DSP技术与应用实践教程/高等院校电子信息与电气学科特色教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘伟，李莹，薛玉利 编

图书标签:

• DSP
• 数字信号处理
• 信号处理
• 电子信息
• 电气工程
• 实践教程
• 高等教育
• 教材
• 通信
• 控制系统

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302466611

版次：1

商品编码：12085255

包装：平装

丛书名： 高等院校电子信息与电气学科特色教材

开本：16开

出版时间：2017-05-01

用纸：胶版纸

页数：194

字数：314000

正文语种：中文

编辑推荐

作为信号处理领域应用*广泛的DSP芯片，美国TI公司TMS320C5000系列DSP具有典型的特点，应用领域广泛。本书以C5000系列DSP为平台，采用轻松易懂的语言，介绍了C54x芯片的硬件结构、软件编程和应用实例。

本书结构清晰、内容完整、举例丰富、实用性强，*大特色在于理论够简、强调实用。对掌握DSP技术所需要的软硬件理论作了基本介绍，使读者在设计和开发之前具备必要的理论，后面将主要篇幅放在DSP的应用上。引入大量信号处理系统、通信系统实例，介绍了DSP在其中的应用，包括如何利用汇编语言、C语言和MATLAB语言对DSP进行设计、仿真。

本书的另一个特色是资源丰富，书中包括每章大量的习题、所有实例的源代码、常用设计语言的安装和使用方法介绍，使读者可以更容易、更快速地掌握DSP系统的设计、开发和应用。与本书配套的电子资源，读者可以从清华大学出版社网站下载使用。

内容简介

　　《DSP技术与应用实践教程/高等院校电子信息与电气学科特色教材》以“内容够用、理论够简、强调实践”为基本思路，结合实例，以实用为目标讲述DSP技术。首先介绍DSP技术的硬件结构和指令系统等相关理论知识，为读者提供一定的专业基础知识，然后重点介绍利用汇编语言和C语言对TMS320C54x系列DSP进行应用程序开发的实例，着重强调DSP技术的实践应用。《DSP技术与应用实践教程/高等院校电子信息与电气学科特色教材》可作为高等院校DSP技术相关课程的教学参考书，也可以作为自学者学习DSP技术的辅导材料。

目录

第1章 DSP概述
1．1 数字信号处理
1．2 DSP芯片
1．2．1 DSP芯片的特点
1．2．2 DSP芯片的分类
1．2．3 常用的DSP芯片
1．2．4 DSP芯片的选择
1．2．5 DSP芯片的应用
习题

第2章 TMS320C54x系列DSP的硬件结构
2．1 基本结构
2．1．1 C54x芯片的主要特点
2．1．2 C54x芯片硬件基本结构
2．2 总线结构
2．3 中央处理器
2．3．1 算术逻辑运算单元
2．3．2 累加器
2．3．3 桶形移位寄存器
2．3．4 乘法累加单元
2．3．5 比较选择存储单元
2．3．6 指数编码器
2．3．7 CPU状态和控制寄存器
2．4 存储器
2．4．1 存储器地址和空间分配
2．4．2 程序存储器
2．4．3 数据存储器
2．4．4 I/O存储器
2．5 中断系统
2．5．1 中断类型
2．5．2 中断寄存器
2．5．3 中断流程
2．6 片内外设
习题

第3章 DSP系统设计与开发
3．1 DSP系统的构成
3．2 DSP系统的设计过程
3．3 DSP系统的硬件开发
3．4 DSP系统的软件开发
3．4．1 编程语言的选择
3．4．2 软件开发工具与环境
习题

第4章 CCS集成开发环境
4．1 CCS简介
4．2 CCS v5的安装
4．3 CCS v5的使用
4．3．1 CCS v5的窗口
4．3．2 新建工程文件
4．3．3 导入已有的工程文件
4．3．4 调试工程
习题

第5章 TMS320C54x汇编语言程序设计
5．1 汇编语言概述
5．2 寻址方式
5．3 指令系统
5．3．1 数据传送指令
5．3．2 算术运算指令
5．3．3 逻辑运算指令
5．3．4 程序控制指令
5．3．5 并行操作指令
5．3．6 重复操作指令
5．4 汇编语言程序设计实例
5．5 TMS320C54x应用程序开发实例
5．5．1 数字滤波器的DSP实现
5．5．2 快速傅里叶变换的实现
5．5．3 QPSK的调制与解调
5．5．4 FSK调制与解调
习题

第6章 TMS320C54x C语言程序设计
6．1 C语言简介
6．2 C54x DSP的C语言编程
6．2．1 C54x DSP支持的C语言数据类型
6．2．2 系统的初始化
6．2．3 函数的调用
6．2．4 堆栈的使用
6．2．5 寄存器的访问
6．2．6 存储器的访问
6．2．7 I/O空间的访问
6．3 TMS320C54x C语言程序开发实例
6．3．1 IIR滤波器的DSP实现
6．3．2 FIR滤波器的DSP实现
6．3．3 快速傅里叶变换的实现
6．3．4 卷积算法的DSP实现
6．3．5 相关算法的DSP实现
6．3．6 离散余弦变换的DSP实现
6．3．7 自适应滤波器LMS算法实现
6．4 用C语言和汇编语言混合编程
6．4．1 独立编写C程序和汇编程序
6．4．2 C程序与汇编语言相互访问数据
6．4．3 C程序中直接嵌入汇编语句
习题

第7章 MATLAB在DSP设计中的应用
7．1 MATLAB概述
7．1．1 MATLAB软件的安装
7．1．2 MATLAB的软件环境
7．1．3 MATLAB的基本操作
7．2 CCSLink简介
7．2．1 CCSLink的功能及特点
7．2．2 CCSLink的配置
7．2．3 CCSLink的组件内容
7．2．4 CCSLink的连接对象
7．2．5 CCSLink的函数
7．3 MATLAB实现DSP基本算法
7．3．1 相关算法的仿真
7．3．2 快速傅里叶变换的仿真
7．3．3 离散余弦变换的仿真
7．3．4 IIR滤波器的仿真
7．3．5 FIR滤波器的仿真
习题

第8章 现代DSP系统设计
8．1 DSP Builder及其设计流程
8．2 利用DSP Builder设计实例
习题
参考文献

精彩书摘

　　《DSP技术与应用实践教程/高等院校电子信息与电气学科特色教材》：
　　第5章TMS320C54x汇编语言程序设计C54x提供两种编程语言,即汇编语言和C/C++语言。对于完成一般功能的代码,这两种语言都可使用,目前使用较多的是C/C++语言,但对于一些运算量很大的关键代码,很好采用汇编语言来完成,以提高程序的运算效率。对于初学者,很好先以汇编语言作为入门编程工具来学习,这样易于深刻理解DSP的工作原理。因此,汇编语言程序设计是应用软件设计的基础。下面结合例子简要介绍TMS320C54x汇编语言源程序设计的基本方法。
　　5.1汇编语言概述
　　TMS320C54x汇编语言源程序由源语句组成。这些语句可以包含汇编语言指令、汇编伪指令和注释。程序的编写必须符合一定的格式,以便汇编器将源文件转换成机器语言的目标文件。汇编语言程序以.asm为扩展名,可以用任意的编辑器编写源文件。一条语句占源程序的一行,长度可以是源文件编辑器格式允许的长度,但汇编器每行最多读200个字符。因此,语句的执行部分必须限制在200个字符以内。
　　C54x的指令系统包含助记符指令和代数指令两种形式。助记符指令是一种采用助记符号表示的类似于汇编语言的指令;代数指令是一种比汇编语言更高级,类似于高级语言的代数形式指令。两种指令具有相同的功能,本章着重介绍助记符指令。
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前言/序言

前言

数字信号处理（DSP）是一门涉及多门学科并广泛应用于很多科学和工程领域的新兴学科，其以数字的形式对信号进行加工处理，以便提取有用的信息并进行有效的传输与应用。随着计算机技术和信息技术的飞速发展，DSP技术已经在信号处理、通信系统、控制系统等多个领域得到广泛应用。

为了适应DSP技术的发展，很多高校都开设了与DSP技术相关的课程，但是目前关于这方面的书大部分都是以介绍DSP技术的理论知识为主，以实践应用介绍为主的书籍较少。本书以美国TI公司在信号处理领域广泛应用的TMS320C54x芯片为对象编写此书，力求将DSP的软件和硬件基础进行简要介绍，重点突出如何利用汇编语言、C语言和MATLAB语言将数字信号处理中的常用算法在DSP中实现。

本书共分8章。第1章对DSP进行概述，主要介绍DSP的定义，DSP的研究内容和实现方法，DSP芯片的特点、分类、选择和应用等。第2章介绍TMS320C54x系列DSP的硬件结构，包括基本的硬件结构、总线结构、中央处理器、存储器、中断系统以及片内外设等。第3章介绍DSP系统设计和开发的基本方法和过程，包括DSP系统的构成、设计过程、软硬件开发流程等。第4章介绍CCS集成开发环境，包括CCS的安装和使用方法。第5章介绍TMS320C54x汇编语言程序设计方法，包括汇编语言的寻址方式、指令系统以及利用汇编语言进行DSP程序开发的典型实例。第6章介绍TMS320C54x C语言程序设计方法，包括C语言的使用方法、利用C语言进行DSP程序开发的典型实例以及利用C语言和汇编语言进行混合编程的方法。第7章介绍了MATLAB软件在DSP设计中的应用，包括MATLAB软件的基本使用方法、CCSLink的使用方法以及如何利用MATLAB语言实现DSP中的常见算法。第8章介绍现代DSP系统设计，以Altera公司的DSP Builder为例，介绍其设计流程和应用实例。每章后面都提供习题以供参考和巩固。

本书由刘伟担任主编，第1～第5章由刘伟编写，第6章由李莹编写，第7和第8章由薛玉利编写，全书由刘伟统稿，南京大学的方元教授对本书提出了许多宝贵的意见。在编写的过程中，得到了上海师范大学天华学院领导和多位同事的支持和帮助，在此一并表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，疏漏在所难免，欢迎批评指正。

编者2017年4月

《现代信号处理导论：从理论到实践的探索》 内容梗概 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代信号处理理论基础，并辅以大量实际应用案例，帮助读者理解信号处理的核心概念、关键技术及其在各个领域的实际部署。本书不局限于单一的技术或工具，而是从更宏观的视角出发，剖析信号处理在通信、控制、医疗、图像、音频等众多前沿科技中的作用与价值。 第一部分：信号处理的基石——理论基础 第一章：信号的本质与分类 本章将从最基础的概念出发，为读者构建对“信号”的清晰认知。我们将探讨信号的定义，理解其作为信息载体的根本属性。随后，我们将深入分析信号的多种分类方式，包括： 时域与频域表示： 讲解如何从时间和频率两个维度来描述和理解信号的特性。我们将介绍傅里叶级数、傅里叶变换等核心概念，揭示信号在频域的构成，为后续的滤波、分析奠定基础。 连续信号与离散信号： 探讨这两类信号在本质上的区别，以及采样定理在离散信号生成中的关键作用。我们将详细解析奈奎斯特-香农采样定理，理解其限制条件和重要意义。 周期信号与非周期信号： 介绍它们的数学表达形式和在实际中的体现，以及如何通过傅里叶分析来处理它们。 确定性信号与随机信号： 区分这两种信号的生成机制和分析方法。我们将初步介绍统计信号处理的基本思想，为理解更复杂的信号分析做好铺垫。 能量信号与功率信号： 讲解如何通过能量和功率来表征信号的强度，以及它们在不同应用场景下的意义。 第二章：线性时不变（LTI）系统 LTI系统是信号处理的核心建模工具。本章将详细阐述LTI系统的定义、性质及其数学描述。 系统性质： 深入理解线性与时不变这两个关键性质，并分析它们在实际系统建模中的重要性。 卷积： 介绍卷积运算作为LTI系统输入输出关系的数学表达。我们将通过图形和代数方法来阐释卷积的意义，并探讨其在滤波、系统响应分析中的应用。 系统函数与传递函数： 介绍利用拉普拉斯变换和Z变换得到的系统函数与传递函数，以及它们在系统分析和设计中的作用。我们将探讨系统函数零极点与系统稳定性的关系。 冲激响应： 阐释冲激响应作为LTI系统最重要的特征，它能够完全表征一个LTI系统的行为。 第三章：傅里叶分析的深度拓展 在第一章的基础上，本章将进一步深化对傅里叶分析的理解，并引入更多实用的分析工具。 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 讲解在离散时间信号分析中的应用，以及它与连续时间傅里叶变换（CTFT）的关系。 离散傅里叶变换（DFT）： 介绍DFT在数字信号处理中的核心地位，以及它与DTFT之间的联系和区别。我们将详细解析DFT的计算方法（FFT算法将在后续章节详细介绍），以及其在谱分析中的应用。 傅里叶级数（FS）与傅里叶变换（FT）在周期与非周期信号分析中的应用： 进一步巩固理论，通过实例展示如何利用傅里叶分析工具来揭示信号的频谱特性。 功率谱密度（PSD）与自相关函数： 讲解这些统计工具在分析随机信号和噪声特性的重要性，以及它们之间的维纳-辛钦定理。 第四章：采样理论与实践 本章将聚焦于信号从连续域到离散域转化的关键环节——采样。 采样定理再探： 深入剖析采样定理的理论基础，并探讨过采样、欠采样的影响。 混叠现象（Aliasing）： 详细解释混叠的成因、表现以及如何避免。我们将通过实例演示混叠带来的失真。 重构理论（Interpolation）： 介绍如何从采样后的离散信号中恢复原始连续信号，并探讨不同的插值方法。 抗混叠滤波器的设计与应用： 讲解在采样前进行抗混叠滤波的重要性，并介绍不同类型的抗混叠滤波器。 第五章：数字滤波器设计基础 滤波器是信号处理中最基本也最重要的工具之一。本章将介绍数字滤波器的分类、设计原理和基本指标。 滤波器分类： 详细介绍无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，对比它们的优缺点和适用场景。 滤波器基本性能指标： 讲解通带、阻带、截止频率、阻带衰减、过渡带宽度等关键指标，以及它们在滤波器设计中的意义。 理想滤波器与实际滤波器： 分析理想滤波器的数学模型，并解释为何需要设计能够近似理想滤波器的实际滤波器。 滤波器设计的基本思路： 介绍几种典型的滤波器设计方法（如巴特沃斯、切比雪夫、艾略特等），但不会深入到具体的公式推导，而是侧重于原理的理解。 第二部分：信号处理的关键技术与应用 第六章：快速傅里叶变换（FFT）及其优化 FFT是实现DFT高效计算的关键算法。本章将详细解析FFT的原理和多种实现方式。 FFT算法原理： 深入讲解蝶形运算、分治策略等FFT的核心思想，并分析其在降低计算复杂度方面的巨大优势。 基-2 FFT算法： 重点介绍最常用的基-2 FFT算法，包括按时间抽取（DIT）和按频率抽取（DIF）两种实现方式。 FFT的应用： 探讨FFT在频谱分析、卷积计算、相关计算等方面的广泛应用。 FFT的硬件实现考虑： 简要介绍FFT算法在数字信号处理器（DSP）和FPGA等硬件平台上的实现优化。 第七章：数字滤波器设计进阶与实现 本章将在第五章的基础上，深入探讨数字滤波器的具体设计方法和实现细节。 FIR滤波器设计方法： 重点介绍窗函数法（矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法，并通过实例展示设计过程。 IIR滤波器设计方法： 介绍从模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫）到数字滤波器的转换方法，如脉冲响应不变法、双线性变换法。 滤波器系数的表示与计算： 讨论不同滤波器结构（直列型、并联型、级联型等）以及系数的量化对滤波器性能的影响。 实际应用中的滤波器选择： 结合具体场景，指导读者如何根据性能要求、计算资源等因素选择合适的滤波器类型和设计方法。 第八章：现代信号分析技术——小波变换 与傅里叶变换在时域和频域进行分析不同，小波变换能够提供时间和频率的局部化信息，在处理非平稳信号时具有独特优势。 小波变换的基本概念： 介绍母小波、尺度函数、小波函数等核心概念，以及时间-频率分辨率的折衷。 连续小波变换（CWT）与离散小波变换（DWT）： 讲解它们的原理和区别，以及DWT在数据压缩和降噪中的应用。 多分辨率分析（MRA）： 阐述MRA如何通过不同尺度的小波来分析信号的细节和趋势。 小波变换在图像处理、模式识别等领域的应用。 第九章：相关与卷积的深层联系 本章将进一步探讨相关和卷积在信号处理中的重要作用，以及它们之间的紧密联系。 自相关函数与互相关函数： 讲解它们在信号检测、系统辨识、噪声抑制等方面的应用。 相关与卷积的数学性质： 分析它们在频域和时域的性质，以及如何利用FFT加速相关和卷积的计算。 匹配滤波器： 介绍匹配滤波器作为一种最优滤波器，在信号检测和估计中的作用，并阐述其与互相关函数的联系。 第十章：随机信号处理与估计 现实世界中的许多信号并非确定性的，而是带有噪声的随机信号。本章将介绍处理这类信号的方法。 随机信号的统计特性： 均值、方差、概率密度函数等。 平稳随机过程： 宽平稳和窄平稳的定义，以及它们的统计特性。 谱估计： 介绍基于周期图法、Welch法等方法估计随机信号的功率谱。 卡尔曼滤波器（Kalman Filter）： 介绍卡尔曼滤波器作为一种最优线性估计器，在状态估计、目标跟踪等领域的广泛应用。 第三部分：信号处理的广泛应用与发展趋势 第十一章：通信系统中的信号处理 通信是信号处理最典型的应用领域之一。 调制与解调： 介绍模拟调制（AM, FM, PM）和数字调制（ASK, FSK, PSK, QAM）的基本原理，以及信号处理在其中的作用。 信道编码与解码： 讲解纠错码（如卷积码、LDPC码、Turbo码）如何通过信号处理技术提高通信系统的可靠性。 多用户通信与多输入多输出（MIMO）系统： 介绍OFDM、CDMA等技术，以及信号处理在频谱效率提升和抗干扰方面的应用。 信号处理在无线通信、卫星通信、光纤通信中的具体应用。 第十二章：图像与视频信号处理 本章将探讨信号处理技术在图像和视频领域的应用。 图像增强与复原： 介绍对比度增强、去噪、锐化等技术。 图像压缩： 讲解JPEG、MPEG等标准背后的信号处理原理，如离散余弦变换（DCT）。 图像分割与特征提取： 介绍边缘检测、目标识别等方法。 视频处理： 运动估计、光流法等。 第十三章：音频信号处理与语音技术 音频信号处理是另一大应用领域。 音频信号的采集、量化与编码： 介绍PCM、MP3等音频编码格式。 音频增强与降噪： 语音去噪、回声消除等。 语音识别与合成： 介绍其基本原理和信号处理的支撑技术。 音乐信息检索与分析。 第十四章：生物医学信号处理 生物医学信号是信号处理技术的重要应用领域。 心电图（ECG）、脑电图（EEG）、肌电图（EMG）等信号的分析与处理。 医学影像处理： CT、MRI、超声等影像的重建与增强。 生物信号检测与诊断。 第十五章：控制系统与信号处理 控制理论与信号处理紧密结合。 数字控制系统的设计与实现： PID控制器、状态空间方法等。 传感器信号处理与滤波。 系统辨识与模型建立。 自适应控制与预测控制。 第十六章：新兴领域与未来展望 本章将对信号处理的最新发展和未来趋势进行展望。 机器学习与深度学习在信号处理中的融合。 人工智能赋能的信号分析。 边缘计算与实时信号处理。 5G/6G通信、物联网、自动驾驶等前沿技术对信号处理的新需求。 信号处理在科学研究、工业自动化、智能制造等领域的深远影响。 本书力求理论与实践并重，通过清晰的逻辑结构、循序渐进的讲解方式，以及丰富多样的案例分析，帮助读者全面掌握信号处理的核心知识体系，并能够将其灵活应用于实际问题解决中。本书适合电子信息、通信工程、自动化、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事相关技术研究和开发的工程师。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习DSP技术，光有理论知识是不够的，更重要的是要培养一种解决问题的思维方式。我期望这本书能够在这方面给予我启发。它会不会提供一些通用的DSP问题分析框架，让我们能够系统地分析遇到的信号处理难题，并找到合适的解决方案？我希望它能引导我们从问题的本质出发，选择最合适的算法和技术，而不是生搬硬套。此外，我个人对DSP在嵌入式系统中的应用也颇感兴趣，很多智能硬件的核心都离不开DSP。这本书如果能在这方面有所涉及，比如介绍DSP在ARM、FPGA等平台上的开发流程和注意事项，那就太棒了。它能否教会我们如何在有限的资源下，优化算法，提高系统的效率？

评分☆☆☆☆☆

从这本书的标题来看，它应该是面向高等院校的教材，这意味着它在内容的深度和广度上应该都有一定的要求。我猜想，它不仅仅是停留在基础的理论和应用层面，可能还会触及一些更深入的DSP理论，比如自适应滤波、谱估计、或者是一些现代的信号处理技术，比如小波变换等。我特别希望它能够清晰地解释这些高级概念背后的数学原理，并且给出相应的应用场景，让我们明白这些技术是如何解决更复杂的问题的。同时，作为一本“特色教材”，我好奇它究竟有哪些独特的教学设计或者内容侧重点，是区别于其他同类书籍的？它会不会提供一些案例研究，展示DSP技术在推动科技进步和产业发展中的关键作用，从而激发我们的学习兴趣和科研热情？

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，一股浓浓的学术风扑面而来，让人感觉它承载着扎实的理论基础和前沿的技术理念。封面的排版和字体选择都显得相当专业，一看就是为电子信息和电气工程领域的学子们量身打造的。我个人一直对信号处理这块领域很感兴趣，总觉得这是现代科技背后不可或缺的“大脑”，能够将纷繁复杂的数据转化为有用的信息，驱动着各种智能设备的运行。这本书的副标题“高等院校电子信息与电气学科特色教材”更是让我对其内容充满了期待，想知道它究竟是如何将DSP的精髓与实际应用巧妙地结合在一起，为读者提供一条清晰的学习路径。我尤其希望它能涵盖一些当下热门的应用场景，比如智能语音助手、图像识别、甚至是未来可能广泛应用的自动驾驶领域，能够从中窥见DSP技术在其中的关键作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“应用实践”几个字，确实戳中了我的痛点。理论再怎么好，最终还是要落地到实际应用中去。我希望这本书不是那种只讲理论、不讲实践的“空中楼阁”，而是能真正教会我们如何运用DSP技术解决实际问题。比如，书中是否会提供一些基于真实数据的案例分析，让我们了解在通信、音频、图像等不同领域，DSP是如何发挥作用的？我尤其希望它能包含一些具体的编程实践环节，比如使用MATLAB、Python或者特定的DSP开发板进行仿真和实验，这样我才能真正上手，将学到的知识转化为解决工程问题的能力。如果书中还能介绍一些典型的DSP算法在实际系统中的实现细节，比如实时性要求、资源限制等方面的考量，那将是对我最大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书之后，我翻阅了一下目录，发现它对DSP技术的介绍似乎是从基础概念讲起，循序渐进地深入到各个核心模块。我猜想，它应该会从离散信号和系统的基本理论入手，然后逐步介绍傅里叶变换、Z变换等核心数学工具，这些都是理解DSP原理的基石。我非常期待它能详细讲解采样定理、量化误差等关键概念，因为这些直接关系到信号处理的精度和效率。另外，我个人对于数字滤波器的设计和实现特别感兴趣，比如FIR和IIR滤波器，希望这本书能提供清晰的原理讲解、设计方法和实际的实现代码示例，这样我才能更好地理解它们在抑制噪声、提取有用信息方面的作用。如果书中还能涉及一些DSP处理器架构的介绍，那就更好了，能帮助我们理解硬件是如何支撑这些算法的。