序
　　我國電子信息產業(yè)銷售收入總規(guī)模在2013年已經突破12萬億元，行業(yè)收入占工業(yè)總體比重已經超過9%。電子信息產業(yè)在工業(yè)經濟中的支撐作用凸顯，更加促進了信息化和工業(yè)化的高層次深度融合。隨著移動互聯(lián)網、云計算、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)和石墨烯等新興產業(yè)的爆發(fā)式增長，電子信息產業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)了新的特點，電子信息產業(yè)的人才培養(yǎng)面臨著新的挑戰(zhàn)。
　　（1） 隨著控制、通信、人機交互和網絡互聯(lián)等新興電子信息技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)設備融合了大量最新的電子信息技術，它們一起構成了龐大而復雜的系統(tǒng)，派生出大量新興的電子信息技術應用需求。這些“系統(tǒng)級”的應用需求，迫切要求具有系統(tǒng)級設計能力的電子信息技術人才。
　�。�2） 電子信息系統(tǒng)設備的功能越來越復雜，系統(tǒng)的集成度越來越高。因此，要求未來的設計者應該具備更扎實的理論基礎知識和更寬廣的專業(yè)視野。未來電子信息系統(tǒng)的設計越來越要求軟件和硬件的協(xié)同規(guī)劃、協(xié)同設計和協(xié)同調試。
　�。�3） 新興電子信息技術的發(fā)展依賴于半導體產業(yè)的不斷推動，半導體廠商為設計者提供了越來越豐富的生態(tài)資源，系統(tǒng)集成廠商的全方位配合又加速了這種生態(tài)資源的進一步完善。半導體廠商和系統(tǒng)集成廠商所建立的這種生態(tài)系統(tǒng)，為未來的設計者提供了更加便捷卻又必須依賴的設計資源。
　　教育部2012年頒布了新版《高等學校本科專業(yè)目錄》，將電子信息類專業(yè)進行了整合，為各高校建立系統(tǒng)化的人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)具有扎實理論基礎和寬廣專業(yè)技能的、兼顧“基礎”和“系統(tǒng)”的高層次電子信息人才給出了指引。
傳統(tǒng)的電子信息學科專業(yè)課程體系呈現(xiàn)“自底向上”的特點，這種課程體系偏重對底層元器件的分析與設計，較少涉及系統(tǒng)級的集成與設計。近年來，國內很多高校對電子信息類專業(yè)課程體系進行了大力度的改革，這些改革順應時代潮流，從系統(tǒng)集成的角度，更加科學合理地構建了課程體系。
為了進一步提高普通高校電子信息類專業(yè)教育與教學質量，貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《教育部關于全面提高高等教育質量若干意見》（教高【2012】4號）的精神，教育部高等學校電子信息類專業(yè)教學指導委員會開展了“高等學校電子信息類專業(yè)課程體系”的立項研究工作，并于2014年5月啟動了《高等學校電子信息類專業(yè)系列教材》（教育部高等學校電子信息類專業(yè)教學指導委員會規(guī)劃教材）的建設工作。其目的是為推進高等教育內涵式發(fā)展，提高教學水平，滿足高等學校對電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)、教學改革與課程改革的需要。
　　本系列教材定位于高等學校電子信息類專業(yè)的專業(yè)課程，適用于電子信息類的電子信息工程、電子科學與技術、通信工程、微電子科學與工程、光電信息科學與工程、信息工程及其相近專業(yè)。經過編審委員會與眾多高校多次溝通，初步擬定分批次（2014—2017年）建設約100門課程教材。本系列教材將力求在保證基礎的前提下，突出技術的先進性和科學的前沿性，體現(xiàn)創(chuàng)新教學和工程實踐教學； 將重視系統(tǒng)集成思想在教學中的體現(xiàn)，鼓勵推陳出新，采用“自頂向下”的方法編寫教材； 將注重反映優(yōu)秀的教學改革成果，推廣優(yōu)秀的教學經驗與理念。
　　為了保證本系列教材的科學性、系統(tǒng)性及編寫質量，本系列教材設立顧問委員會及編審委員會。顧問委員會由教指委高級顧問、特約高級顧問和國家級教學名師擔任，編審委員會由教育部高等學校電子信息類專業(yè)教學指導委員會委員和一線教學名師組成。同時，清華大學出版社為本系列教材配置優(yōu)秀的編輯團隊，力求高水準出版。本系列教材的建設，不僅有眾多高校教師參與，也有大量知名的電子信息類企業(yè)支持。在此，謹向參與本系列教材策劃、組織、編寫與出版的廣大教師、企業(yè)代表及出版人員致以誠摯的感謝，并殷切希望本系列教材在我國高等學校電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)與課程體系建設中發(fā)揮切實的作用。
　　
　　教授

　　再版前言

　　數(shù)字信號處理器（DSP）是當今嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的熱點之一，隨著DSP芯片運算能力與外設功能的大幅度提升，其應用領域日益廣泛。美國德州儀器（TI）的TMS320F281x系列DSP芯片是一款面向實時控制優(yōu)化的高性能32位定點數(shù)字信號處理器，片內集成了高速DSP內核及大容量Flash存儲器、高速RAM存儲器、面向電機控制的事件管理器、多通道高速A/D轉換模塊、增強型CAN總線通信接口、SCI異步串行通信接口、SPI串行外設接口、多通道緩沖接口、PLL時鐘控制模塊、看門狗、32位定時器、豐富的外設中斷及多達56個通用數(shù)字I/O等外設模塊，為設計功能復雜的數(shù)字控制系統(tǒng)提供了高性能的單芯片解決方案，廣泛應用于精密運動控制、數(shù)字電源、可再生能源、電力線通信、LED照明、汽車電子、家用電器、醫(yī)療設備等領域。
　　本書以TMS320F281x 系列數(shù)字信號處理器為主線，結合豐富的實例講述了DSP的工作原理及應用開發(fā)技術，各章節(jié)配有經過驗證的應用開發(fā)例程以方便讀者實踐，每章后配有習題以配合課程教學需要。本書在2009年4月出版了第1版，已被國內多家高校選為DSP課程教材。在第1版的基礎上，第2版主要對以下內容進行了增補和修訂：
（1） 更新了第1章緒論部分，介紹了TI各個系列DSP芯片的最新進展；
（2） 新增了第12章，介紹了DSP芯片在陀螺穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)中的應用；
（3） 在第4、6章增補了部分接口應用實例；
（4） 結合第1版教材使用情況，對全書文字進行了修訂。
　　全書可分為3個部分，共12章。第一部分包括第1~8章，主要介紹TMS320F281x系列DSP芯片的特點、內核結構及片內集成的外設模塊。第二部分包括第9~10章，結合DSP實驗裝置講述了DSP應用系統(tǒng)的硬件設計和軟件開發(fā)基礎知識。第三部分包括第11~12章，結合作者的科研工作介紹了DSP在無刷直流電動機控制和陀螺穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)中的應用。書中提供了較多的應用實例原理圖和程序代碼，附錄還提供了DSP實驗裝置的電路原理圖，以方便讀者參考。
　　本書第1~11章由韓豐田編寫，第12章由李海霞編寫。在本書編寫過程中，介紹的一些應用實例是作者與清華大學導航技術工程中心的同事、研究生共同合作的成果。本書在出版過程中得到清華大學出版社的大力支持，在此一并表示感謝。
　　限于編者水平有限，書中存在的錯誤和不當之處，敬請讀者批評指正。

　　編著者 2014年3月于清華大學

　　第1版前言
　　為了適應數(shù)字信號處理技術的發(fā)展需求，近年來出現(xiàn)了許多高性能的數(shù)字信號處理器(digital signal processor，DSP)。伴隨著超大規(guī)模集成電路技術水平和工藝的飛速進步，DSP芯片的處理速度越來越快，功能越來越豐富，應用領域越來越廣泛。
TMS320C2000系列DSP芯片是TI面向工業(yè)控制推出的數(shù)字信號處理器，既具備數(shù)字信號器的強大運算能力，又像單片機一樣在片內集成了豐富的外設與控制模塊，因此又被稱作數(shù)字信號控制器。新一代的TMS320C28xx系列與TMS320C24x的指令和大部分功能模塊兼容，但運算能力提高了20倍，主要應用于大存儲設備管理、高性能的數(shù)字控制等場合，如多軸運動控制、電機驅動、機器人控制、數(shù)字電源、汽車電子、光通信網絡、智能傳感器等應用領域。
TMS320F281x系列DSP芯片包括TMS320F2810、TMS320F2811和TMS320F2812，采用高性能的32位CPU，指令執(zhí)行速率達到150MIPS。片內集成了大容量Flash存儲器、高速SRAM存儲器、功能強大的事件管理器、高速A/D轉換模塊、增強型CAN總線通信模塊、SCI串行通信接口、SPI串行外設接口、多通道緩沖接口、PLL時鐘模塊、看門狗、定時器以及多達56個通用I/O等外設單元，為用戶提供了單芯片實現(xiàn)高性能數(shù)字控制系統(tǒng)的解決方案。
自2006年春開學以來，作者面向儀器科學與技術、光學工程、機械工程、電氣工程、工業(yè)自動化等專業(yè)的研究生開設了“DSP原理及應用技術”課程，開發(fā)了基于TMS320F2812的教學實驗裝置。作者根據(jù)多年從事DSP教學和科研工作的實踐，對教學講義進行修訂后編寫了這本教材，其目的是介紹TMS320C28xx系列DSP的原理與應用系統(tǒng)開發(fā)技術。書中以目前廣泛應用的TMS320F2812為主線，詳細介紹了DSP芯片的硬件結構、外設模塊的原理及應用、C語言編程、應用系統(tǒng)設計與開發(fā)技術。結合作者開發(fā)的DSP實驗裝置，在介紹各個功能單元的同時提供了相應的應用實例，給出了硬件電路原理圖和C語言程序�？紤]到與多通道緩沖串口兼容的外設芯片較少，本書沒有專門介紹TMS320F281x的多通道緩沖串口，感興趣的讀者可參考TI的參考文獻。有關實驗裝置及本書內容方面的問題歡迎與作者及時溝通。
　　本書的內容可分為兩大部分，前8章介紹TMS320F281x的原理和片內外設模塊，并給出了較多的接口應用和編程實例； 后3章面向DSP系統(tǒng)設計，介紹DSP應用系統(tǒng)的硬件設計基礎和C語言編程，并結合工程應用實例和開發(fā)的實驗裝置介紹DSP系統(tǒng)的硬件和軟件開發(fā)技術。此外，在每章后附有習題以配合課程教學的需要。
在本書的編寫過程中，王芃參加了部分資料的整理和實驗開發(fā)工作，研究生陳景春、付真斌、張沖等對書稿進行了閱讀并提出了許多中肯的建議，楊俊霞參與了本書的文字錄入工作。本書在選題和出版過程中得到了清華大學出版社的大力支持，在此一并表示感謝。
　　限于編者水平，書中存在的錯誤和不當之處，懇請讀者批評指正。
　　韓豐田
　　2008年12月