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dsPIC数字信号控制器入门与实战入门篇.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：51.52M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    dsPIC�数字信号控制器入门与实战———入门篇石朝林 编著
    内容简介本书可以称作16位DSC的“入门篇”。侧重于dsPIC30F/33F系列16位数字信号控制器的基础知识和相关实际工程经验的介绍。针对这一系列MCU的架构、外设、存储器模式、寻址模式、开发工具等进行循序渐进、深入浅出的介绍,从入门到精通再到实战。提供了关于数字滤波、FFT等实战范例,帮助工程师系统学习和研究,同时把指令集以简洁的表格形式呈现在读者面前,方便编程时迅速准确查找。本书附光盘1张,内含实用软件和程序范例。本书可作为工程技术人员迅速掌握dsPIC30F/33F系列16位数字信号控制器开发技术的实用参考书。 图书在版编目(CIP)数据 dsPIC数字信号控制器入门与实战.入门篇/石朝林编著.—北京:北京航空航天大学出版社,2009.8 ISBN9787811242133 Ⅰ.d… Ⅱ.石… Ⅲ.①数字信号—信号处理②数字信号—微处理器 Ⅳ.TN911.72 TP332 中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第135394号®2009,北京航空航天大学出版社,版权所有。未经本书出版者书面许可,任何单位和个人不得以任何形式或手段复制本书及光盘内容。侵权必究。dsPIC数字信号控制器入门与实战———入门篇石朝林 编著责任编辑 卫晓娜 王 艳*北京航空航天大学出版社出版发行北京市海淀区学院路37号(100191) 发行部电话:01082317024 传真:01082328026http://www.buaapress.com.cn E-mail:emsbook@gmail.com涿州市新华印刷有限公司印装 各地书店经销*开本:787mm×960mm 1/16 印张:30.75 字数:689千字2009年8月第1版 2009年8月第1次印刷 印数:5000册ISBN9787811242133 定价:49.00元(含光盘1张)
    版权声明本书引用以下资料已得到其版权所有者MicrochipTechnologyInc.(美国微芯科技公司)的授权。[1]dsPIC30FFamilyReferenceManual[2]dsPIC30FFamilyProgrammer’sManual[3]dsPICLanguageLibraryUser’sManual[4]MPLABASM30,LINK30andUtilitiesUser’sGuide[5]dsPICDEM1.1DevelopmentBoardUser’sGuide[6]DesignRobustMicrocontrollerCircuitForNoisyEnvironment[7]dsPIC30F6010A/6015DataSheet[8]dsPIC33FFamilyDataSheet[9]dsPIC30FtodsPIC33FMigrationQ&A[10]dsPIC24HFamilyDataSheet[11]dsPIC24FFamilyDataSheet 所有权保留。未经过其版权所有者MicrochipTechnologyInc.的书面许可,不得复制、重印。商标声明以下图案是MicrochipTechnologyInc.在美国及其他国家的注册商标:以下文字是MicrochipTechnologyInc.的注册商标(状态:®):FilterLab,LinearActiveThermistor,MXDEV,MXLAB,SEEVAL,SmartSensor,andTheEmbeddedControlSolutionsCompany. 以下文字是MicrochipTechnologyInc.的商标(状态:TM):Analog-for-the-DigitalAge,ApplicationMaestro,CodeGuard,dsPICDEM,dsPICDEM.net,dsPICworks,dsSPEAK,ECAN,ECONOMONITOR,FanSense,ICEPIC,ICSP,In-CircuitSerialProgramming,Mindi,MiWi,MPASM,MPLABCertifiedlogo,MPLIB,MPLINK,mTouch,PICDEM,PICDEM.net,PICkit,PICtail,PIC32logo,PowerCal,PowerInfo,PowerMate,PowerTool,REALICE,rfLAB,SelectMode,TotalEndurance,UNI/O,WiperLock,andZENA. 以下文字是MicrochipTechnologyInc.的服务标记(状态:SM):SQTP 以下所有其他商标的版权归各自公司所有:PICC,PICCLite,PICC-18,CWPIC,EWPIC,OOPIC,OOPIC
    序 微芯科技(MicrochipTech.Inc.)的8位单片机早已成为业界的佼佼者,出货量和销售额都居于第一位。但是微芯科技并不满足当前的成绩,而是积极开拓新的市场,以极快的速度先后推出了dsPIC系列16位数字信号控制器(DSC)及其PIC24系列16位微控制器。目前16位产品的四大家族dsPIC30F、dsPIC33F、PIC24F、PIC24FJ已经日臻完善,家族里的成员不断丰富。同时很多崭新的型号正在设计、测试、试验当中。内嵌USB、以太网接口、QVGA驱动的16位单片机将很快推出,满足用户不同设计对象的需求。微芯科技所有16位单片机坚持“一个核心”的原则,也即内核保持汇编级兼容,外围保持引脚和外设兼容。这样,从18个引脚到28、40、64、80、100个引脚,程序容量从几KB到256KB,多达数百个分支型号可供用户选择。同时每个分支系列都在同步发展,用户总可以在这些型号里选择到合适自己的产品。目前8位PIC方面的书籍已经相当丰富了,16位PIC和dsPIC方面的书籍却很少。这本关于微芯科技16位单片机的书分成两个部分:入门篇和实战篇,分别针对这个系列单片机的基本知识和相关应用案例进行深入浅出的介绍。内容丰富,范例详尽,并配有资料CD,内附MPLABIDE开发环境软件包、C30编译器学生版、滤波器设计软件包(FilterDesign)、若干C语言和汇编程序代码、电路图、元件封装以及实用小程序等资料。这是一本手册,也是一本作者多年实际工程经验的总结。本书可以作为嵌入式设计工程师的设计指南,也可以作为大专院校师生的参考书目。微芯科技很快会推出一系列崭新的PIC32家族(Dytona)32位微控制器。这个系列采用独具特色的处理器内核,具有很高的MIPS/功耗比以及众多第三方软件开发商的支持。这样,微芯科技将为客户提供从8位到16位以至32位的完备解决方案。我们相信,微芯科技将会不负众望,不断丰富产品线。也希望以这部书作为用户学习和开发的起点,帮助您进入嵌入式设计的精彩世界。微芯科技有限公司大中国区技术经理 夏宇红
    前 言 Microchip16位单片机 微芯科技股份有限公司(MicrochipTech.Inc.)总部位于美国西南部亚利桑那州的凤凰城。在这个半导体厂商云集的灼热沙漠山谷里,Microchip的开拓者们专注于8位、16位、32位单片机及各种模拟器件的研发和生产,拥有独立的MCU、模拟器件设计部门和制造工厂。经过十几年艰苦奋斗,Microchip从一个不起眼的单片机小厂一跃成为一颗持久闪亮的耀眼明珠,迅速成为单片机领域的领导者;产品也从最初的4颗单片机发展到现在的近400颗单片机以及上千种模拟器件。已经很多年在8位单片机的出货量上保持世界第一位的位置。从公司创始到现在,单片机的总出货量已经累计达到了40亿颗。现在,几乎平均每个星期都有一颗新的PIC或dsPIC单片机问世,梦幻般的新产品推出速度让用户总能在6引脚至100引脚的产品系列里找到一颗适合自己新产品的控制核心,满足嵌入式控制不断增加的要求。同时,微芯科技还针对未来的市场变化和需求不断设计更新的、软件兼容的、开发工具和开发环境兼容的单片机。同时Microchip并没有沉醉在8位单片机辉煌的成绩里。经过多年艰苦努力,Microchip又陆续推出了多种不同功能的16位单片机,广泛应用在工业控制、汽车、家电等嵌入式产品里。图1所示为Microchip推出的16位单片机产品系列,包括PIC24F、PIC24H系列微控制器(MCU)和dsPIC30F、dsPIC33F系列数字信号控制器(DSC)。其中PIC24F和PIC24H系列16位微控制器(MCU)是PIC16、PIC18等8位单片机的自然延伸。其中PIC24F的速度为16MIPS,PIC24H的速度最快可达40MIPS。这些系列单片机的数据总线加宽、速度增加、外设增强、存储器增多、引脚数增多,适合于很多中、高端嵌入式应用。PIC24F/H系列都是采用最高3.6V供电电压。其中dsPIC33F和dsPIC30F系列数字信号控制器(DSC)的性能和集成度都位于PIC24F/H系列之上。它和PIC24F/H系列有相同的开发环境、开发工具、兼容的汇编指令集、兼容的引脚;不同点在于dsPIC系列有数字信号处理能力,也就是说有内置的DSP运算核
    dsPIC数字信号控制器入门与实战———入门篇·2 ·图1 16位单片机系列和DSP指令。通过dsPIC的命名方式也可以看到:小写的“ds”说明该芯片具有数字信号处理能力但并不主要表现为一个DSP,大写的“PIC”强调了这颗芯片虽然有DSP能力,但是它的主要角色是一颗微控制器(MCU)。dsPIC30F系列运行速度可达30MIPS,工作电压5V;dsPIC33F系列运行速度可达40MIPS、工作电压最高3.6V,这两个系列各有特点,针对不同的应用场合。比如有些电源、电机控制系统更喜欢使用5V供电,那么可以选用dsPIC30F系列DSC。总结起来,对Microchip的数字信号处理器的描述可以概括为三句话:(1)看起来像MCU 和Microchip以前的PIC系列MCU引脚兼容,很多外设也兼容;(2)用起来像DSP 具有DSP引擎,适合于数字信号处理(FFT,数字滤波等);(3)价格却像MCU 依赖Microchip先进的制造工艺和管理,具有有竞争力的价格。以dsPIC30Fxxxx系列为例,该系列主要分为通用系列、电机控制系列和传感器系列。每个系列各有不同特点和应用场合。图2为Microchip16位解决方案示意图。表1所列为通用类型dsPIC系列。引脚数目为40以上,目前最多可达80引脚。程序存储器Flash采用了Microchip自主专利的PEEC(PMOSElectronicErasableCell)技术,有着非常高的可靠性和稳定性。通用系列DSC的Flash容量比较大,可达144KB,适合功能较多的应用。该系列的特点是针对通用功能,接口类型相当完备,包括了目前常用的接口形式I2C、SPI、UART、CAN、CODEC(支持AC97,I2S)等,为具体应用提供了多种形式的接口选择。同时该类型还具备了很多智能化的外设,比如可以有多种工作模式的智能高速ADC、多达8路的输入捕捉、标准PWM等。可以广泛的应用于汽车电子(ABS,车身控制,发动机控制)、工业控制(纺织机械、造纸,轧钢),以及其他很多方面(语音识别,回声消除,背景噪声抑制,指纹识别等)。
    前 言 ·3 ·图2 Microchip16位解决方案示意图 对于dsPIC33F家族的通用系列单片机,其编号很有规律,比如:dsPIC33FJ256GP710,其中的“GP”代表“通用”系列。该芯片有256KB的Flash和100个引脚。表1 通用系列dsPIC30Fxxxx主要型号通用类型dsPIC型号引脚程序Flash/KB数据SRAM/BEE/B定时/计数器16位输入捕捉输出比较标准PWMA/D12位100KSPSUARTSPITMI2CTMCANCodec接口dsPIC30F301440242048102432213ch211dsPIC30F401340482048102454413ch2111AC97,I2SdsPIC30F501164664096102458816ch2212AC97,I2SdsPIC30F6011641326144204858816ch2212dsPIC30F6012641448192409658816ch2212AC97,I2SdsPIC30F501380664096102458816ch2212AC97,I2SdsPIC30F6013801326144204858816ch2212dsPIC30F6014801448192409658816ch2212AC97,I2S表2所列为电机控制类专用dsPIC系列。由于针对电机控制而设计,理所当然的具备了多路电机控制专用PWM(最多可达8个通道);另外一个特点是该系列都集成了光电正交编码器接口(QEI),意味着用户可以非常方便地处理电机反馈的光电正交编码信号。由于QEI是一个智能接口,因此不需要占用太多的CPU时间就可以方便地得到电机当前的状态信息(转子所在位置,转向,转速等)。值得一提的是,微芯科技提供了业界最小的28引脚电机控制专用DSC,填补了这一领域的空白。控制电机种类包括直流无刷电机(BLDC)、交流感应电机(ACIM)、开关磁阻电机等。电机控制专用DSC可以广泛应用于航空、汽车(车灯、雨刷、后视
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