数字信号微处理器的原理及其开发应用 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:天津大学出版社

作者:李刚

出品人:

页数:551

译者:

出版时间:2000-4

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787561812952

丛书系列:

图书标签:

信号处理
数字信号处理
微处理器
嵌入式系统
DSP
ARM
应用开发
原理
实践
单片机
通信

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具体描述

本书全面而详细地介绍了TMS320C54x系列数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)的硬件结构、工作原理、指令系统、应用设计和开发技术。本书可作为相关专业研究生和高年级本科生的教材，也可以作为从事DSP应用开发的科技人员的参考资料。

《嵌入式系统设计与实践》前言在当今科技飞速发展的时代，嵌入式系统已深入到我们生活的方方面面，从智能手机、家用电器到汽车电子、工业自动化，无处不见其身影。它们是实现智能化、网络化、集成化功能的核心，而嵌入式系统的开发，则离不开对底层硬件的深刻理解和对软件设计的精妙运用。本书旨在为读者提供一个全面而深入的嵌入式系统设计与实践的指导，帮助开发者构建出高效、稳定、可靠的嵌入式应用。第一章嵌入式系统概论本章将带领读者走进嵌入式系统的世界。我们将首先明确嵌入式系统的定义，将其与通用计算机系统进行区分，重点阐述嵌入式系统的特点，如实时性、可靠性、功耗、成本等。接着，我们将探讨嵌入式系统的基本组成，包括微处理器（或微控制器）、存储器、输入/输出接口、以及嵌入式软件等核心要素。我们将深入分析嵌入式系统的典型应用领域，例如消费电子、通信设备、医疗仪器、汽车电子、工业控制等，通过丰富的实例，让读者直观感受嵌入式系统的重要性与广泛性。此外，本章还将简要介绍嵌入式系统的发展历程和未来趋势，为后续内容的学习打下坚实的基础。第二章微处理器与微控制器基础理解嵌入式系统的核心，离不开对微处理器和微控制器的深入认识。本章将首先介绍微处理器的基本结构，包括中央处理器（CPU）、运算逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器等。我们将详细讲解CPU的工作原理，指令的获取、解码、执行过程，以及流水线技术等对性能提升的关键技术。随后，我们将重点转向微控制器（MCU）。MCU是嵌入式系统中最常见的处理单元，它将CPU、存储器和外围接口集成在一个芯片上，极大地简化了系统设计。本章将详细介绍MCU的体系结构，包括不同类型的MCU（如8位、16位、32位MCU）的特点和适用场景。我们将深入讲解MCU的关键外围接口，如GPIO（通用输入输出）、定时器/计数器、中断控制器、ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）等，并阐述它们在实际应用中的作用。例如，我们将讨论如何利用GPIO控制LED闪烁，如何用定时器实现精确延时，如何通过ADC采集模拟信号，以及如何使用UART与外部设备进行通信。第三章嵌入式存储器技术存储器是嵌入式系统中不可或缺的组成部分，它负责存储程序指令和数据。本章将详细介绍嵌入式系统中常用的存储器类型，包括RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）。在RAM方面，我们将重点介绍SRAM（静态随机存取存储器）和DRAM（动态随机存取存储器），分析它们的读写速度、存储密度、功耗以及价格差异，并讨论它们在嵌入式系统中的典型应用。在ROM方面，我们将深入探讨Flash存储器，包括NOR Flash和NAND Flash。我们将解释它们的存储原理、擦写机制、读写速度以及耐用性，并说明它们在程序存储、数据存储等方面的优势。此外，我们还将简要介绍EEPROM（电可擦可编程只读存储器），并与Flash存储器进行比较。理解不同存储器的特性，对于优化嵌入式系统的性能和成本至关重要。第四章嵌入式实时操作系统（RTOS）对于大多数复杂的嵌入式应用，一个功能强大的实时操作系统（RTOS）是必不可少的。本章将深入剖析RTOS的概念和原理。我们将首先定义实时性，并解释RTOS如何满足嵌入式系统对时间响应的严格要求。我们将详细介绍RTOS的核心组件，包括任务管理、任务调度、任务间通信、中断管理、同步与互斥等。我们将深入讲解任务（Task）的生命周期，以及不同的调度算法（如优先级调度、轮转调度、时间片轮转调度）的工作方式。本章还将重点介绍任务间通信（IPC）机制，如信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）、消息队列（Message Queue）、事件标志（Event Flag）等，并分析它们在解决共享资源访问和数据传递问题中的作用。我们还将探讨中断处理机制，以及RTOS如何高效地处理外部中断。为了帮助读者更好地理解，我们将以一个或多个经典的RTOS（例如FreeRTOS、RT-Thread等）为例，详细讲解其API接口和典型应用场景，例如如何创建一个任务，如何实现任务间的消息传递，以及如何使用信号量控制对共享资源的访问。第五章嵌入式软件开发流程与工具链本章将聚焦嵌入式软件的开发实践。我们将详细阐述一个完整的嵌入式软件开发流程，包括需求分析、系统设计、编码实现、编译链接、仿真调试、硬件集成、以及最终的测试与部署。我们将介绍嵌入式开发常用的编程语言，如C语言和C++语言，并重点讲解在嵌入式环境下使用这些语言的注意事项，例如内存管理、指针操作、位操作等。本章还将详细介绍嵌入式开发工具链，包括交叉编译器（Cross-Compiler）、汇编器（Assembler）、链接器（Linker）、调试器（Debugger）等。我们将解释它们在将源代码转换为可执行文件过程中所扮演的角色。我们将深入介绍嵌入式调试技术，包括仿真器（Emulator）、模拟器（Simulator）和在线调试器（JTAG/SWD Debugger）的使用。通过实际案例，演示如何使用调试器定位代码中的bug，如何观察变量的值，如何设置断点，以及如何单步执行代码。第六章嵌入式系统硬件接口与通信本章将深入探讨嵌入式系统与外部世界的交互方式，即硬件接口与通信。我们将详细讲解通用的输入/输出接口，如GPIO，并说明如何通过配置GPIO的输入/输出模式，实现对外部设备的控制和对外部信号的读取。接着，我们将重点介绍串行通信接口，包括UART、SPI和I2C。我们将详细解释它们的通信原理、数据传输方式、速率以及在嵌入式系统中的典型应用。例如，我们将演示如何使用UART与PC进行串口通信，如何使用SPI与传感器或存储器通信，以及如何使用I2C连接多个设备。此外，我们还将介绍一些常见的并行接口以及总线技术，例如USB（通用串行总线）等，并简要介绍它们的特点和应用。第七章嵌入式系统驱动程序开发驱动程序是连接硬件和操作系统的桥梁，是嵌入式软件开发的关键一环。本章将详细讲解嵌入式系统驱动程序的开发。我们将首先阐述驱动程序的作用和重要性，以及它在硬件抽象层（HAL）中的地位。我们将介绍不同类型的驱动程序，例如字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动。本章将以一个具体的硬件设备为例，例如一个简单的LED驱动或者一个ADC驱动，详细演示驱动程序的编写过程。我们将讲解如何访问硬件寄存器，如何处理中断，以及如何为上层应用提供统一的接口。我们将强调在驱动程序开发中对硬件规格的精确理解、对时序的严格控制以及对异常情况的处理能力。第八章嵌入式系统应用程序开发实例理论学习最终要落到实践。本章将通过一系列精心设计的应用程序开发实例，巩固读者对嵌入式系统设计与开发的理解。我们将从简单的实例入手，例如一个LED闪烁程序、一个按键检测程序。然后，我们将逐步深入，展示如何开发更复杂的应用，例如一个温湿度数据采集与显示系统，一个简单的电机控制系统，或者一个基于RTOS的多任务协同工作的应用程序。在每个实例中，我们将清晰地描述应用需求，详细展示硬件连接、软件设计思路、代码实现以及最终的调试过程。通过这些实例，读者将能够亲身感受到嵌入式系统开发的乐趣和挑战。第九章嵌入式系统设计中的常见问题与优化在实际的嵌入式系统开发过程中，开发者经常会遇到各种挑战。本章将总结嵌入式系统设计中的常见问题，并提供相应的解决方案和优化策略。我们将讨论功耗优化问题，包括如何选择低功耗元器件、如何优化代码以降低CPU的运行时间、如何利用休眠模式等。我们还将探讨实时性问题，如何通过合理的任务调度、中断处理和避免阻塞式操作来确保系统的实时性能。此外，我们还将讨论内存管理问题，包括如何有效地分配和释放内存、如何避免内存泄漏、以及如何处理片上存储器的限制。最后，我们将简要介绍嵌入式系统的可靠性设计，包括错误检测与纠正、看门狗（Watchdog）机制的应用等。第十章嵌入式系统的前沿技术与发展趋势随着科技的不断进步，嵌入式系统也在不断演进。本章将展望嵌入式系统领域的前沿技术和未来发展趋势。我们将探讨物联网（IoT）技术在嵌入式系统中的应用，包括传感器网络、边缘计算、云平台对接等。我们还将介绍嵌入式人工智能（Edge AI），以及如何在资源受限的嵌入式设备上实现机器学习和深度学习模型。此外，我们还将关注嵌入式系统的安全性问题，包括硬件安全、软件安全以及通信安全等。最后，我们将探讨嵌入式操作系统的新发展，以及在更复杂的应用场景中，如自动驾驶、智能家居等领域，嵌入式系统将扮演的角色。结语本书力求以清晰的结构、深入的讲解和丰富的实例，为读者提供一个完整而系统的嵌入式系统设计与开发指南。希望通过本书的学习，读者能够掌握嵌入式系统的基本原理，熟练运用相关的开发工具，独立完成嵌入式应用程序的设计与开发，并在未来的技术探索中不断前进。

作者简介

目录信息

第1章概论
1. 1 DSP的简介
1. 2 DSP的历史和发展
1. 2. 1 Intel2920芯片
1. 2. 2 u PD7720芯片
1. 2. 3 TMS32010芯片
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大收获，是它对“调试哲学”的阐述。在实际的硬件开发中，往往花费80%的时间在调试上，而传统的书籍很少会系统地讨论如何高效地进行问题排查。这本书专门用了一大篇幅来系统化地讲解从硬件层面到软件层面的常见错误分析方法论。它教导的不是具体的某一个bug的解决方法，而是一套通用的、基于逻辑推理的排除故障的思维模型。比如，如何区分是时序问题还是数据一致性问题，如何利用示波器和逻辑分析仪协同工作来定位偶发性故障。这种“授人以渔”的教育方式，远比直接给出解决方案要珍贵得多。每当我在工作中遇到棘手的、看似“随机”出现的问题时，我都会习惯性地翻阅书中的相关章节，重新梳理我的排查步骤，结果往往事半功倍。这本书真正教会了我如何成为一个独立、高效的问题解决者，而不是一个仅仅会执行操作指令的编码员。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我带着一种既期待又怀疑的心情翻开了这本书，因为市面上关于处理器的书籍很多，但真正能做到深入浅出、兼顾理论深度与工程实践的凤毛麟角。这本书最让我感到惊喜的是它对开发流程的细致描述。它不仅仅是简单地罗列指令集或者寄存器配置，而是真正沉浸式地带你走过一个完整的项目周期。从初始的需求分析、硬件选型，到软件架构的设计，再到后期的调试和优化，每一步都有详尽的案例支撑。特别是关于实时性要求的章节，作者没有回避嵌入式系统中最棘手的实时中断处理和资源竞争问题，反而用非常生动的“交通管制”比喻，将复杂的调度策略解释得清清楚楚。读完这部分内容，我感觉自己仿佛站在了一个项目经理的角度，而不是仅仅停留在底层代码的层面，这对于提升我的系统思维能力非常有帮助。它让我明白，一个优秀的系统不仅仅是代码写得好，更在于整体架构的健壮性和前瞻性，这种高度的概括性和实践指导性是很多纯粹的教科书所欠缺的。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的装帧设计实在是太吸引人了，封面那种深邃的蓝色调，配上精密的电路图纹理，光是放在书架上就散发着一种专业而又不失美感的科技气息。拿到手里沉甸甸的，纸张的质感也相当不错，阅读体验因此提升了不少。我之前对这个领域的学习资料总是感觉内容过于抽象，要么就是图例太少，让人望而却步。但这本书在这方面做得非常到位，它似乎有一种魔力，能将那些晦涩难懂的算法和硬件结构，通过清晰的逻辑线条和详尽的步骤分解，巧妙地呈现在读者面前。尤其是一些涉及时域和频域变换的章节，作者似乎非常理解初学者的痛点，他没有直接抛出复杂的数学公式，而是先用直观的例子来建立概念，然后再逐步引入严谨的理论支撑，这种循序渐进的教学方法，极大地降低了学习的门槛。我特别欣赏其中对于系统级设计的探讨，它不只停留在理论层面，而是着重强调了如何将理论知识转化为实际可运行的嵌入式系统，这对于那些渴望动手实践的工程师来说，无疑是一笔宝贵的财富，它提供了一个从“知道”到“做到”的完整路径图。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书在某些章节的深度上，已经超出了我目前工作所需的范畴，但这种“超前性”恰恰是我认为它价值所在的原因。它没有固步自封于当前主流的芯片架构，而是大胆地探讨了一些前沿的并行计算技术和低功耗设计理念，这对于保持一个技术人员的视野开阔至关重要。作者在引用相关研究文献时非常严谨，每一个结论都有据可循，展现了极高的学术素养和对行业动态的敏锐捕捉能力。更难得的是，这种深度的探讨并没有牺牲可读性，作者似乎有一种将高深知识“翻译”成更易于理解的语言的天赋，即使是那些涉及先进算法优化的内容，也保持了逻辑的连贯性。它激励着我去思考“未来十年”的嵌入式系统会是什么样子，而不是满足于解决眼前的燃眉之急。它提供的知识框架足够坚固，足以支撑读者在未来遇到新架构或新挑战时，能够迅速地将其映射到已有的认知体系中去。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图简直是一场视觉盛宴，它成功地避开了传统技术书籍那种灰暗、密集的文字堆砌。作者在布局上显然是花了大心思，大量留白的使用让眼睛得到了充分的休息，即便是连续阅读数小时，也不会感到强烈的疲劳感。图表的设计尤其值得称赞，那些数据流向图和时序图，色彩搭配得既专业又不失活力，关键信息点都用醒目的颜色做了高亮标记，这使得在快速查阅和回顾知识点时效率极高。我尤其喜欢它在某些复杂模块介绍时采用的“透视图”设计，仿佛真的能透过表层看到处理器内部晶体管级别的运作机制，这种可视化处理能力，极大地增强了概念的直观性。对于我这种偏向视觉学习的人来说，这本书的学习曲线瞬间变得平缓了许多，很多原本需要反复揣摩的逻辑关系，通过一张图就豁然开朗了。这绝不仅仅是一本工具书，它更像是一份精心制作的视觉学习导览手册。

评分☆☆☆☆☆