DSP控制器原理及应用(高等院校电子信息与电气学科特色教材) 9787302185741 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张小鸣 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302185741

商品编码：29424881345

包装：平装

出版时间：2009-02-01

基本信息

书名：DSP控制器原理及应用(高等院校电子信息与电气学科特色教材)

定价：53.00元

作者：张小鸣

出版社：清华大学出版社

出版日期：2009-02-01

ISBN：9787302185741

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.840kg

编辑推荐

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内容提要

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本文以TI（Texas Instruments，美国德州仪器公司）生产的TMS320C2000 的系列DSP芯片为主线、TMS320LF2407A芯片为例，全面介绍了TI2000系列DSP的硬件结构、接口技术、数值运算基础、指令系统、程序结构与设计方法、CC(Code Composer，代码生成器)集成开发环境、C编译器、DSP汇编语言与C语言混合编程规则、常用C语言函数库、典型数字信号处理算法——快速傅里叶换FFT、FIR数字滤波器、IIR数字滤波器的DSP实现方法等。详细介绍了TMS320C2xx及TMS320LF2407A芯片的CPU结构、TMS320LF2407A的中断系统、事件管理、ADC、SCI、SPI、CAN、通用I/O器、WD、PLL等丰富DSP集成外设模块的软硬件资源与编程方法，对选用DSP开发流程、结构合理、重点突出、内容翔实、通俗易懂，工程应用实例丰富。前10章附有习题与思考题，有助于教学与自学。
全书共分12章，章节安排符合DSP 开发流程、结构合理、重点突出、内容翔实、通俗易懂，工程应用实例丰富。前10章附有习题与思考题，有助于教学与自学。
本文可作为普通高等院校自动化、通信工程、电子信息、计算机应用等专业本科或专科学生的“DSP控制器原理及应用”课程教材，也可供大科技人员与研究生自学参考。

目录

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第1章 DSP 概述
　1.1 DSP 概述
　　1.1.1 DSP 的两种含义
　　1.1.2 DSP 芯片组成的数字信号处理系统结构
　1.2 DSP 芯片的主要应用领域
　1.3 DSP 芯片的主要应用领域
　1.4 DSP 芯片的分类
　　1.4.1 按数据格式分类
　　1.4.2 按用途分类
　1.5 DSP 芯片的主要特点
　　1.5.1 高集成度
　　1.5.2 低功耗
　　1.5.3 高速度
　　1.5.4 开发工具更加完善
　1.6 DSP 芯片与单片机的关系
　　1.6.1 DSP 与 MCU
　　1.6.2 冯·诺伊曼结构与哈佛结构
　　1.6.3 CISC 与　RISC
　　1.6.4 DSP 与单片机融合技术
　　1.6.5 DSP 与 FPGA 融合技术
　　1.6.6 JTAG 仿真接口
　1.7 数值运算基础
　　1.7.1 二进制补码的定义
　　1.7.2 二进制补码运算规则
　　1.7.3 二进制补码运算溢出问题
　　1.7.4 小数点定标与 Q 表示法
　　1.7.5 二进制补码的真值
　　1.7.6 二进制浮点数表示法
　　1.7.7 二进制定点数位长扩展与符号扩展
　　1.7.8 十进制定点数与十进制实数的转换公式
　　1.7.9 16 位十进制定点数与 C 语言 int 型变量之间的转换
　习题与思考题
第2章 CPU 结构和存储器配置
　2.1 TMS320LF2407A DSP 结构
　　2.1.1 TMS320LF2407A 结构
　　2.1.2 TMS320LF2407A 引脚图
　　2.1.3 TMS320LF2407A 引脚功能
　2.2 TMS320LF2407A 总线结构框图
　　2.2.1 哈佛总线框图
　　2.2.2 多存储器存取与双存取 RAM
　2.3 TMS320LF2407A 内部结构
　　2.3.1 TMS320LF2407A CPU 功能模块结构
　　2.3.2 C2xx DSP 内核结构图
　　2.3.3 中央算术逻辑单元 CALU 及累加器 ACC
　　2.3.4 输入定标移位器
　　2.3.5 输出定标移位器
　　2.3.6 乘法器
　　2.3.7 辅助寄存器算术单元 ARAU 与当前 AR
　　2.3.8 状态寄存器 STO 和 ST1
　2.4 TMS320LF2407A 存储与 I/O 空间
　　2.4.1 存储器映射图
　　2.4.2 数据存储器与外设寄存器映射图
　　2.4.3 I/O 空间
　　2.4.4 外部程序存储器扩展技术
　　2.4.5 数据存储器扩展技术
　　2.4.6 I/O 空间扩展技术
　2.5 程序地址控制
　　2.5.1 程序地址生成器
　　2.5.2 硬堆栈与微堆栈
　习题与思考题
第3章 寻址方式与指令系统
　3.1 寻址方式
　　3.1.1 立即寻址方式
　　3.1.2 直接寻址方式
　　3.1.3 间接寻址方式
　3.2 指令系统
　　3.2.1 指令集分类与列表
　　3.2.2 汇编指令详解
　　3.2.3 汇编指令语法
　……
第4章 DSP 程序结构与设计方法
第5章 初始化配置与中断系统
第6章 通用数字输入引脚
第7章 事件管理器
第8章 ADC、SCI、SPI 外设模块
第9章 CAN 控制器
第10章 数字信号处理算法的 DSP 实现
第11章 DSP 在高爆开关微机保护系统中的应用
第12章 TMS320LF240xA 引导 ROM 程序——协议与接口
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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精通数字信号处理核心：从原理到实践的深度探索 数字信号处理（DSP）作为现代电子信息技术的核心驱动力之一，其重要性不言而喻。从我们日常使用的智能手机、高清电视，到通信基站、医疗影像设备，乃至航空航天领域的尖端技术，无不渗透着DSP的身影。掌握DSP的原理和应用，对于电子信息与电气工程领域的专业人才而言，是构建扎实理论基础、开展前沿技术研究、解决复杂工程问题的关键。 本书，一本旨在为高等院校电子信息与电气学科量身打造的特色教材，致力于为读者提供一个全面、深入且高度实用的DSP知识体系。它不仅仅是一本理论的罗列，更是一座连接理论与实践的桥梁，旨在培养读者具备分析、设计和实现数字信号处理系统的能力。本书的编写，严格遵循了教育规律与学科发展趋势，以严谨的学术态度，将抽象的数学概念与具体的工程应用有机结合，确保读者在理解原理的同时，能够迅速掌握其应用技巧。 体系化的知识结构：构建坚实的理论基石 本书的核心内容，围绕着数字信号处理的几个关键支柱展开，层层递进，由浅入深。 首先，离散时间信号与系统是DSP的基石。读者将从最基本的离散时间信号的表示、分类（如单位冲激信号、单位阶跃信号）开始，深入理解卷积、差分方程等核心概念，以及线性时不变（LTI）系统的基本性质。这里，本书将借助直观的图示和清晰的数学推导，帮助读者建立对信号和系统行为的深刻认识。傅里叶变换作为分析离散时间信号频谱特性的强大工具，也将被详细阐述，包括其在离散时间信号和系统的应用，如频率响应、相位响应等，为后续的内容奠定基础。 随后，Z变换作为时域到复频域的桥梁，是分析和设计数字滤波器不可或缺的工具。本书将系统介绍Z变换的定义、性质，特别是其与傅里叶变换的关系，以及逆Z变换的求解方法。通过Z变换，读者将能够清晰地理解数字系统稳定性、因果性等关键概念，并通过解析系统函数来分析系统的特性。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）是DSP在计算领域的核心。本书将详尽介绍DFT的定义、性质，并重点阐述FFT算法，包括其基本原理、复杂度分析以及各种高效实现方法。读者将学会如何利用FFT进行频谱分析，理解其在信号采样、数据压缩、调制解调等众多应用中的重要作用。 数字滤波器设计是DSP应用中的重头戏。本书将系统介绍数字滤波器的分类（如FIR滤波器和IIR滤波器），深入讲解各自的设计原理、方法和优缺点。对于FIR滤波器，将重点介绍窗函数法、频率采样法、最优逼近法（如Parks-McClellan算法）等；对于IIR滤波器，则会涉及脉冲响应不变法、双线性变换法等经典设计方法。本书强调的不仅是理论推导，更注重设计参数的选择、性能评估以及实际应用中的注意事项，帮助读者掌握根据具体需求设计出满足性能指标的滤波器。 离散傅里叶级数（DFS）和离散傅里叶变换（DFT）：这是理解信号频谱特性的关键。本书将深入讲解DFS的定义、性质，以及如何通过DFS来分析周期性离散信号的频谱。在此基础上，本书将详细介绍DFT的定义、性质，包括线性性质、时移性质、频移性质、卷积性质等，并通过详实的例子展示DFT在信号分析中的应用。特别地，对于DFT的计算，本书将重点阐述快速傅里叶变换（FFT）算法，包括其基本原理、各种算法（如DIT-FFT、DIF-FFT）以及其在工程实践中的高效实现。读者将学习到如何利用FFT快速准确地获取信号的频谱信息，从而深入理解信号的内在规律。 多速率数字信号处理是DSP领域一个日益重要的分支。本书将介绍多速率信号处理的基本概念，如抽取（Downsampling）和插值（Upsampling），以及它们的数学原理和应用。读者将学习到如何通过多速率技术实现信号的压缩、提高处理效率，以及在软件无线电、数字音频等领域中的应用。 随机信号处理是DSP在实际应用中不可避免的挑战。本书将介绍随机信号的基本概念，如均值、方差、自相关函数、功率谱密度等。在此基础上，本书将深入探讨维纳滤波、卡尔曼滤波等经典滤波理论，以及它们在信号增强、噪声抑制、状态估计等方面的应用。读者将学会如何处理含有噪声的信号，并从中提取有用的信息。 DSP处理器与软件实现：理论的掌握最终需要转化为实际的工程实现。本书将简要介绍DSP芯片的结构和特点，以及常用的DSP开发工具和软件环境。虽然本书并非专门的硬件设计书籍，但会为读者提供一个初步的认识，并引导读者了解如何将DSP算法有效地映射到硬件平台上。此外，本书还将介绍如何利用高级编程语言（如C/C++）和专门的DSP库函数来实现各种DSP算法，强调算法的效率和优化。 广泛而深入的应用实例：本书的特色之一在于其丰富的应用实例。这些实例并非简单的理论复述，而是紧密结合了电子信息与电气工程的各个专业方向，展现了DSP在实际工程中的强大威力。 通信系统：从基带信号的生成与处理，到调制解调技术的实现，再到信道编码与解码，本书将通过具体的通信场景，演示DSP在现代通信网络中的核心作用，包括OFDM、CDMA等关键技术。 图像与视频处理：读者将学习到DSP在图像增强、边缘检测、特征提取、图像压缩（如JPEG、MPEG）等方面的应用。通过这些实例，读者将理解DSP如何实现对视觉信息的有效提取和压缩。 音频处理：本书将深入探讨DSP在音频信号采集、编码、解码、效果处理（如混响、均衡）、语音识别等方面的应用。读者将了解到DSP如何塑造我们听到的声音。 生物医学工程：从心电图（ECG）、脑电图（EEG）信号的采集与分析，到医学影像（如MRI、CT）的重建与处理，本书将展示DSP在生命科学领域的重要贡献。 控制系统：DSP在数字控制系统中的应用，如数字PID控制器、状态空间控制器等的实现，也将得到详细的介绍。 雷达与声纳系统：本书将简要介绍DSP在目标探测、跟踪、信号压缩等方面的应用。 面向读者与学习体验 本书的读者对象主要为高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、电气工程等相关专业的本科生和研究生。同时，对于从事相关工程技术工作的工程师，本书也是一本极具价值的参考书，能够帮助他们深化理论理解，掌握前沿技术。 本书的编写风格力求清晰、准确、易于理解。每一个数学公式都附有详尽的解释，每一个算法都配有步骤化的流程图或伪代码。大量的图表和实例，将抽象的概念具象化，帮助读者更好地掌握和记忆。本书的章节安排紧凑而逻辑清晰，每一章都包含丰富的例题和习题，便于读者巩固所学知识。 总结 本书旨在为读者构建一个全面、系统、深入的DSP知识体系。通过对离散时间信号与系统、Z变换、DFT/FFT、数字滤波器设计、多速率信号处理、随机信号处理等核心概念的深刻阐述，以及对通信、图像、音频、生物医学、控制等众多领域的广泛应用案例的详细剖析，本书将带领读者踏上一段精通数字信号处理原理与应用的探索之旅。我们相信，通过对本书的学习，读者将能够牢固掌握DSP的核心技术，为未来的学习和职业生涯打下坚实的基础，并在快速发展的电子信息与电气工程领域中，展现出卓越的创新能力和解决问题的实力。

评分☆☆☆☆☆

这本书封面设计简洁大气，书脊上的字体清晰，装帧也显得相当扎实，一看就是经过精心打磨的学术著作。拿到手后，我首先翻阅了目录，对其中包含的章节安排有了初步的了解。从目录来看，这本书的体系结构相当完整，涵盖了DSP（数字信号处理）理论的方方面面，从最基础的信号与系统概念，到详细介绍各种DSP算法，再到具体的硬件实现和应用案例，几乎做到了面面俱到。特别吸引我的是，书中还专门开辟了章节来讲解DSP系统设计中的实际问题，比如实时性、功耗优化、以及与其他系统的接口问题，这对于想要将理论知识转化为实际工程应用的读者来说，无疑是极具价值的。另外，书名中的“高等院校电子信息与电气学科特色教材”也预示着其内容的深度和专业性，我期待它能帮助我系统地梳理和深化DSP领域的知识体系，为我的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计非常人性化，大量的公式和图表都得到了很好的呈现，使得复杂的理论知识易于理解和消化。我在这本书中找到了许多关于DSP技术在通信、音频、图像处理等领域应用的详实案例，这些案例不仅生动有趣，而且贴合实际工程需求。作者在介绍这些应用时，并没有仅仅停留在概念层面，而是深入剖析了DSP技术在其中的具体作用和实现方式，这让我对DSP技术的实际应用有了更清晰的认识。此外，书中还涉及到了一些DSP开发工具和软件的使用介绍，这对于初学者来说是非常有帮助的，能够帮助他们更快地上手实际的DSP项目开发。总的来说，这本书在理论与实践之间取得了很好的平衡，是一本非常有价值的学习和参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格严谨且逻辑清晰，虽然是面向高等院校的教材，但叙述方式并非枯燥乏味，而是力求深入浅出。作者在讲解复杂的数学公式和算法时，往往会辅以直观的图示和生动的比喻，这极大地降低了理解难度。我尤其欣赏书中在介绍每一种DSP算法时，都会先阐述其基本原理，然后给出详细的推导过程，最后再通过具体的实例来验证算法的有效性。这种由浅入深、循序渐进的学习路径，让我在阅读过程中能够逐步建立起对DSP技术的理解，而不是被一堆抽象的概念所困扰。此外，书中对不同DSP芯片架构的比较分析也很有特色，它不仅介绍了主流的DSP处理器，还分析了它们各自的优缺点和适用场景，这对于读者在实际项目中选择合适的硬件平台具有重要的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版信息透露出它是一本经过精心策划和审校的教材。它不仅关注理论知识的传授，更注重培养读者的工程实践能力。书中包含大量的例题和习题，这些题目涵盖了从基础概念到高级应用的各个层面，能够有效地检验读者的学习成果，并帮助读者巩固所学知识。我特别喜欢书中提供的那些“应用挑战”或“思考题”，它们往往能引导读者跳出书本的束缚，从更宏观的角度去思考DSP技术的潜力，以及它在不同行业中的实际应用。这本书的结构安排也很有匠心，章节之间的过渡自然流畅，每一章的学习都为下一章的内容奠定基础，形成了一个完整的知识链条。阅读这本书的过程，仿佛是在与一位经验丰富的工程师进行对话，他不仅传授知识，更分享经验，指引方向。

评分☆☆☆☆☆

从书的装帧质量和纸张选用来看，这绝对是一本值得珍藏的学术参考书。内页印刷清晰，图表信息准确无误，即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。内容方面，这本书的理论深度和广度都令人印象深刻。它不仅覆盖了DSP领域的核心概念，如傅里叶变换、Z变换、滤波器设计等，还对一些前沿的DSP技术进行了介绍，例如自适应滤波、谱估计等。书中在讲解这些高级概念时，逻辑严密，论证充分，没有丝毫的含糊不清。我尤其欣赏书中对数学公式的严谨处理，以及对各种算法的性能分析。这本教材的出版，无疑为电子信息与电气学科的学生和研究人员提供了一个高质量的学习资源，它能够帮助读者系统地掌握DSP的核心理论，并为进一步的深入研究和工程实践打下坚实的基础。