DSP原理與應用（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉偉 編

圖書標籤:

• 數字信號處理
• DSP
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 算法
• MATLAB
• 濾波器
• 傅裏葉變換
• 應用

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121302473

版次：2

商品編碼：12033409

包裝：平裝

叢書名： 電子信息科學與工程類專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：304

字數：510000

正文語種：中文

內容簡介

本書主要介紹TMS320C67xx係列DSP芯片的基本特點、硬件結構及內部各模塊的功能，並結閤應用示例講解各模塊的工作原理；詳細介紹Code Composer Studio集成開發環境，說明基本的C語言應用程序框架及混閤編程的方法，並講述係統自啓動的過程。書中還包含大量DSP芯片的應用和算法示例程序，並給齣時序控製寄存器各字段的計算方法，以及硬件讀/寫時序的測試波形。本書內容全麵、通俗易懂、實用性強，可作為電子信息工程、通信工程、自動化等專業高年級本科生和研究生“DSP原理與應用”課程的教材或參考書，也可供從事DSP芯片開發應用的工程技術人員參考。

作者簡介

劉偉，2006年任講師，2009年晉升副教授，現為山東理工大學電氣與電子工程學院碩士生導師。承擔數字信號處理等本科生和研究生課程。

目錄

第1章 DSP概述
1．1 DSP芯片的概念
1．2 DSP芯片的發展
1．3 DSP芯片的特點
1．4 DSP芯片的分類
1．5 TI係列DSP芯片
思考題與習題1
第2章 CPU結構與指令集
2．1 CPU的結構
2．2 存儲器映射
2．3 匯編指令集
2．3．1 指令集概述
2．3．2 尋址方式
2．3．3 讀取/存儲類指令
2．3．4 算術運算類指令
2．3．5 邏輯及字段操作類指令
2．3．6 搬移類指令
2．3．7 程序轉移類指令
2．3．8 浮點運算指令
2．3．9 資源對指令的約束
2．3．10 乘纍加示例程序
2．3．11 匯編指令集匯總
2．4 流水綫
2．5 中斷
2．5．1 中斷類型和中斷信號
2．5．2 中斷服務錶
2．5．3 中斷控製寄存器
2．5．4 中斷性能和編程考慮事項
思考題與習題2
第3章 集成軟件開發環境
3．1 CCS的使用
3．1．1 CCS介紹
3．1．2 CCS配置
3．1．3 新建和導入工程
3．1．4 程序調試與性能分析
3．1．5 硬件仿真和實時數據交換
3．1．6 DSP/BIOS
3．2 CCS程序設計基礎
3．2．1 源文件和頭文件
3．2．2 庫文件
3．2．3 公共目標文件
3．2．4 鏈接器命令文件
3．2．5 #pragma僞指令
3．2．6 中斷嚮量錶
3．3 混閤語言編程
3．3．1 混閤編程的方法
3．3．2 混閤編程的接口規範
3．3．3 混閤編程示例程序
3．4 芯片支持庫
3．5 係統自啓動
思考題與習題3
第4章 鎖相環
4．1 概述
4．2 功能描述
4．3 配置鎖相環
4．4 寄存器
4．5 鎖相環示例程序
思考題與習題4
第5章 定時器
5．1 概述
5．2 控製寄存器
5．3 計數器工作模式
5．4 定時器示例程序
思考題與習題5
第6章 外部存儲器接口
6．1 接口信號與控製寄存器
6．2 SDRAM同步接口設計
6．3 異步接口設計
思考題與習題6
第7章 增強的直接存儲器訪問
7．1 概述
7．2 EDMA術語
7．3 EDMA傳輸方式
7．4 EDMA控製寄存器
7．5 參數RAM與通道傳輸參數
7．6 EDMA的傳輸操作
7．7 QDMA數據傳輸
7．8 EDMA傳輸示例
7．9 QDMA數據搬移示例程序
思考題與習題7
第8章 多通道緩衝串口
8．1 信號接口
8．2 控製寄存器
8．3 時鍾和幀同步信號
8．4 標準模式傳輸操作
8．5 串口的初始化
8．6 多通道傳輸方式
8．7 SPI接口
8．8 串口作為通用輸入/輸齣引腳
8．9 McBSP示例程序
思考題與習題8
第9章 多通道音頻串口
9．1 McASP術語
9．2 McASP架構
9．2．1 接口信號
9．2．2 寄存器
9．2．3 時鍾和幀同步信號發生器
9．2．4 串行器
9．2．5 格式化單元
9．2．6 時鍾檢查電路
9．2．7 引腳控製
9．3 McASP操作
9．3．1 啓動與初始化
9．3．2 傳輸模式
9．3．3 數據發送和接收
9．3．4 格式化器
9．3．5 中斷
9．3．6 錯誤處理和管理
9．3．7 迴送模式
9．4 McASP示例程序
思考題與習題9
第10章 I2C接口
10．1 I2C接口簡介
10．2 功能概述
10．3 寄存器
10．4 詳細操作
10．5 中斷請求
10．6 EDMA事件
10．7 復位/禁止I2C模塊
10．8 編程指南
10．9 I2C模塊應用示例
思考題與習題10
第11章 主機接口
11．1 HPI接口
11．2 HPI寄存器
11．3 HPI總綫訪問
11．4 主機訪問順序
思考題與習題11
第12章 通用輸入/輸齣端口
12．1 GPIO接口
12．2 GPIO寄存器
12．3 通用輸入/輸齣端口功能
12．4 中斷和事件産生
12．4．1 直通模式
12．4．2 邏輯模式
12．4．3 GPINT與GP0和/或GPINT0的復用
12．5 GPIO中斷/事件
12．6 GPIO應用示例
思考題與習題12
第13章 硬件係統設計
13．1 DSP硬件係統
13．2 電源
13．3 時鍾
13．4 硬件仿真接口
13．5 總綫擴展
13．6 串行通信接口
13．7 PCI接口
思考題與習題13
第14章 DSP算法及其實現
14．1 捲積算法的實現
14．2 有限衝激響應濾波器(FIR)的實現
14．3 快速傅裏葉變換(FFT)的實現
思考題與習題14
附錄A TMS320C6000編程常用僞指令及關鍵字
附錄B TMS320C6000編譯器的內聯函數
參考文獻

前言/序言

隨著智能終端設備的普及，數字信號處理器(DSP)在通信、醫療等領域得到瞭大量的應用，並逐漸滲透到消費電子産品領域，深刻影響著人們的生活，人們已無法離開DSP芯片。現在主要的DSP廠商包括美國德州儀器(TI)公司、美國模擬器件(AD)公司和飛思卡爾(Freescale)等十幾傢公司，其中TI公司的DSP産品占據瞭市場的絕大部分份額，因此瞭解掌握TI公司DSP芯片的工作原理及使用方法，無論是對學習還是應用DSP，均具有重要的意義。

TI公司的DSP芯片分TMS320C2000、C5000和C6000三大係列。C6000係列DSP是高速、高性能的芯片，包括4個子係列：OMAP-L1x DSP + ARM9雙核子係列、66AK2x Multicore DSP + ARM多核子係列、C66x Multicore DSP多核子係列、C674x Low Power DSP低功耗子係列。其中C67xx係列DSP是TI公司高性能32位浮點數字信號處理器産品，該係列包括TMS320C6713、TMS320C6727和TMS320C6748等多種型號芯片。

作者結閤多年的數字信號處理相關教學和工程開發經驗編寫此書，以TMS320C6713芯片為例詳細介紹瞭DSP芯片的基本結構、內部各模塊的功能和軟件集成開發環境，說明瞭應用程序的基本框架，並結閤每章節內容給齣瞭示例程序。

本書主要作為電子信息、通信工程和自動化等專業高年級本科生和研究生學習DSP課程的教材或參考書，包括實驗在內參考學時48～60學時，也可供從事DSP芯片開發應用的工程技術人員參考。

全書共分14章，第1～8章由劉偉編寫，第9、10、14章由王瑋編寫，第11章由盧恒煒編寫，第12、13章由陳文鋼編寫，全書由劉偉、張雪審校。在本書編寫過程中，參考瞭大量的國內外著作和文獻，在此緻以由衷的謝意。碩士研究生秦福元、秦一博、張楠楠、譚成勛、陸文玲、張紅霞、張憲林參與瞭資料的整理工作，在此錶示感謝。

本書提供配套的電子課件及相關例程程序，讀者可登錄華信教育資源網：www.hxedu.com.cn，注冊後免費下載。

由於編者水平有限，書中難免存在錯誤和不當之處，敬請讀者批評指正。有關問題可發郵件至weikey@sdut.edu.cn。

《數字信號處理：理論與實踐（第三版）》 內容簡介 《數字信號處理：理論與實踐（第三版）》是一部係統闡述數字信號處理（DSP）核心概念、算法原理及其廣泛應用的權威著作。本書在繼承前兩版廣受好評的基礎上，融入瞭最新的理論進展和實際工程應用案例，旨在為讀者提供一個全麵、深入且具有高度實踐指導意義的學習平颱。無論是初學者入門，還是專業人士進階，都能從中獲益匪淺。 本書共分為四個主要部分：基礎理論、算法與實現、係統設計與分析、以及前沿應用與發展。 第一部分：基礎理論 本部分為讀者打下堅實的理論基礎，是理解後續章節的關鍵。 信號與係統的基本概念： 深入介紹瞭連續時間信號和離散時間信號的分類、性質（如周期性、奇偶性、能量與功率等）。詳細闡述瞭綫性時不變（LTI）係統的基本原理，包括捲積積分和捲積和的概念及其在係統響應分析中的作用。此外，還探討瞭係統的因果性、穩定性、記憶性等重要特性。 傅裏葉分析： 這是數字信號處理的基石。本部分詳盡介紹瞭傅裏葉級數（FS）和傅裏葉變換（FT）的理論，揭示瞭信號在時域和頻域之間的轉換關係。在此基礎上，重點講解瞭離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）及其性質。DFT是實際應用中的核心，本書深入分析瞭其計算方法，包括快速傅裏葉變換（FFT）算法的原理，如Cooley-Tukey算法，以及不同的FFT實現形式，為高效的頻譜分析奠定瞭基礎。 Z變換： Z變換是離散時間LTI係統分析和設計的有力工具。本部分詳細講解瞭Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其重要性。深入分析瞭Z變換的性質，如綫性、時移、尺度變換、捲積定理等。通過Z變換，可以更方便地分析係統的穩定性、因果性，並推導係統的係統函數（傳遞函數）。本書還介紹瞭逆Z變換的求法，以便將係統函數轉換迴時域錶示。 概率論與隨機信號： 實際信號往往帶有噪聲，因此對隨機信號的理解至關重要。本部分迴顧瞭概率論的基礎知識，包括隨機變量、概率密度函數（PDF）、纍積分布函數（CDF）、期望、方差等。深入介紹瞭平穩隨機過程、自相關函數、功率譜密度（PSD）等概念，以及它們在描述和分析隨機信號中的作用。 第二部分：算法與實現 本部分聚焦於數字信號處理中的核心算法，並探討其在實際計算中的實現細節。 數字濾波器設計： 濾波器是DSP中最常見的應用之一。本部分全麵介紹瞭數字濾波器的工作原理和分類，包括無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 IIR濾波器設計： 詳細介紹瞭利用模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）通過雙綫性變換、脈衝不變法等經典方法將模擬濾波器轉換為數字濾波器。討論瞭IIR濾波器設計中的幅頻和相頻特性的權衡，以及其在實現高階濾波時的優勢和潛在的穩定性問題。 FIR濾波器設計： 深入探討瞭FIR濾波器的設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）和頻率采樣法。特彆強調瞭窗函數法中不同窗函數的特性及其對濾波器過渡帶寬度和阻帶衰減的影響。還介紹瞭最優FIR濾波器設計方法，如Remez-Exchange算法（Parks-McClellan算法），該算法能夠設計齣在特定條件下達到最佳性能的FIR濾波器。 采樣與量化： 模擬信號到數字信號的轉換過程是DSP的起點。本部分詳細講解瞭奈奎斯特采樣定理，闡述瞭過采樣和欠采樣的概念及其對信號保真度的影響。深入分析瞭采樣信號的重構原理，包括理想低通濾波器在信號恢復中的作用。此外，詳細討論瞭量化過程，包括量化誤差的産生、量化器的類型（均勻量化、非均勻量化）及其對信號動態範圍和信噪比的影響。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）算法： 在基礎理論部分對DFT和FFT進行瞭介紹，本部分將進一步深入其實現細節。詳細講解瞭各種FFT算法，如按時間抽取的FFT（DIT-FFT）和按頻率抽取的FFT（DIF-FFT）的蝶形運算原理。討論瞭不同FFT算法在硬件和軟件實現上的優缺點，以及如何通過算法優化來提高計算效率。 離散捲積與相關： 捲積是LTI係統響應的核心運算，相關則在模式匹配、信號檢測等領域有廣泛應用。本部分詳細闡述瞭離散捲積和離散相關運算的定義、性質以及計算方法。重點介紹瞭如何利用FFT來加速捲積和相關運算（如循環捲積），這在實際工程中大大提高瞭計算效率。 第三部分：係統設計與分析 本部分將DSP理論與實際係統設計緊密結閤，為讀者提供工程應用指導。 多速率信號處理： 許多實際信號處理係統需要對信號進行不同速率的采樣和處理，如語音編碼、數據壓縮和通信係統。本部分詳細介紹瞭多速率信號處理的基本概念，包括抽取（Downsampling）和插值（Upsampling）的操作，以及它們對信號頻譜的影響。重點講解瞭抽取濾波器和插值濾波器的設計，以及它們的級聯和並行結構。詳細闡述瞭polyphase結構在高效實現多速率濾波器中的關鍵作用。 自適應信號處理： 在未知或變化的信號環境中，自適應信號處理技術能夠動態地調整濾波器參數以達到最優性能。本部分介紹瞭自適應信號處理的基本原理，重點講解瞭最小均方（LMS）算法及其變種（如歸一化LMS、NLMS）和遞歸最小二乘（RLS）算法。詳細闡述瞭這些算法在噪聲消除、迴聲消除、信道均衡等實際問題中的應用。 譜估計： 對信號的功率譜密度進行準確估計是信號分析的關鍵。本部分介紹瞭多種經典的譜估計方法，包括基於周期圖的非參數方法（如周期圖、Welch法）以及基於模型假設的參數方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。深入分析瞭各種方法的優缺點，以及它們在噪聲抑製和分辨率方麵的權衡。 二維信號處理： 圖像和視頻等二維信號的處理是DSP的重要分支。本部分將DSP理論推廣到二維，介紹瞭二維離散傅裏葉變換（2D DFT）、二維捲積、二維濾波等概念。討論瞭二維圖像的采樣、量化、邊緣檢測、平滑和銳化等基本處理技術。 第四部分：前沿應用與發展 本部分將理論知識延伸至當前熱門的DSP應用領域，並展望未來的發展趨勢。 語音信號處理： 深入探討瞭語音信號的産生機製、時域和頻域特徵。詳細介紹瞭語音信號的預處理技術，如端點檢測、預加重、分幀和加窗。重點講解瞭語音信號的分析方法，如短時傅裏葉變換（STFT）、梅爾頻率倒譜係數（MFCCs）的提取。此外，還介紹瞭語音編碼（如PCM、ADPCM）、語音識彆、語音閤成等關鍵應用。 圖像與視頻處理： 在二維信號處理的基礎上，本部分進一步深入圖像與視頻的特定處理技術。介紹瞭圖像增強（如對比度增強、直方圖均衡）、圖像復原（如去模糊、去噪）、圖像分割、特徵提取（如SIFT、HOG）等技術。對於視頻信號，則涵蓋瞭運動估計、視頻編碼（如MPEG標準）、視頻增強和視頻分析等內容。 通信係統中的DSP： DSP在現代通信係統中扮演著核心角色。本部分將DSP理論應用於數字通信係統的設計，涵蓋瞭基帶信號處理（如脈衝成形、匹配濾波）、帶通信號處理（如調製與解調，如ASK、FSK、PSK、QAM）、信道估計與均衡、誤差控製編碼（如捲積碼、BCH碼、LDPC碼）以及同步技術。 多媒體信號處理： 隨著多媒體技術的飛速發展，DSP在音頻、圖像、視頻的壓縮、傳輸和播放等方麵至關重要。本部分介紹瞭音頻編碼（如MP3、AAC）、圖像壓縮（如JPEG）、視頻壓縮（如H.264、H.265）等標準及其背後的DSP原理。 DSP硬件與嵌入式係統： 探討瞭DSP處理器（如TI C6000係列、Analog Devices SHARC係列）的體係結構、指令集特點以及與通用微處理器（CPU）的區彆。介紹瞭DSP在嵌入式係統中的應用，包括實時性要求、功耗管理以及與FPGA、ASIC等硬件加速器的協同設計。 新興領域與發展趨勢： 展望瞭DSP在機器學習、人工智能（如深度學習中的捲積神經網絡、循環神經網絡）、物聯網（IoT）、5G通信、生物醫學信號處理（如ECG、EEG分析）等新興領域的前沿應用。討論瞭DSP算法的並行化、低功耗化、以及與其他學科的交叉融閤所帶來的發展機遇。 本書特色 理論嚴謹與實踐結閤： 本書在清晰闡述數學原理的同時，注重算法的實際計算實現和應用。 內容全麵且深入： 涵蓋瞭DSP的核心理論、經典算法以及廣泛的應用領域。 圖文並茂： 大量使用圖示和錶格，幫助讀者直觀理解復雜的概念。 豐富的例題與習題： 每章配有精心設計的例題和習題，幫助讀者鞏固所學知識，提高解決實際問題的能力。 代碼示例： 提供瞭基於MATLAB、Python（NumPy, SciPy）等常用工程計算工具的算法實現示例，方便讀者動手實踐。 結構清晰，邏輯性強： 從基礎理論到前沿應用，循序漸進，邏輯嚴密，適閤不同層次的讀者。 《數字信號處理：理論與實踐（第三版）》將是數字信號處理領域一本不可多得的經典參考書和學習指南，為讀者在學術研究、工程實踐和技術創新方麵提供堅實的支持。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛入門的嵌入式工程師，在項目開發中經常會遇到需要處理傳感器數據的場景，比如音頻采集、姿態識彆等。雖然之前接觸過一些基本的數字信號處理概念，但總感覺不夠係統，遇到復雜的問題時常常無從下手。瞭解到《DSP原理與應用（第2版）》這本書在業界的口碑不錯，於是抱著試試看的心態購入。這本書的優點在於，它不僅講解瞭DSP的基本原理，還結閤瞭大量的實際應用案例，這對我這種偏嚮實踐的開發者來說非常有幫助。我特彆喜歡書中關於實時信號處理和嵌入式DSP係統設計的章節，這讓我對如何在資源有限的嵌入式平颱上高效地實現DSP算法有瞭更清晰的認識。書中的代碼示例也比較豐富，雖然我還沒有深入去調試，但光是看著就覺得很有啓發性。我計劃先從基礎的離散時間信號和係統理論開始，逐步深入到更復雜的算法，爭取在接下來的幾個月裏能夠掌握書中的核心內容，並嘗試將學到的知識應用到我正在進行的項目中。

評分☆☆☆☆☆

這本《DSP原理與應用（第2版）》給我最大的感受就是它的“接地氣”。雖然DSP的理論聽起來很高深，但這本書的內容安排非常閤理，從最基礎的采樣定理、量化開始，層層遞進，逐步引入更復雜的概念，比如Z變換、離散傅裏葉變換以及各種濾波器設計方法。書中的例子設計得非常巧妙，緊密聯係實際生活中的應用，比如手機通信中的信號處理、MP3播放器中的音頻壓縮等等。這讓我覺得DSP並不是遙不可及的技術，而是我們日常生活中隨處可見的“魔法”。我特彆喜歡書的最後幾章，裏麵詳細介紹瞭DSP在通信係統中的應用，包括調製、解調、信道編碼等等，這些內容對我從事通信相關的技術工作非常有指導意義。這本書的第二版，在內容更新上肯定也跟上瞭最新的技術發展，這一點非常重要。我正在計劃利用業餘時間，深入研究其中的相關章節，並嘗試用一些開源的DSP庫去實現書中的算法，以加深理解。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到《DSP原理與應用（第2版）》這本書，感覺沉甸甸的，翻開目錄，密密麻麻的章節標題就讓我對數字信號處理這個領域有瞭初步的敬畏。雖然我目前的工作主要還是圍繞著基礎的通信協議和硬件調試，但隨著技術的發展，DSP的應用場景越來越廣泛，從音頻視頻處理到通信基帶、從工業控製到醫療影像，無處不在。我一直想係統地學習一下DSP的原理，瞭解它到底是如何工作的，背後的數學模型是如何構建的，以及在實際工程中又是如何實現的。這本書的第二版，意味著它已經經過瞭市場的檢驗和讀者的反饋，應該在內容上更加成熟和完善。我特彆關注那些關於濾波器設計、FFT算法以及各種調製解調技術的章節，這些都是DSP核心的應用。我希望通過閱讀這本書，能夠打下堅實的理論基礎，為以後能夠獨立進行DSP算法的設計和優化做好準備。目前還在初步翻閱階段，但已經能感受到作者的嚴謹和內容的深度，期待能夠一步步啃下這本“硬骨頭”。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我對數字信號處理這個領域都充滿瞭好奇，特彆是它如何能夠將現實世界中的模擬信號轉換成數字信息，並進行各種神奇的操作。最近，我下定決心要係統地學習一下DSP。《DSP原理與應用（第2版）》這本書是我朋友強烈推薦的，他說這本書的講解非常生動有趣，即使是初學者也能很快上手。我被它吸引住的原因是，它不僅僅是教你“怎麼做”，更重要的是告訴你“為什麼這麼做”。比如，在講解濾波器時，它會從物理實現的層麵去解釋，而不僅僅是給齣數學公式。書中還有很多精彩的圖示和流程圖，這對於理解抽象的概念非常有幫助。我特彆喜歡書中對於不同類型濾波器的比較分析，讓我對它們的優缺點有瞭更直觀的認識。雖然我還在學習的初期，但這本書已經讓我感受到瞭DSP的魅力，也讓我對未來的學習充滿瞭期待。我打算一步一個腳印，先把基礎打牢，然後慢慢挑戰更深入的內容。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在信號處理領域摸爬滾打多年的老兵，我深知理論與實踐相結閤的重要性。市麵上關於DSP的書籍不在少數，但很多要麼過於偏重理論，枯燥晦澀，要麼過於偏重應用，缺乏深度。而《DSP原理與應用（第2版）》這本書，恰恰在這兩者之間找到瞭一個很好的平衡點。我特彆欣賞書中對一些關鍵算法的推導過程，例如快速傅裏葉變換（FFT）的各種變種，以及自適應濾波器的原理和實現。作者並沒有迴避那些復雜的數學公式，而是通過詳細的推導和清晰的解釋，讓讀者能夠理解其內在邏輯。同時，書中也提供瞭大量的實例，涵蓋瞭通信、音頻、圖像等多個領域，這些實例的設計都緊密結閤瞭實際工程中的常見問題，給齣瞭行之有效的解決方案。對於我而言，這本書不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的導師，它幫助我梳理瞭多年來零散的知識點，加深瞭我對DSP技術演進脈絡的理解，也為我解決一些疑難問題提供瞭新的思路。