DSP原理与实例应用(新世纪高职高专实用规划教材——机电系列) 王玮,万隆,吕兵,薛蕊,杨 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王玮，万隆，吕兵，薛蕊，杨晓磊 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302255055

商品编码：29372736989

包装：平装

出版时间：2011-06-01

基本信息

书名：DSP原理与实例应用(新世纪高职高专实用规划教材——机电系列)

定价：35.00元

作者：王玮,万隆,吕兵,薛蕊,杨晓磊

出版社：清华大学出版社

出版日期：2011-06-01

ISBN：9787302255055

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.699kg

编辑推荐

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内容提要

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本书在介绍DSP基本概念的基础上，以TI公司的TMS320C28x系列DSP为模型，介绍了其硬件结构、中断系统、存储器组织及片内外设的基本原理及应用；同时介绍了DSP的开发环境及程序设计基础。本书注重实践，从典型案例出发，深入浅出地介绍了DSP的基本原理及应用，同时根据实际案例引出相关知识点并进行了知识总结，使读者对DSP应用技术更容易理解。
本书适合DSP初学者阅读；可作为电子、通信、计算机、自动控制和电力电子技术等专业的高年级本、专科生的DSP课程教材；也可作为DSP开发培训机构的培训教材；还可作为DSP技术研究和开发人员的参考用书。

目录

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章　DSP基础
1.1 DSP相关的几个概念
1.1.1　认识DSP
1.1.2　实时DSP系统
1.2　DSP芯片概述
1.2.1　DSP芯片的发展
1.2.2 DSP芯片的分类
1.2.3 DSP芯片的特点
1.2.4 DSP芯片的选择
1.2.5 TI的DSP芯片
1.2.6 DSP芯片的应用
1.3　数字运算基础
1.3.1 DSP中数的表示
1.3.2 DSP数的定标
1.3.3　浮点运算的定点DSP实现
习题
第2章　DSP的结构及原理
2.1 TMS320C28x处理器的主要特点
2.1.1 C28x的主要特点
2.1.2　引脚分布及引脚功能
2.2 CPU和总线
2.2.1 中央处理单元CPU
2.2.2　地址和数据总线
2.3　C28x的时钟和系统控制
2.3.1　案例介绍及知识要点
2.3.2　知识总结——时钟和系统控制概述
2.3.3　知识总结——时钟模块的寄存器
2.3.4　知识总结——锁相环PLL模块
2.4　看门狗模块
2.4.1　案例介绍及知识要点
2.4.2　看门狗模块功能结构
2.4.3　看门狗模块的寄存器
习题
第3章　DSP的软件开发环境
3.1　开发流程和开发工具
3.1.1　软件开发流程
3.1.2　软件开发工具
3.2　集成开发环境CCS
3.2.1 CCS集成开发环境概述
3.2.2 CCS环境配置
3.3 CCS基本操作
3.3.1　案例介绍及知识要点
3.3.2　知识总结——CCS调试界面及工程管理
　　3.3.3　知识总结——工程的构建
3.3.4　知识总结——工程的调试
3.3.5　知识总结——探针和图形显示
习题
第4章　DSP程序设计基础
4.1　认识公共目标文件
4.1.1　案例介绍及知识要点
4.1.2 知识总结一汇编器对段的处理
4.1.3　知识总结——链接器对段的处理
4.2　链接命令文件
4.2.1　案例介绍及知识要点
　……
第5章　DSP的中断
第6章　DSP的存储系统
第7章　定时器
第8章　串行通信接口SCI
第9章　A/D转换
0章　事件管理器
1章　通用输入/输出
附录A　考试指导
附录B　引脚信号说明和实例文件
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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数字信号处理：核心理论与实践探索 数字信号处理（DSP）作为一门涉及信息科学、电子工程、计算机科学等多个领域的交叉学科，在现代科技发展中扮演着举足轻重的角色。从我们日常使用的手机通信、音频视频播放，到尖端的医疗影像诊断、雷达探测系统，再到工业自动化控制、科学数据分析，DSP技术无处不在，深刻地影响着我们的生活和工作。本书旨在深入浅出地剖析DSP的核心理论，并通过丰富的实例应用，为读者构建起坚实的理论基础与实践能力。 第一部分：DSP的基础理论 要理解DSP的强大能力，首先需要掌握其最基本的概念和原理。 信号与系统的基本概念： 我们将从信号的定义及其分类（如模拟信号与数字信号，连续时间信号与离散时间信号）入手，详细阐述信号的特性，如周期性、奇偶性、能量与功率等。同时，系统作为处理信号的实体，也将被详细介绍，包括系统的定义、分类（如线性时不变系统、因果系统、稳定系统等）以及系统特性的判定方法。理解信号和系统之间的相互作用，是掌握DSP一切技术的前提。 离散时间信号的表示与分析： 将重点介绍离散时间信号的数学表示形式，包括单位冲激序列、单位阶跃序列等基本序列。在此基础上，我们将引入差分方程，这是描述离散时间线性时不变系统的核心数学工具。通过分析差分方程的解，我们可以揭示系统的时域响应特性，如瞬态响应和稳态响应。 傅里叶变换及其在DSP中的应用： 傅里叶变换是DSP领域最重要的数学工具之一。我们将详细介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）以及快速傅里叶变换（FFT）。DTFT能够将离散时间信号分解为其频谱成分，揭示信号的频率域特性。DFT作为DTFT的有限长度版本，是计算机实现傅里叶分析的基础。而FFT作为一种高效计算DFT的算法，极大地降低了计算复杂度，使得许多复杂的信号处理任务在实际应用中成为可能。我们将探讨傅里叶变换在信号频谱分析、滤波设计以及系统频率响应分析等方面的关键作用。 Z变换及其在系统分析中的应用： Z变换是分析和处理离散时间系统，特别是线性时不变系统的一种强大的数学工具，它在一定程度上可以类比于连续时间系统中的拉普拉斯变换。我们将深入讲解Z变换的定义、性质，以及其与差分方程和系统函数之间的紧密联系。系统函数是Z域中描述线性时不变系统特性的关键，通过分析系统函数的极点和零点，我们可以直观地了解系统的稳定性、频率响应特性以及瞬态响应行为。Z变换在系统稳定性判别、零极点分析以及逆Z变换求取系统时域响应等方面具有不可替代的作用。 卷积： 卷积是描述线性时不变系统输出与输入之间关系的数学运算。我们将详细介绍卷积的定义、性质，以及其在时域和频域的计算方法。理解卷积，就理解了LTI系统如何“记忆”和“塑造”输入信号。 第二部分：DSP的关键技术与算法 在掌握了基础理论后，我们将聚焦于DSP的核心技术和关键算法。 数字滤波： 数字滤波是DSP中最基本也最重要的应用之一，其核心目的是从信号中提取有用信息，去除噪声干扰，或者改变信号的某些特性。我们将详细介绍两种主要的数字滤波器类型： 无限冲激响应（IIR）滤波器： IIR滤波器利用反馈机制，能够用较少的阶数实现陡峭的频率选择性，具有计算量小、硬件资源占用少的优点。我们将介绍几种经典的IIR滤波器设计方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器，并详细讲解其设计步骤和性能特点。 有限冲激响应（FIR）滤波器： FIR滤波器仅使用前馈机制，其冲激响应是有限的，因此具有绝对稳定的优点，并且易于设计实现线性相位响应，这在一些对信号相位失真敏感的应用中尤为重要。我们将介绍几种经典的FIR滤波器设计方法，如窗函数法（Hamming, Hanning, Blackman等）和频率采样法，并分析不同窗函数对滤波器性能的影响。 采样与重建： 数字信号处理的前提是将连续时间信号转换为离散时间信号，这个过程称为采样。我们将详细讲解奈奎斯特-香农采样定理，这是保证信号能够被无失真地采样和重建的理论基础。采样定理指出，采样频率必须大于信号最高频率的两倍。在此基础上，我们将讨论过采样、欠采样等采样策略，以及在采样过程中可能出现的混叠（Aliasing）现象及其解决方法。信号重建则是将离散时间信号恢复为连续时间信号的过程，我们将介绍常用的插值算法，如线性插值、多项式插值等，以及理想的插值滤波器。 傅里叶变换算法（FFT）： 如前所述，FFT是一种高效计算DFT的算法。我们将深入探讨FFT的原理，特别是其“分治法”（Divide and Conquer）思想，介绍蝶形运算（Butterfly Operation）的概念，并分析其在降低计算量方面的显著优势。理解FFT的实现方式，对于高效处理大规模信号数据至关重要。 功率谱估计： 功率谱描述了信号的功率在频率上的分布，是分析信号频率成分的重要手段。我们将介绍几种常用的功率谱估计方法，包括参数法（如AR模型、ARMA模型）和非参数法（如周期图法、Welch法）。每种方法都有其适用的场景和优缺点，我们将结合实例进行阐述。 第三部分：DSP的实际应用与案例分析 理论与实践相结合才能真正掌握DSP技术。本部分将通过一系列具有代表性的实例，展示DSP在各个领域的强大应用。 音频信号处理： 音频降噪： 介绍如何利用数字滤波器去除音频中的背景噪声，提高语音的清晰度，应用于手机通话、录音设备等。 音频压缩： 讲解MP3、AAC等音频压缩算法的原理，重点是如何利用人耳的听觉特性（掩蔽效应）去除人耳听不到或不敏感的音频成分，实现数据量的减小。 语音识别： 概述语音识别的基本流程，包括预处理、特征提取（如MFCC）、模型训练和匹配，展示DSP在构建智能语音交互系统中的作用。 回声消除： 分析回声产生的原因，介绍基于滤波算法的回声消除技术，应用于电话会议、免提通话等场景。 图像与视频处理： 图像滤波： 介绍二维数字滤波器在图像处理中的应用，如平滑滤波（高斯滤波、均值滤波）去除噪声，锐化滤波（Sobel、Laplacian算子）增强图像边缘，以及中值滤波处理椒盐噪声。 图像压缩： 讲解JPEG、MPEG等图像视频压缩标准的原理，特别是离散余弦变换（DCT）在其中的作用，以及如何利用人眼对亮度比对色度更敏感的特性进行色度子采样。 边缘检测： 介绍如何利用梯度算子（如Sobel、Canny算子）检测图像中的边缘，用于目标识别、图像分割等。 通信系统： 调制解调： 介绍数字调制技术（如ASK, PSK, QAM）如何将数字信息映射到模拟载波上进行传输，以及相应的解调过程。 信道编码与解码： 讲解纠错码（如汉明码、卷积码）如何增加数据冗余以抵抗信道噪声干扰，提高通信的可靠性。 OFDM技术： 详细介绍正交频分复用（OFDM）技术，这是现代无线通信（如4G、5G）的关键技术，能够有效地克服多径效应，提高频谱利用率。 其他应用领域： 生物医学信号处理： 如心电图（ECG）、脑电图（EEG）信号的分析与处理，用于疾病诊断和监测。 雷达与声纳系统： 介绍DSP在目标检测、距离测量、速度估计等方面的应用。 仪器仪表与自动控制： DSP在传感器数据采集、信号滤波、反馈控制等方面的作用。 本书特色： 本书在内容安排上，力求理论的严谨性与应用的贴切性相结合。在每个理论章节之后，都紧密地连接相关的实例分析，帮助读者将抽象的数学概念转化为具体的工程问题和解决方案。我们不仅会介绍算法的原理，还会探讨其在实际应用中的性能权衡和优化策略。此外，本书还将注重培养读者的实际动手能力，鼓励读者通过编程实践（如使用MATLAB/Simulink等工具）来验证理论，加深理解。 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解数字信号处理的基本原理和核心概念。 掌握数字滤波、采样、Z变换等关键DSP算法的设计与实现。 熟悉傅里叶变换及其在信号分析中的应用。 了解DSP在音频、图像、通信等多个领域的实际应用。 具备运用DSP技术分析和解决工程问题的初步能力。 无论您是电子工程、通信工程、计算机科学等相关专业的学生，还是在相关领域工作的工程师，本书都将是您学习和掌握数字信号处理技术的重要参考。愿您在DSP的精彩世界里，探索无限可能，成就卓越。

评分☆☆☆☆☆

从高职高专教育的定位来看，这本书的难度设置似乎偏向于较高的层次。它涵盖的知识面很广，从基础的离散时间系统到高级的自适应滤波，内容都比较深入。这对于基础扎实的学生固然是好事，但对于刚刚接触信号处理，或者数学基础相对薄弱的学生群体来说，可能会感到压力山大。我曾听其他同学抱怨，在学习到多相结构和格子滤波器时，感觉完全跟不上作者的思路，需要花费大量时间去预习前置的复数分析和线性代数知识点。因此，我建议在教材的“前言”或“导读”部分，可以明确给出学习该书所需的前置知识清单，并对每一个知识点进行一个难度分级，帮助学生合理规划学习路径。同时，增加一些更贴近日常工业场景的“软知识”介绍，比如项目管理、调试技巧、参数选择的工程经验法则等，这些“软技能”对于未来的职业发展同样重要，能让这本教材的实用性更加全面和立体。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，我必须指出这本书的行文风格，它显得非常“学术化”，这一点在某些需要轻松阅读的章节显得有些吃力。作者们似乎在努力确保每一个术语和定义都符合最严谨的规范，这保证了内容的准确性，但也牺牲了一定的可读性。当我试图快速浏览某个不熟悉的章节以建立整体概念时，常常会被一些冗长的定义或复杂的背景介绍所拖慢脚步。例如，在介绍快速傅里叶变换（FFT）算法时，对于时间复杂度优化的描述，如果能用更简洁的对比图示来呈现，而不是仅仅依赖文字描述其旋转因子和蝶形运算的效率差异，相信对初学者会友好得多。坦白说，我更喜欢那种带有作者个人见解和经验分享的段落，能让人感受到编著者在实际工作中遇到的挑战和解决方案，而不是纯粹的知识搬运。这本书更像是一本参考手册的精简版，需要读者带着明确的目标去查找和学习，不太适合那种想沉浸式阅读以培养兴趣的读者。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本教材后，最让我感到惊喜的是它对“实例应用”的强调，这对于我们这种动手能力要求很高的专业来说至关重要。很多理论书籍往往把公式推导得天花乱坠，但到了实际操作时，却不知道如何将那些傅里叶变换、Z变换应用到具体的数字滤波器设计中去。这本书在这方面做得比较到位，它似乎花了相当大的篇幅去介绍如何使用特定的硬件平台或软件工具链来实现这些算法。我特别关注了其中关于音频信号处理的那几个章节，它不仅讲解了采样率、量化误差的理论依据，还给出了如何搭建一个简单的实时滤波系统的步骤说明。虽然细节上的代码注释有时显得不够详尽，偶尔会让我停下来对照着手册去查阅一些基础命令，但这反而迫使我去深入理解每一行代码背后的DSP指令集。这种“带着镣铐跳舞”的学习过程，虽然偶尔会有些挫败感，但一旦成功运行出结果，那种成就感是其他纯理论书籍无法比拟的。我个人建议，如果能增加一些主流DSP芯片（如TI或ADI系列）的寄存器级编程示例，那将是锦上添花，让这本书的实用性再提升一个台阶。

评分☆☆☆☆☆

教材的配套资源方面，我了解到的信息略显不足，这也是我体验中感到遗憾的一点。一本优秀的工程类教材，其价值往往不只体现在纸质内容上，更体现在其配套的实验环境和课后习题的质量。我期望这本书能提供一个结构化的实验指导手册，最好是能提供所有示例代码的源代码包，方便读者直接下载、编译和调试。如果只是提供习题列表而不提供详细的解答思路或者验证环境，对于自学人员来说，很容易在遇到难题时就卡住，最终不了了之。此外，考虑到DSP技术更新迭代的速度很快，教材中涉及的软件工具版本如果能保持与时俱进，或者至少在附录中注明所使用的工具链版本，会大大减少读者在配置环境时遇到的兼容性问题。从目前来看，它更侧重于理论和经典算法的讲解，对于如何将这些知识“落地”到最新的工程实践中，这方面的指引稍显不足，需要读者自行去探索和整合外部资源。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，坦率地说，有点过于朴素了，初次在书店翻到时，并没有立刻抓住我的眼球。我原本是冲着“新世纪高职高专实用规划教材”这个标签来的，希望能找到一本能让我快速上手、将理论与实践紧密结合的教材。翻开内页，布局和字体选择倒是中规中矩，符合标准的教材排版风格，但缺乏一些现代感的设计元素，比如彩色的流程图或者对比鲜明的案例展示区域。我个人更偏爱那种能通过视觉引导来强化知识点的书籍，毕竟对于数字信号处理（DSP）这种抽象概念，直观的图示比大段文字来得更有力。不过，内容详实度确实值得称赞，章节之间的逻辑推进还算顺畅，对于初学者来说，它提供的知识体系框架是完整的，只是在某些关键的数学推导部分，可能需要读者具备一定的预备知识，否则会感觉有些跳跃。我希望它在后续的版本中，能更多地融入一些互动性的学习元素，比如二维码链接到配套的仿真软件操作指南，那会大大提升其实用价值。总而言之，它更像是一位踏实肯干的老教师，知识扎实，但讲课方式略显传统，需要我们自己去挖掘其中的宝藏。