的代码注释，这对于想快速上手这款芯片的工程师来说，无疑是巨大的福音。我尤其欣赏书中对于功耗管理和低功耗设计策略的探讨，这在很多嵌入式应用中都是一个关键的考虑因素，而这本书却给予了充分的关注，并给出了切实可行的解决方案。更让我惊喜的是，作者在讲解过程中，巧妙地穿插了一些算法的优化技巧，比如如何利用DSP的硬件加速特性来提高运算效率，以及如何针对特定的应用场景进行算法的改进。这些内容，对于提升实际产品的性能和竞争力，具有重要的指导意义。这本书就像一位经验丰富的导师，不仅教你如何使用工具，更重要的是，教会你如何思考，如何将理论知识转化为实际的生产力。我强烈推荐给所有对数字信号控制和嵌入式系统开发感兴趣的朋友，相信我，你们不会失望的。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的作者，是一位真正懂得“大道至简”的工程师。他并没有用过于复杂的理论来掩盖问题的本质，而是用最简洁、最直观的方式，将数字信号控制的核心原理呈现在读者面前。我尤其赞赏书中对“鲁棒性”的强调。在实际的工程应用中，系统往往需要面对各种不确定性和干扰，而鲁棒性设计，能够确保系统在各种不利条件下都能稳定运行。这本书给出了多种鲁棒性设计的方法和在MC56F8257上实现这些方法的具体指导。书中关于“硬件加速”的利用，也写得非常透彻。MC56F8257作为一款DSP，拥有强大的硬件加速能力，如何充分发挥这些能力，提高运算效率，是很多工程师关注的重点。这本书详细讲解了如何利用DSP的各种指令和协处理器，来实现高效的信号处理和控制算法。我曾经在优化一个复杂的信号处理算法时，通过参考了这本书中的相关内容，成功地将运算时间缩短了近一半。这本书的价值，在于它能够帮助读者用最少的资源，实现最优的性能。它不仅仅是一本关于芯片的书，更是一本关于如何高效利用硬件的设计哲学。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的评价，可以用“相见恨晚”来形容。在我过去的学习和工作中，遇到过不少关于数字信号控制的难题，但很多时候都只能靠自己一点点地摸索，效率很低。这本书就像一座及时雨，解决了我的很多困惑。书中对MC56F8257这款DSP的介绍，简直是精雕细琢。作者非常细致地讲解了芯片的内部架构、外设功能，以及如何通过软件来调用和配置这些硬件资源。我特别欣赏书中关于“硬件抽象层”（HAL）的实现思路，它极大地提高了代码的可移植性和可维护性。在讲解过程中，作者穿插了大量真实世界的应用案例，比如音频信号处理、电机控制、传感器数据采集等，这些案例都非常贴近实际工程的需求，让我能够直观地感受到所学知识的应用价值。书中关于“固定点运算”的讲解，也让我眼前一亮。在嵌入式系统中，由于资源限制，往往需要使用固定点运算来代替浮点运算，但如何正确地进行固定点运算，避免精度损失，是很多工程师头疼的问题。这本书给出了非常系统和实用的方法，让我受益匪浅。这本书不仅仅是关于一个芯片的使用，更是关于如何用好这个芯片，如何将它应用到实际的工程项目中去。

评分☆☆☆☆☆

一本真正触及灵魂的著作，它不是那种快餐式的技术手册，而是如同陈年的佳酿，需要细细品味，才能领略其深邃的内涵。我一直以来都在数字信号控制领域摸索，接触过不少书籍，但很少有哪一本能像它一样，让我产生一种“终于遇到了”的感觉。这本书的作者显然是深谙此道，他没有直接堆砌那些枯燥晦涩的公式和理论，而是将复杂的概念巧妙地融入到实际的应用场景中，让读者在解决问题的过程中自然而然地理解原理。例如，在讲解PID控制算法时，作者并没有仅仅停留在理论的层面，而是通过一个具体的电机调速实例，一步步地引导读者理解不同参数的调整如何影响系统的响应，这种“授人以渔”的方式，让我受益匪浅。书中的代码示例也写得非常规范，逻辑清晰，每一个函数、每一个变量的命名都力求做到意图明确，这对于初学者来说，能够极大地降低理解门槛，并且能够帮助他们养成良好的编程习惯。更难得的是，书中还穿插了一些关于系统鲁棒性、抗干扰能力等高级话题的探讨，这些内容往往是很多初学者容易忽略但又至关重要的部分。读完这本书，我感觉自己对数字信号控制的理解不再是碎片化的知识点，而是形成了一个更为系统和完整的知识体系，这为我今后的深入学习和实际项目开发打下了坚实的基础。它不仅仅是一本关于MC56F8257的参考书，更是一本引领我进入数字信号控制殿堂的启蒙之作，每一次翻阅，都能有新的发现和感悟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者，显然是一位在数字信号控制领域有着深厚造诣的实践者。他并没有刻意去追求理论上的华丽，而是以一种非常务实的态度，将复杂的概念掰开了、揉碎了，呈现在读者面前。我尤其欣赏书中关于“状态机”在数字信号控制系统设计中的应用。很多复杂的控制逻辑，都可以通过清晰的状态机来建模和实现，这不仅提高了代码的可读性，也大大降低了调试的难度。书中关于“噪声抑制”的讲解，也做得非常到位。在实际的信号采集过程中，噪声是不可避免的，而如何有效地抑制噪声，保证信号的质量，是数字信号控制中的一个重要环节。这本书给出了多种噪声抑制的策略和实现方法，并且提供了在MC56F8257上实现这些策略的具体代码示例。我曾经在项目中遇到过一个棘手的信号干扰问题，通过参考了这本书中的相关章节，最终找到了有效的解决方案。这本书的价值，在于它不仅仅是提供知识，更重要的是，它能够帮助读者解决实际问题，提升工程实践能力。它就像一位经验丰富的导师，在你遇到困难时，总能提供恰到好处的指导。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，这本书最令人称道之处，在于它对“工程思维”的培养。作者在讲解每一个技术点时，都会引导读者去思考“为什么”和“如何做”，而不是简单地告诉“是什么”。例如，在介绍“模数转换”（ADC）和“数模转换”（DAC）时，他并没有仅仅停留在硬件接口的说明，而是深入分析了采样率、分辨率、量化误差等概念对信号还原的影响，并给出了在实际应用中如何选择合适的ADC/DAC参数的建议。书中关于“系统集成”的探讨，也让我受益匪浅。在实际的工程项目中，往往需要将多个模块集成在一起，形成一个完整的系统。如何进行模块间的接口设计、如何进行系统级的联调和测试，是至关重要的环节。这本书给出了非常清晰的指导和实用的经验，帮助我解决了在项目集成过程中遇到的不少问题。更难得的是，作者在书中还穿插了一些关于“调试技巧”的介绍，这些技巧往往是工程师在实际工作中积累下来的宝贵经验，能够帮助我们事半功倍地找到和解决问题。这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本工程实践的宝典，它能够帮助我们成长为更优秀的工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，可以用“沉浸式”来形容。作者的写作风格非常吸引人，他并没有用枯燥乏味的语言来堆砌技术名词，而是用一种讲故事的方式，将复杂的概念娓娓道来。我尤其喜欢书中关于“实时性”在数字信号控制系统中的重要性的阐述。在很多实时系统中，时间是至关重要的，一个微小的延迟都可能导致灾难性的后果。这本书详细讲解了如何保证系统的实时性，以及如何利用MC56F8257的特性来实现高效的实时控制。书中关于“数字滤波器设计”的章节，也做得非常出色。作者不仅介绍了不同类型数字滤波器的原理，还给出了在MC56F8257上实现这些滤波器的具体方法，并提供了大量的优化技巧。我曾经在处理高频噪声时遇到过很大的困难，通过参考了这本书中的相关内容，最终找到了非常有效的解决方案。这本书的价值，在于它不仅仅是提供知识，更重要的是，它能够激发读者的学习兴趣，让他们在轻松愉快的氛围中，掌握实用的技术。它就像一位博学多才的朋友，不仅能解答你的疑问，还能与你分享他的经验和感悟。