TMS320VC55x系列DSP的CPU与外设 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:德州仪器

出品人:

页数:574

译者:

出版时间:2005-12

价格:59.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302121657

丛书系列:

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深入探索现代高性能嵌入式系统设计：以Cortex-M系列微控制器及相关技术为例 图书名称：《Cortex-M系列微控制器：架构、编程与实践应用》 图书简介 本书全面、深入地探讨了基于ARM Cortex-M系列内核的微控制器（MCU）的设计、编程和实际应用。在当今快速发展的物联网（IoT）、工业控制、消费电子和汽车电子领域，Cortex-M系列凭借其卓越的能效比、丰富的外设集以及成熟的生态系统，已成为嵌入式系统设计的主流选择。本书旨在为电子工程师、嵌入式系统开发者以及相关专业学生提供一本兼具理论深度与工程实践价值的参考指南。 全书内容组织严谨，从底层硬件架构剖析入手，逐步过渡到高效软件开发和复杂系统集成。我们摒弃了对特定老旧DSP架构的聚焦，转而将全部精力投入到当前主流、面向未来的32位MCU技术栈中。 第一部分：Cortex-M内核基础架构与工作原理（约350字） 本部分是理解现代MCU系统的基石。我们将详细解析ARMv7-M和ARMv8-M架构的核心概念。 首先，深入剖析Cortex-M内核的流水线结构，例如M3/M4/M7的指令预取和执行单元，及其如何实现高效的代码执行。重点阐述特权级（Privileged/Unprivileged）的概念及其在操作系统和安全应用中的重要性。 其次，对内存模型进行详尽的讲解。这包括内存映射（Memory Mapping）的结构，位带（Bit-Banding）特性如何简化对单个位的读写操作，以及总线接口（AHB/APB）的仲裁机制。 再者，详细介绍中断系统。本书着重讲解嵌套向量中断控制器（NVIC）的内部寄存器配置、中断优先级（Priority Grouping）的设置，以及如何实现快速中断入口和出口（如使用尾链/尾堆栈特性）。对于支持浮点运算的内核（如M4F/M7），还将详细分析浮点单元（FPU）的寄存器集和编程模型。 第二部分：系统级启动与低功耗设计（约300字） 一个嵌入式系统的可靠运行，始于正确的启动序列和高效的功耗管理。 我们将详细描述MCU的上电复位（Power-On Reset, POR）流程，包括启动配置的读取、初始化堆栈指针（SP）和程序计数器（PC）的过程。随后，探讨启动配置（Boot Configuration），如从Flash、SRAM启动的选择及其在固件更新中的意义。 在低功耗设计方面，本书提供了大量实用技巧。深入分析各种时钟域（Clock Domains）的配置，如系统时钟（HCLK）、外设时钟（PCLK）的分频控制，以及如何利用PLL和内部振荡器实现频率的灵活切换。重点讲解了Cortex-M的睡眠模式（Sleep Mode）、深度睡眠（Deep Sleep）和待机（Standby）模式的寄存器配置，并结合实际案例展示如何通过中断唤醒机制实现毫安级乃至微安级的功耗控制。 第三部分：核心外设编程与数据流管理（约400字） 本部分聚焦于Cortex-M系列微控制器最常用的片上外设，并强调基于寄存器和硬件抽象层（HAL）两种编程范式。 定时器/计数器系统： 详述通用定时器（General Purpose Timers）的高级应用，包括输入捕获（Input Capture）用于精确测量脉冲宽度和周期，以及输出比较（Output Compare）用于生成PWM波形。特别分析了高级定时器在无传感器电机控制中的应用潜力。 通信接口： 覆盖串行通信标准，包括UART/USART的波特率计算、数据帧格式配置。对SPI进行深入分析，探讨主从模式切换、时钟极性和相位（CPOL/CPHA）的选择，以及如何高效地进行多字节数据传输。对于I2C/TWI，重点讲解仲裁机制、时钟拉伸（Clock Stretching）的处理，以及多主站环境下的冲突解决。 模数/数模转换（ADC/DAC）： 详细讲解ADC的采样时序、触发源、多通道扫描模式。更重要的是，本书会深入分析DMA在ADC数据采集中的作用，确保高效的数据传输而无需CPU干预。 第四部分：DMA控制器与高效数据传输（约250字） 在高性能嵌入式系统中，CPU核心必须从数据搬运中解放出来。本部分专门解析片上直接内存存取（DMA）控制器的工作机制。 内容涵盖DMA的通道分配、源地址/目标地址的自动增量或保持设置、传输大小（字节/半字/全字）的配置，以及中断通知机制。通过具体的例程，展示如何配置DMA以实现外设数据（如ADC结果、SPI接收数据）到内存的快速转移，以及内存到外设（如DAC输出、LCD显存刷新）的高速填充，从而优化系统吞吐量。 第五部分：实时操作系统与并发编程实践（约300字） 现代嵌入式应用越来越复杂，实时操作系统（RTOS）是实现任务调度的关键。 本书以FreeRTOS/Zephyr等主流轻量级RTOS为例，讲解任务（Task）的创建、优先级、状态转换和上下文切换过程。重点剖析RTOS中的并发控制机制：信号量（Semaphores）用于同步，互斥锁（Mutexes）用于资源保护，以及消息队列（Message Queues）用于任务间通信。 同时，本书特别强调中断服务程序（ISR）与RTOS的交互，讲解如何安全地从中断服务程序中给其他任务发送信号，避免优先级翻转等实时性问题。最后，将提供一个集成了网络协议栈（如LwIP）和图形用户界面（如LVGL）的综合项目案例，展示Cortex-M MCU在复杂应用场景中的强大能力。 总结： 本书旨在构建一套完整的、面向现代32位MCU设计的知识体系，内容聚焦于当前行业标准，帮助读者从底层硬件逻辑到上层软件架构，全面掌握高效能嵌入式系统的开发能力。

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翻阅这本书，最直观的感受就是其内容的翔实和专业。作者在各个技术细节的处理上都显得一丝不苟，例如在讲解CPU的时钟系统时，不仅列出了各个时钟源的选项，还详细说明了不同时钟模式下的功耗和性能差异。这种对细节的关注，体现了作者深厚的专业功底和严谨的治学态度。我还注意到书中引用了一些相关的标准和规范，这使得书中的内容更具权威性和可信度。对于我这样希望深入理解DSP底层工作机制的读者来说，这种详尽的描述是至关重要的。我特别关注书中关于DSP的电源管理策略和低功耗设计的部分，这在嵌入式系统开发中是越来越受到重视的领域，希望能从中获得一些实用的指导。总的来说，这本书的内容深度和广度都相当可观，是一本能够提供高价值信息的专业参考书，适合有一定DSP基础并希望进一步深造的工程师和学生。

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这本书的封面设计相当朴实，甚至可以说是有些传统。它没有那些花里胡哨的图示或者吸引眼球的配色，仅仅是书名和出版社的标志，这种风格似乎预示着这本书的重点在于内容本身，而非形式。拿到手中，分量适中，纸张的触感也比较厚实，翻阅起来有一种扎实的感觉。我尤其关注书的目录，看到它涵盖了CPU的架构、指令集、流水线以及各种关键外设的详解，比如ADC、DAC、DMA、定时器、UART、SPI、I2C等等，这些都是学习TMS320VC55x系列DSP必不可少的基础。我个人对DSP的底层工作原理非常感兴趣，特别是CPU如何高效地执行复杂的信号处理算法，以及各种外设如何与CPU协同工作，实现数据的输入输出和控制。我对书中关于CPU的高级特性的介绍，比如特殊的指令集和优化的寻址模式，抱有很高的期待，希望能从中找到提升代码效率的秘诀。总的来说，从这本书的外观和目录来看，它似乎是一本内容扎实、条理清晰的技术参考书，适合那些想要深入理解TMS320VC55x系列DSP硬件细节的读者。

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这本书的排版确实让人眼前一亮，尤其是在细节处理上。字体的大小和行距都恰到好处，使得长时间阅读也不会感到疲劳。而且，书中大量的代码示例和电路图都经过了精心的绘制，线条清晰，标注明确，非常易于理解。我特别喜欢作者在讲解一些核心概念时，会穿插一些实际的应用案例，比如如何在音频处理中利用DMA进行数据传输，或者如何通过定时器精确控制ADC的采样频率。这种“理论与实践相结合”的讲解方式，极大地提升了我的学习兴趣和理解深度。有时候，一些技术书籍的讲解可能会过于抽象，让人抓不住重点，但这本书通过生动的例子，将那些复杂的原理具象化，让我能够更好地把握其中的精髓。我非常期待书中关于如何优化DSP性能的部分，例如流水线冲突的规避、缓存策略的应用等，这些都是在实际项目中能够直接提升效率的关键技术。整体而言，这本书的编写风格非常人性化，不仅内容专业，而且在呈现方式上也做得非常出色，是一本值得细细品味的学习资料。

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这本书的语言风格非常独特，既有学术论文的严谨，又不乏技术书籍的生动。作者在讲解复杂的技术概念时，善于运用形象的比喻和生动的类比，将抽象的原理变得通俗易懂。例如，在解释CPU的流水线结构时，他将CPU比作一个高效的流水线工人，每一个环节都分工明确，相互协作，从而大大提高了工作效率。这种讲解方式，极大地降低了学习门槛，让即使是初次接触DSP的读者也能快速进入状态。我尤其喜欢书中一些“作者有话说”或者“温馨提示”的环节，这些内容往往包含了一些作者在实践中的经验总结和独到见解，能够帮助读者避免一些常见的误区，提升学习效率。总而言之，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，以一种亲切而专业的方式，引导读者一步步深入了解TMS320VC55x系列DSP的奥秘，是一本难得的优秀技术读物。

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这本书的章节划分非常清晰，逻辑性极强。每一章都围绕一个具体的主题展开，从基础概念的引入，到深入的原理剖析，再到相关的应用实例，层层递进，非常有利于读者的理解和掌握。我尤其欣赏作者在介绍外设时，不仅仅停留在对功能和寄存器的简单罗列，而是深入讲解了每个外设的工作原理、工作流程，以及与其他外设和CPU之间的交互方式。例如，在讲解ADC时，它不仅描述了ADC的转换原理，还详细阐述了它的采样保持电路、量化过程、以及如何通过DMA控制器将转换后的数据高效地传输到内存中。这种深入的挖掘，让我能够从更宏观的角度理解整个系统的运作。此外，书中还穿插了一些调试技巧和常见问题的解答，这些对于初学者来说尤为重要，能够帮助他们少走弯路。总的来说，这本书的结构设计非常合理，能够帮助读者系统性地学习TMS320VC55x系列DSP的知识，建立起完整的知识体系。

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