DSP原理及应用（第二版）

• 在第一版的基础上增加了一些实例，如介绍软件开发工具时给出一个完整汇编程序实例

• 弥补了第一版中硬件内容设计不足的情况，给出最小或基本硬件系统设计方法，并且给出可以实现的电路原理图及相应的程序，使之具有通用性，可以举一反三

• 从实用角度出发，内容取舍合理，详略得当，使读者在实战中掌握DSP应用技术

• 提供相关教学资源（电子教案、案例源代码等）

DSP技术涉及的相关基础知识多，不但要掌握硬件设计的知识，还要具备使用汇编语言或C语言进行软件编程的能力，因此需要合理取舍，详略得当，使之适合作教材。

全书共8章，可以分为三个部分。

第一部分包括第1～3章，介绍TMS320C54x系列DSP的硬件结构工作原理、数据寻址方式以及指令系统，使读者初步了解芯片的硬件组成、结构特点及其指令系统。

第二部分包括第4～6章，介绍DSP应用程序的设计与开发。

第三部分包括第7、8章，介绍TMS320C54x系列DSP片内外设及TMS320C54x硬件系统设计。

和第一版相比，原理描述更加清楚，并增加了一些实例，例如介绍指令系统时适当增加了指令举例，介绍软件开发工具时给出一个完整汇编程序实例。第一版硬件设计方面内容不足，因此，第二版增加TMS320C54x硬件系统设计一章，给出最小或基本硬件系统设计方法，并且给出可以实现的电路原理图及相应的程序，使之具有通用性，可以举一反三。随着CCS编译技术的提高，C/C++语言的优化效率越来越高，基于DSP的C/C++语言编程将得到广泛应用，所以第二版增加了基于DSP的C/C++语言编程内容及实例部分。保留第一版特色部分——第6章软件开发调试实例，实例中给出工作原理、完整的源程序及上机汇编、链接、调试过程，初学者可以按照书中给出的步骤动手操作进行实战练习，使读者在实战中掌握DSP应用技术。

本书由李利任主编，李迎春任副主编。具体分工为：第1～6章由李利编写，第7、8章由李迎春编写，参加本书案例选择、代码调试等编写工作的还有李宗睿、赵云峰、曹新宇、刘培培、马晓鑫。

由于作者水平有限，书中错误和疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。

第二版前言
第一版前言

第1章 绪论 1
1.1 数字信号处理概述 1
1.1.1 数字信号处理系统构成 1
1.1.2 数字信号处理的实现 2
1.1.3 数字信号处理的特点 3
1.2 DSP芯片概述 3
1.2.1 DSP芯片的发展历史、现状和趋势 3
1.2.2 DSP芯片的种类 5
1.2.3 DSP芯片的主要特点 6
1.2.4 DSP芯片的应用 7
1.2.5 DSP芯片产品简介 7
1.3 DSP系统设计过程 8
1.3.1 DSP系统设计过程 8
1.3.2 DSP芯片的选择 9
习题一 11
第2章 TMS320C54x数字信号处理器
硬件结构 12
2.1 TMS320C54x硬件组成框图 12
2.2 TMS320C54x的总线结构 14
2.3 中央处理单元（CPU） 15
2.3.1 算术逻辑单元（ALU）和累加器 16
2.3.2 桶形移位器 17
2.3.3 乘法器/加法器单元 18
2.3.4 比较、选择和存储单元（CSSU） 19
2.3.5 指数编码器 20
2.3.6 CPU状态和控制寄存器 20
2.4 TMS320C54x的存储器分配 23
2.4.1 存储器空间 23
2.4.2 程序存储器 24
2.4.3 数据存储器 26
2.4.4 I/O存储器 28
2.5 TMS320C54x片内外设简介 28
2.6 TMS320C54x中断系统 29
2.7 TMS320C5402引脚及说明 34
习题二 37
第3章 TMS320C54x指令系统 39
3.1 数据寻址方式 39
3.1.1 立即寻址 40
3.1.2 绝对寻址 40
3.1.3 累加器寻址 41
3.1.4 直接寻址 41
3.1.5 间接寻址 42
3.1.6 存储器映象寄存器寻址 46
3.1.7 堆栈寻址 46
3.2 指令系统中的符号和缩写 47
3.3 指令系统 49
3.3.1 算术运算指令 49
3.3.2 逻辑运算指令 56
3.3.3 程序控制指令 58
3.3.4 加载和存储指令 60
习题三 64
第4章 TMS320C54x软件开发 66
4.1 软件开发流程及开发工具 66
4.1.1 软件开发流程 66
4.1.2 软件开发工具 67
4.2 公共目标文件格式 69
4.2.1 COFF文件的基本单元——段 69
4.2.2 汇编器对段的处理 70
4.2.3 链接器对段的处理 73
4.2.4 重新定位 74
4.2.5 程序装入 76
4.2.6 COFF文件中的符号 76
4.3 汇编器概述 77
4.4 常用汇编伪指令 78
4.5 汇编语言程序编写方法 81
4.5.1 汇编语言源程序格式 81
4.5.2 汇编语言中的常数和字符串 82
4.5.3 汇编源程序中的符号 83
4.5.4 汇编源程序中的表达式 84
4.6 链接器及链接命令文件的编写与使用 85
4.6.1 连接器概述 85
4.6.2 链接器命令文件的编写与使用 86
4.7 TMS320C54x C语言编程 91
4.7.1 C54x C优化编译器 92
4.7.2 C54x支持的C语言数据类型 92
4.7.3 存储器模式 95
4.7.4 寄存器规则 97
4.7.5 函数调用规则 97
4.7.6 中断处理 98
4.7.7 表达式分析 98
4.8 用C语言和汇编语言混合编程 99
4.8.1 独立的C模块和汇编模块接口 99
4.8.2 从C程序中访问汇编程序变量 101
4.8.3 在C程序中直接嵌入汇编语句 102
习题四 103
第5章 CCS集成开发环境 104
5.1 CCS集成开发环境概述 104
5.2 CCS系统安装与设置 105
5.2.1 CCS系统安装 105
5.2.2 为CCS安装设备驱动程序 105
5.3 CCS窗口、菜单和工具栏 106
5.3.1 窗口 107
5.3.2 菜单 107
5.3.3 工具栏 113
5.4 用CCS开发程序实例 115
5.4.1 源文件的建立、打开、关闭
与编辑 115
5.4.2 工程项目的创建、关闭和打开 115
5.4.3 工程的构建（编译、链接） 117
5.4.4 工程项目的基本调试 118
5.5 在CCS中读取数据和数据的图形显示 122
5.5.1 探测点的设置及从PC机文件中
读取数据 122
5.5.2 静态图形显示 123
5.5.3 动态图形显示 124
5.6 代码执行时间分析（Profiler的使用） 125
5.6.1 函数执行时间分析 125
5.6.2 某段程序执行时间分析 126
习题五 127
第6章 软件开发调试实例 128
6.1 程序流程控制 128
6.1.1 程序存储器地址生成 128
6.1.2 流水线操作 129
6.1.3 条件操作 133
6.1.4 分支转移 134
6.1.5 调用与返回 136
6.1.6 重复操作 137
6.1.7 堆栈的使用 139
6.2 数据块传送 140
6.3 定点数的基本算术运算 144
6.3.1 加法、减法和乘法运算 144
6.3.2 定点除法运算 151
6.4 长字运算和并行运算 153
6.4.1 长字运算 153
6.4.2 并行运算 156
6.5 FIR滤波器的DSP实现 157
6.5.1 线性缓冲区法 157
6.5.2 循环缓冲区法 158
6.5.3 系数对称FIR滤波器的DSP实现 164
6.6 IIR数字滤波器的DSP实现 167
6.7 FFT运算的DSP实现 171
6.7.1 基二实数FFT运算的算法 172
6.7.2 FFT运算模拟信号的产生及输入 174
6.7.3 实序列FFT汇编源程序及链接
命令文件 175
6.7.4 观察信号时域波形及其频谱 181
6.8 以C语言为基础的DSP程序 181
6.8.1 一个简单的C语言程序 181
6.8.2 FIR滤波的C语言编程实现 183
6.8.3 FFT的C语言编程实现 185
习题六 189
第7章 TMS320C54x片内外设 190
7.1 定时器 190
7.2 时钟发生器 192
7.2.1 硬件配置PLL 192
7.2.2 软件可编程PLL 193
7.3 定时器/计数器编程举例 195
7.4 多通道缓冲串口（McBSP） 199
7.4.1 McBSP原理框图及信号接口 199
7.4.2 McBSP控制寄存器 201
7.4.3 时钟和帧同步 209
7.4.4 McBSP数据的接收和发送 211
7.4.5 有关的几个概念 212
7.5 主机接口（HPI） 215
7.5.1 HPI-8接口的结构 215
7.5.2 HPI-8控制寄存器和接口信号 217
7.5.3 HPI-8接口与主机的连接框图 219
7.5.4 HPI的8条数据线作通用的
I/O引脚 220
7.6 外部总线操作 221
7.6.1 软件等待状态发生器 222
7.6.2 可编程分区切换逻辑 223
7.6.3 外部总线接口定时 224
习题七 228
第8章 TMS320C54x硬件系统设计 229
8.1 硬件系统设计概述 229
8.2 DSP硬件系统的基本设计 231
8.2.1 电源电路 231
8.2.2 复位电路 232
8.2.3 时钟电路 234
8.2.4 JTAG接口电路 234
8.2.5 DSP系统硬件设计入门实例 235
8.3 外部存储器扩展设计 238
8.3.1 程序存储器扩展 239
8.3.2 数据存储器扩展 246
8.4 A/D和D/A接口设计 249
8.4.1 DSP与A/D的接口设计 249
8.4.2 DSP与D/A的接口设计 253
8.5 语音信号处理系统设计 258
8.5.1 模拟接口芯片TLC320AD50C的
工作原理 258
8.5.2 TLC320AD50C与TMS320C5402
硬件接口设计 263
8.5.3 软件编程 264
习题八 268
附录 CCS中的编译器、汇编器和链接器
选项设置 269
参考文献 276