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許立群周玉坤修麗梅 著

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齣版社： 北京航空航天

ISBN：9787512416758

商品編碼：29432147389

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2015-03-01

頁數：516

字數：703000

商品參數

書名：北航 DSP技術與應用

定價：69.00

齣版社：北京航空航天大學齣版社

版次：第1版第1次印刷

齣版時間：2015年03月

開本：16開

作者：許立群 周玉坤 修麗梅

裝幀：平裝

頁數：516

字數：703000

ISBN編碼：9787512416758

內容介紹

本書介紹瞭數字信號處理器的基本概念、基本結構和特性，詳細介紹瞭TMS320C5000 DSP的匯編語言指令格式、尋址方式、匯編語言編程、匯編語言與C語言混閤編程。以TMS320C54x為例給齣在片外圍電路單元的初始化設置及硬件接口電路設計；對DSP的集成開發環境CCS在調試中的應用進行瞭詳盡的描述，為配閤教學，還結閤ELDSPEXPIV實驗係統詳細介紹瞭有關外圍接口的基本操作、算法實現等應用實例。

本書旨在從教學和應用的角度使讀者瞭解以TMS320C5000為代錶的 DSP的體係結構和基本原理，熟悉DSP的開發工具和使用方法，初步掌握DSP應用係統設計和軟硬件開發方法。

本書內容結構閤理，實用性強，適閤作為高等院校電子信息類專業本科生和研究生的教材，也可以作為從事DSP開發工作的科技人員的參考書。

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目錄

第-1章 數字信號處理及DSP器件特性

1.1數字信號處理

1.1.1模擬信號與數字信號

1.1.2數字信號處理係統

1.2數字信號處理器的基本結構

1.2.1數字信號處理器的基本結構和特性

1.2.2選擇DSP芯片考慮的因素

1.3數字信號處理器的發展和應用

1.3.1DSP芯片發展

1.3.2DSP芯片的應用領域

習題

第2章 TMS320C54x的概述

2.1TSM320C54x結構

2.2TSM320C54x總綫

2.3TSM320C54x存儲器結構和I／O尋址

2.3.1TSM320C54x尋址空間

2.3.2TSM320C54X存儲器配置

2.3.3程序存儲器地址映射及片上ROM的內容

2.3.4片內ROM分塊結構

2.3.5片內RAM分塊結構

2.3.6I／O尋址空間

2.4C54X寄存器

2.4.1C54x器件CPU寄存器

2.4.2C54x器件外圍電路寄存器

2.5C54X器件的CPU

2.5.1C54XCPU基本組成

2.5.2算術邏輯單元（ALU）

2.5.3纍加器A和B

2.5.4桶形移位器

2.5.5乘法／加法單元

2.5.6比較、選擇和存儲單元（CSSU）

2.5.7指數編碼器

2.6C54X在片外圍電路

2.6.1通用I／O口

2.6.2定時器

2.6.3時鍾發生器

2.6.4多通道緩衝串行口McBSP

2.6.5等待狀態發生器

2.6.6存儲器邊界轉換開關

2.6.7HPI 接口

2.7C54X中斷係統

2.7.1中斷 概述

2.7.2中斷相關寄存器

2.7.3中斷請求及處理

2.7.4中斷嚮量地址重新映射

2.7.5中斷嚮量地址

習題

第3章 TMS320C55x概述

3.1TSM320C55X整體結構

3.1.1內部總綫及存儲器接口

3.1.2C55x芯片CPU

3.2C55X存儲器空間和I／O空間

3.3堆棧操作

3.3.1堆棧指針

3.3.2堆棧配置

3.4C55x CPU寄存器

3.5.1通用I／O引腳

3.5.2通用定時器／計數器

3.5.3時鍾發生器

3.5.4多通道緩衝串行口McBSP

3.5.5外部存儲器接口

3.5.6模數轉換器

3.5.7看門狗定時器

3.5.8I2C模塊

3.6C55x中斷和復位操作

3.6.1中斷概述

3.6.2中斷嚮量與優先級

3.6.3可屏蔽中斷

3.6.4不可屏蔽中斷

3.6.5硬件復位

3.6.6軟件復位

習題

第4章 TMS320C5xx指令係統

4.1軟件開發環境和編程語言

4.2匯編語言語句格式

4.2.1匯編語言源語句格式

4.2.2常量

4.2.3符號

4.2.4錶達式

4.3匯編語言源指令係統中的符號和縮寫

4.4尋址方式

4.4.1C54x尋址方式

4.4.2C55x尋址方式

4.5TMS320C5xx的匯編僞指令

4.5.1段定義僞指令

4.5.2常數初始化僞指令

4.5.3段程序計數器定位指令.align

4.5.4輸齣列錶格式指令

4.5.5引用其他文件和符號的僞指令

4.5.6條件匯編指令

4.5.7匯編時的符號定義僞指令

4.5.8其他匯編僞指令

4.5.9宏語言

4.5.10鏈接僞指令

4.6匯編鏈接和鏈接命令文件

4.6.1通用目標文件（COFF）的基本單元—段

4.6.2匯編器對段的處理

4.6.3鏈接器對段的處理

4.6.4鏈接器對程序的重新定位

4.6.5COFF文件中的符號

4.6.6鏈接命令文件

習題

第5章 程序設計及在片外設應用

5.1TMS320C54x匯編語言程序設計

5.1.1程序流程控製

5.1.2數據塊傳送

5.1.3定點數的基本算術運算

5.1.4長字運算和並行運算

5.1.5緩衝區的使用

5.2TMS320C54x C語言編程

5.2.1C語言的特徵

5.2.2C語言的數據類型

5.2.3寄存器變量

5.2.4pragma僞指令

5.2.5asm語句

5.2.6訪問I／O空間

5.2.7訪問數據空間

5.2.8中斷服務函數

5.2.9動態分配內存

5.2.10係統初始化

5.2.11C語言程序實例

5.3DSP的C語言與匯編語言混閤編程

5.3.1程序運行環境

5.3.2獨立的C和匯編模塊接口

5.3.3C程序訪問匯編程序變量

5.3.4C訪問匯編語言中定義的常量符號

5.3.5C程序內嵌匯編語句

5.3.6匯編模塊調用C函數

5.3.7C語言的運行支持函數

5.3.8混閤編程實例

5.4在片外設應用

5.4.1初始化設置

5.4.2定時器應用編程舉例

習題

第6章 硬件接口設計

6.1DSP係統組成

6.2電源電路

6.3JTAG接口

6.4參考時鍾和復位電路

6.4.1參考時鍾

6.4.2復位電路

6.5存儲器接口

6.5.1程序存儲器擴展

6.5.2數據存儲器擴展

6.6I／O接口

6.6.1顯示接口

6.6.2按鍵接口

6.7A／D和D／A接口

6.7.1與D／A轉換芯片的連接

6.7.2與A／D轉換芯片的鏈接

6.7.3與集成音頻AD／DA芯片的連接

6.8混閤邏輯電平電路

6.9引導加載

習題

第7章 DSP集成開發環境CCS及使用

7.1C5000 Code Composer Studio簡介

7.2CCS安裝與配置

7.2.1係統配置要求

7.2.2安裝CCS

7.2.3安裝CCS配置程序

7.3CCS基本使用

7.3.1概述

7.3.2CCS的窗口、主菜單和工具欄

7.3.3建立工程和源文件編輯

7.3.4構建工程用生成可執行文件

7.3.5調試方法和步驟

7.3.6斷點的使用

7.3.7存儲器窗口和寄存器窗口的使用

7.3.8探針的使用與數據輸入和結果分析

7.3.9程序代碼性能測試

7.3.10內存映射定義和使用

7.4simulator仿真應用

7.4.1中斷的仿真

7.4.2I／O口的仿真

習題

第8章 實驗係統

8.1實驗係統介紹

8.1.1概述

8.1.2硬件組成

8.2實驗係統的安裝及設置

8.2.1CCS的安裝

8.2.2USB驅動程序的安裝

8.2.3USB 2.0 XDS510仿真器驅動程序的安裝

8.2.4CCS 2 （'C5000）的設置（以USB接口仿真器設置為例）

8.2.5連接計算機、仿真器和實驗箱並上電

第9章 應用實例

實例一常用匯編指令使用

實例二數字量I／O

實例三定時器實驗

實例四外部中斷實驗

實例五A／D轉換實驗

實例六語音處理實驗

實例七鍵盤接口及七段數碼管顯示

實例八LCD輸齣顯示

實例九有限衝擊響應濾波器（FIR）算法實現

實例十DTMF信號的産生和檢測

實例十一語音編碼／解碼的實現（G.711編碼／解碼器）

第-10章 DSP實驗

10.1基礎實驗

實驗一D／A轉換及數字波形産生

實驗二GPIO擴展實驗

實驗三二維圖形生成

實驗四數字圖象處理實驗

實驗五以太網通信實驗

10.2算法實驗

實驗一語音信號FFT分析的實現

實驗二無限衝擊響應濾波算法的實時實現

實驗三捲積（Convolve）算法的實現

實驗四離散餘弦變換（DCT）算法的實現

實驗五相關（Correlation）算法的實現

實驗六μ_LAW算法的實現

附錄A TMS320C54x指令錶

附錶B TMS320C55x 指令錶

參考文獻

《嵌入式係統設計與實踐》 一、 概述 在信息技術飛速發展的今天，嵌入式係統已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機、傢用電器到汽車電子、工業自動化，無處不在。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的嵌入式係統設計與實踐指導。我們不僅會探討嵌入式係統的核心概念，更會強調理論與實踐相結閤的重要性，通過豐富的案例分析和實際操作指導，幫助讀者掌握嵌入式係統從硬件選型、軟件開發到係統調試的完整流程，最終能夠獨立完成一個完整的嵌入式係統項目。 本書的編寫思路源於對當前嵌入式技術發展趨勢的深刻洞察，以及對教育實踐中普遍存在的理論脫節、動手能力不足等問題的反思。我們堅信，隻有真正理解原理並能熟練運用，纔能在日新月異的技術浪潮中立足。因此，本書在內容組織上力求循序漸進，由淺入深，既有紮實的理論基礎，又有貼近實際的工程應用。 二、 內容精要 第一部分：嵌入式係統基礎 1. 嵌入式係統概述： 定義與特徵： 深入解析嵌入式係統的定義，強調其“嵌入式”的特性，即作為更大係統的一部分，具備特定功能，通常資源受限。介紹嵌入式係統與通用計算機係統的區彆。 核心組成： 詳細闡述嵌入式係統的四大組成部分：處理器（MCU/MPU）、存儲器（ROM/RAM）、輸入/輸齣接口（I/O）、以及其他外圍設備。 發展曆程與趨勢： 迴顧嵌入式係統的發展脈絡，展望未來發展方嚮，如物聯網（IoT）、人工智能（AI）、邊緣計算等與嵌入式技術的融閤。 應用領域： 分門彆類地介紹嵌入式係統在消費電子、通信、工業控製、汽車電子、醫療設備、航空航航天等領域的廣泛應用，並通過具體實例進行說明，讓讀者對嵌入式係統的強大能力有直觀認識。 2. 微處理器與微控製器（MCU）： 架構與工作原理： 介紹主流的嵌入式處理器架構，如ARM、MIPS等，並詳細講解CPU的工作原理、指令集、流水綫、中斷等核心概念。 微控製器（MCU）詳解： 重點介紹微控製器（MCU）的內部結構，包括CPU核、內存（Flash/RAM）、定時器/計數器、ADC/DAC、通信接口（UART/SPI/I2C/USB/CAN）等片上外設。 典型MCU選型考量： 提供一套係統的MCU選型指南，從性能需求、功耗、成本、開發工具、生態係統等方麵進行分析，指導讀者如何根據項目需求選擇最閤適的MCU。 中斷係統： 深入講解中斷的概念、工作原理、中斷嚮量錶、中斷服務程序（ISR）的設計，以及中斷優先級管理，這是實現實時響應和高效處理的關鍵。 3. 存儲器係統： 存儲器類型： 詳細介紹嵌入式係統中常用的存儲器類型，包括RAM（SRAM/DRAM）、ROM（PROM/EPROM/EEPROM）、Flash Memory（NOR/NAND Flash）等，闡述它們的特性、應用場景和優缺點。 存儲器接口與訪問： 講解CPU如何通過總綫與存儲器進行交互，包括地址總綫、數據總綫、控製總綫的工作方式。 存儲器映射： 闡述存儲器映射的概念，即如何將不同的存儲器和外設分配到CPU的可尋址空間中。 緩存（Cache）： 介紹CPU緩存的工作原理，以及它如何提升係統性能。 第二部分：嵌入式軟件開發 1. 開發環境搭建： 交叉編譯環境： 詳細介紹交叉編譯的概念，以及如何在PC上搭建針對嵌入式目標平颱的交叉編譯工具鏈（如GCC）。 集成開發環境（IDE）： 推薦並講解主流的嵌入式IDE（如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, VS Code with PlatformIO等）的使用方法，包括代碼編輯、編譯、下載、調試等功能。 版本控製係統： 強調使用Git等版本控製係統進行代碼管理的重要性，並介紹基本的操作流程。 2. 嵌入式C語言編程： 語言特性與陷阱： 迴顧C語言的基礎知識，並重點講解在嵌入式開發中需要特彆注意的語言特性和常見陷阱，如指針操作、內存管理、位操作、關鍵字（volatile, const）的使用等。 寄存器操作： 詳細講解如何通過C語言直接操作硬件寄存器，這是控製嵌入式硬件的關鍵。提供具體的寄存器訪問示例。 驅動程序編寫： 講解編寫設備驅動程序的基本原則和方法，如何根據硬件手冊編寫低級驅動，實現對GPIO、UART、SPI、I2C等外設的控製。 數據結構與算法： 介紹在嵌入式係統中常用的數據結構（如鏈錶、隊列、棧）和算法，以及它們在資源受限環境下的優化。 3. 實時操作係統（RTOS）： RTOS概述： 介紹實時操作係統（RTOS）的概念、作用和必要性，特彆是對於需要高實時性、多任務並發的嵌入式應用。 RTOS核心概念： 深入講解RTOS的核心概念，包括任務（Task）、任務調度、任務間通信（消息隊列、信號量、互斥量）、事件標誌、定時器等。 主流RTOS介紹： 介紹FreeRTOS, RT-Thread, uCOS等主流RTOS的特點、API以及使用方法。 RTOS應用實例： 通過實際項目演示如何利用RTOS來實現多任務協同工作，如同時采集傳感器數據、控製電機、通過網絡通信等。 4. 嵌入式Linux係統開發： Linux內核與用戶空間： 介紹嵌入式Linux係統的基本架構，包括Linux內核、設備樹、根文件係統、應用程序等。 構建嵌入式Linux係統： 講解如何使用Buildroot, Yocto Project等工具構建定製化的嵌入式Linux發行版。 設備驅動開發： 詳細講解在Linux環境下開發設備驅動的方法，包括字符設備、塊設備、網絡設備驅動的編寫，以及如何使用設備樹（Device Tree）來描述硬件。 應用程序開發： 介紹在嵌入式Linux上進行應用程序開發的常用方法，如使用GCC/Clang進行編譯，利用GDB進行遠程調試，以及常用的開發庫和框架。 文件係統與網絡編程： 講解嵌入式Linux的文件係統（如JFFS2, YAFFS, EXT4）和網絡編程（Socket編程）的應用。 第三部分：嵌入式係統實踐與調試 1. 硬件接口與通信協議： GPIO接口： 詳細講解通用輸入輸齣（GPIO）接口的配置與使用，包括輸入、輸齣、上拉/下拉電阻、開漏輸齣等。 串行通信（UART, SPI, I2C）： 深入講解UART（通用異步收發傳輸器）、SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路互聯總綫）的工作原理、通信時序、主從模式以及實際應用。 其他通信接口： 介紹USB、CAN、Ethernet等常用通信接口的原理和應用。 ADC/DAC： 講解模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的工作原理，以及如何采集模擬信號和輸齣模擬信號。 定時器與PWM： 詳細講解定時器/計數器的工作模式，以及如何利用PWM（脈衝寬度調製）來控製電機的轉速、LED的亮度等。 2. 嵌入式係統調試技術： 調試工具： 介紹常用的嵌入式調試工具，包括JTAG/SWD調試器、邏輯分析儀、示波器、串口調試助手等。 硬件調試： 講解如何在硬件層麵進行調試，如通過JTAG/SWD進行單步執行、斷點設置、寄存器查看、內存讀寫。 軟件調試： 介紹在嵌入式操作係統環境下進行軟件調試的方法，如利用GDB進行遠程調試、printf打印調試、斷言（assert）的使用。 性能分析與功耗優化： 講解如何通過工具分析係統的性能瓶頸，並介紹一些常見的功耗優化策略。 3. 典型嵌入式係統項目設計與實現： 案例一：智能傢居控製係統： 從需求分析、硬件選型、軟件設計到最終實現，演示如何構建一個基於MCU或嵌入式Linux的智能傢居控製係統，例如通過手機APP控製燈光、傢電。 案例二：工業數據采集與監控係統： 講解如何設計一個用於工業現場的數據采集與監控係統，包括傳感器接入、數據處理、通信傳輸和上位機監控。 案例三：物聯網設備開發： 介紹如何開發一個簡單的物聯網設備，包括網絡連接（Wi-Fi/Ethernet）、數據上傳（MQTT/HTTP）以及與雲平颱的交互。 案例分析： 對不同類型的嵌入式係統項目進行深入分析，總結其設計思路、技術難點與解決方案。 四、 學習建議 本書不僅提供瞭理論知識，更強調動手實踐。建議讀者在學習過程中： 理論與實踐並行： 學習理論知識後，立即動手在實際硬件平颱上進行驗證。 善用開發闆： 購買或使用常見的嵌入式開發闆（如STM32係列、Raspberry Pi、ESP32等）作為學習平颱。 深入閱讀數據手冊： 硬件廠商提供的數據手冊（Datasheet）是理解和使用硬件的關鍵，務必仔細閱讀。 積極提問與交流： 遇到問題時，積極查閱資料，並在技術社區或論壇上提問，與他人交流經驗。 參與實際項目： 爭取參與實際的嵌入式開發項目，將所學知識應用於解決真實世界的問題。 五、 結語 嵌入式係統開發是一項充滿挑戰與樂趣的工作。本書希望能成為您進入嵌入式開發領域的一塊堅實基石，引導您掌握核心技能，激發您的創新思維。通過不懈的努力和實踐，您必將在嵌入式技術的廣闊天地中找到屬於自己的位置，並創造齣更多令人驚嘆的應用。

評分☆☆☆☆☆

我當時買這本書，其實挺偶然的。我當時在一個技術論壇上看到瞭有人推薦，說這本書對於想要進入DSP領域的新手來說，非常友好。我當時正好在考慮轉行，覺得DSP這個領域發展前景不錯，而且自己也對硬件和算法有點興趣。這本書的標題裏有“基本概念教程”和“應用係統設計”，我覺得這個組閤很吸引人。我希望它能從最基礎的原理講起，比如模擬信號和數字信號的區彆，采樣率怎麼選，量化誤差是怎麼産生的。然後，我更希望它能講到一些實際的應用，比如在音頻壓縮、語音識彆、雷達係統這些領域，DSP是怎麼工作的，有哪些典型的設計思路和挑戰。我特彆希望能學到一些關於如何選擇閤適的DSP芯片，如何進行嵌入式係統開發，以及如何對DSP程序進行優化和調試的技巧。因為我之前的開發經驗主要集中在軟件層麵，對於嵌入式硬件和低層算法的接觸並不多，所以這方麵的知識對我來說是全新的。

評分☆☆☆☆☆

我買這本書的初衷，其實是想解決一個現實中的技術難題。我所在的公司正在嘗試開發一款新的智能傢居設備，其中涉及到大量的傳感器數據采集和實時信號處理。我們之前嘗試過用普通的微控製器來實現，但效果並不理想，性能瓶頸非常明顯，而且功耗也比較高。當時就有人建議，應該考慮使用專門的DSP芯片。我之前對DSP瞭解不多，所以就想找一本權威的書籍來係統地學習一下。這本書的“DSP技術與應用”和“DSP應用係統設計”這兩個關鍵詞，讓我覺得它應該能提供比較全麵的解決方案。我尤其希望能在這本書裏學到：DSP芯片到底有什麼特彆之處，為什麼它在信號處理方麵性能那麼強；如何根據不同的應用場景，比如實時控製、數據分析、模式識彆等，來選擇最閤適的DSP架構；在進行係統設計時，需要考慮哪些關鍵因素，比如處理器的選型、存儲器的配置、外設的接口等等；以及如何編寫高效的DSP程序，避免齣現性能上的短闆。

評分☆☆☆☆☆

我之所以會入手這本書，主要是因為我當時正在負責一個關於嵌入式音視頻處理的項目，而DSP技術在這個領域幾乎是必不可少的。我之前對DSP的理解比較零碎，更多的是停留在一些模糊的概念上，比如知道它是一種專門用於處理數字信號的處理器，但具體是怎麼處理的，它的優勢在哪裏，以及如何進行具體的係統設計，我都不太清楚。這本書的標題裏包含瞭“DSP技術與應用”和“DSP應用係統設計”，這完全符閤我的需求。我希望這本書能清晰地解釋DSP的基本原理，比如數字信號的錶示，采樣、量化、編碼的過程，以及傅裏葉變換等核心算法。更重要的是，我期待它能在應用係統設計方麵提供詳細的指導，比如如何根據具體應用場景選擇閤適的DSP架構，如何進行硬件平颱搭建，如何編寫和優化DSP程序，以及如何進行係統集成和調試。我希望通過這本書，能夠提升我在嵌入式音視頻處理項目中的技術能力，能夠獨立完成相關的設計和開發工作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺有意思的，那種略帶復古風的字體，加上背後隱約可見的電路圖圖案，一下子就把我拉迴到瞭當年啃專業書的日子。我當初買它，主要是因為我有一個項目，需要用到一些非常底層的信號處理算法，而我之前對這方麵的東西瞭解得實在是太少瞭。當時在網上搜瞭很久，看到這本書的介紹，說是“基本概念教程”，覺得應該比較適閤我這種初學者，而且“DSP應用係統設計”這個標題也聽起來挺實在的，感覺不會是那種隻講理論、不接地氣的東西。收到書後，我第一眼就被它的厚度驚到瞭，感覺內容肯定很紮實，不是那種薄薄一本應付差事的。翻開目錄，裏麵涉及的知識點確實很全麵，從最基礎的采樣定理，到傅裏葉變換，再到各種濾波器設計，感覺涵蓋瞭一個DSP工程師需要掌握的核心知識。我當時特彆期待能學到一些實用的技巧，尤其是在實際係統設計方麵，比如如何選擇閤適的DSP芯片，如何進行硬件選型，以及一些常見的調試方法。畢竟，理論學得再好，也得能落地纔行。

評分☆☆☆☆☆

我之所以會買這本教材，完全是齣於對“北航”這個名頭的信任。我一直覺得，國內頂尖高校編寫的教材，在內容的深度和廣度上，通常都要比一般的市場書籍要強不少。我本人並非科班齣身，之前接觸DSP更多的是在一些業餘的項目或者工作中零散地學到一些皮毛，總感覺自己對這塊的理解不夠係統。我希望通過一本權威性的教材，能夠建立起一個紮實的理論基礎，並且瞭解當前DSP技術的一些發展趨勢和前沿應用。這本書的標題裏提到瞭“基本概念教程”和“應用係統設計”，這正是我最需要的兩個方麵。我希望它能從最根本的地方講清楚，比如信號的離散化是怎麼迴事，為什麼需要做傅裏葉變換，各種算法背後的數學原理是什麼。同時，我也非常看重“應用係統設計”的部分，希望能看到一些真實的案例，學習如何將理論知識轉化為實際的産品，比如在音頻處理、通信係統或者圖像識彆等領域，DSP是如何發揮作用的。