DSP控制器原理与应用 张东亮 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张东亮 著

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• 张东亮
• 通信
• 控制系统
• 算法
• 应用
• 微处理器
• 工程技术

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111322870

商品编码：29453839165

包装：平装

出版时间：2011-01-01

基本信息

书名：DSP控制器原理与应用

定价：35.00元

作者：张东亮

出版社：机械工业出版社

出版日期：2011-01-01

ISBN：9787111322870

字数：

页码：261

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.241kg

编辑推荐

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《21世纪高等院校电气信息类系列教材：DSP控制器原理与应用》分别介绍DSP技术的概况，DSP控制器总体结构，中央处理器与指令系统，软件开发与C语言编程，片内外设的结构、原理与使用方法，并给出应用系统设计实例。
　　《21世纪高等院校电气信息类系列教材：DSP控制器原理与应用》深入浅出，实例丰富，突出实用，可作为高等院校自动化、电气、电子、计算机、机械电子等专业本科生与研究生的教材，也可以供微机应用、测控系统、智能仪器仪表、嵌入式系统等领域的工程技术人员参考。

内容提要

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《DSP控制器原理与应用》以IT公司TMS320C28x：DSP控制器的TMS320F2812为例，介绍了DSP控制器的结构原理、软硬件设计开发和应用。主要内容包括DSP技术概况、DSP结构原理、指令系统、软件设计开发、片内外设、应用系统设计等。各章安排有思考题与习题，在附录中附有术语与符号英汉对照表。
　　 《DSP控制器原理与应用》可以作为高等院校相关专业高年级本科生、研究生DSP课程的教材，还可以供从事自动控制、仪器仪表、电气自动化、计算机、电子机械等领域的工程技术人员参考使用。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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【嵌入式系统与数字信号处理的融合之道：从理论到实践的深度探索】 在信息爆炸的数字时代，如何高效、精确地处理海量信号，并将其转化为有意义的信息，是推动科技进步的关键。数字信号处理（DSP）技术，作为实现这一目标的核心理论与方法，其重要性不言而喻。而嵌入式系统，以其小巧、高效、低功耗等特性，已渗透到我们生活的方方面面，从智能家电到工业自动化，从通信设备到医疗仪器，无处不在。当DSP技术与嵌入式系统深度融合，便催生出强大的数字信号处理控制器（DSP Controller），它们成为现代电子产品智能化、高性能化的幕后英雄。 本书并非仅是一本关于“DSP控制器原理与应用”的泛泛而谈的教程，而是一次深入的、多维度的探索，旨在为读者构建起一个扎实而全面的理解框架，帮助您真正掌握DSP控制器背后的核心思想、工作机制以及在真实世界中的应用之道。我们将从最基础的信号概念出发，层层递进，直至触及DSP控制器硬件架构的精妙之处，再到软件层面的算法实现与系统集成。 第一部分：数字信号处理的基石——理论的深度淬炼 在深入探讨DSP控制器之前，我们必须牢固掌握数字信号处理（DSP）的基础理论。这部分内容将引领您穿越离散时间信号的海洋，理解傅里叶变换的强大魔力，洞悉滤波器设计的艺术。 离散时间信号与系统： 我们将从信号的最基本单元——离散时间信号开始，理解其采样、量化过程，以及如何通过数学模型来描述其特性。您将学习到诸如冲激信号、阶跃信号等基本信号，以及卷积、系统稳定性、因果性等关键概念。这不仅是理解后续内容的基础，更是理解任何信号处理过程的起点。 傅里叶变换家族的奥秘： 傅里叶变换是DSP的灵魂。本书将详尽解析离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其高效实现——快速傅里叶变换（FFT）的原理。您将不仅仅是记住公式，而是理解它们如何将时域信号分解为不同频率的成分，从而揭示信号的内在结构。我们将探讨FFT算法的优越性，以及在实际应用中如何巧妙地利用它来加速信号分析。 滤波器设计的艺术与科学： 滤波器是DSP中不可或缺的工具，它们能够选择性地保留或去除信号中的特定频率成分。我们将深入研究两种主要的滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。您将学习到如何根据设计指标（如通带、阻带、过渡带、衰减度等）选择合适的滤波器结构，以及掌握巴特沃斯、切比雪夫、线性相位FIR等经典设计方法。这将使您能够根据具体需求，设计出满足性能要求的滤波器。 采样定理与重构： 奈奎斯特-香农采样定理是数字信号处理的基石，它告诉我们以多高的频率采样才能保证信号不失真。我们将深入剖析采样定理的原理，探讨欠采样、过采样现象及其影响。同时，我们也将学习信号的重构方法，理解如何从离散的采样点中恢复原始的连续信号。 随机信号与统计信号处理： 现实世界中的许多信号都带有随机性。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。您将学习如何运用统计学方法来分析和处理这些信号，例如维纳滤波等经典技术，为处理实际复杂信号打下基础。 第二部分：DSP控制器的硬件架构——精密的工程艺术 理解了DSP的理论精髓，我们便能更深入地探究驱动这些理论实现的硬件——DSP控制器。这部分内容将揭示DSP控制器为何如此强大，以及它们是如何被设计来高效执行信号处理任务的。 DSP处理器核心架构： 不同于通用的微处理器，DSP处理器拥有专门为信号处理优化的架构。我们将详细讲解其核心组件，包括专用的算术逻辑单元（ALU）、乘法累加器（MAC）单元、硬件循环支持、位反转硬件以及多总线结构等。理解这些特性，就能明白为何DSP在执行乘法、累加等DSP基本运算时能够达到极高的效率。 内存组织与访问机制： 高效的数据访问是DSP性能的关键。我们将探讨DSP的内存体系结构，包括程序存储器、数据存储器、寄存器文件以及DMA（直接内存访问）控制器。理解这些如何协同工作，能帮助您优化程序，最大限度地提高数据吞吐量。 指令集架构（ISA）的特点： DSP处理器拥有一套独特的指令集，专为信号处理操作而设计。我们将分析一些典型的DSP指令，如MAC指令、位反转指令、快速傅里叶变换指令等，理解它们如何简化复杂的信号处理算法的实现。 外设接口与集成： DSP控制器并非孤立存在，它们需要与外部世界进行交互。我们将介绍常见的DSP外设接口，如ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、定时器、GPIO（通用输入输出）、通信接口（如UART, SPI, I2C）等，理解它们在信号采集、处理与控制中的作用。 功耗与性能优化： 在许多嵌入式应用中，功耗是一个至关重要的考量。我们将探讨DSP在功耗管理方面的技术，如时钟门控、低功耗模式以及动态电压频率调整（DVFS），以及如何在保证性能的同时实现低功耗。 第三部分：DSP控制器上的软件开发——从算法到实现 硬件的强大需要软件的驱动。这部分内容将侧重于如何将DSP算法有效地移植到DSP控制器上，并进行高效的编程。 开发环境与工具链： 任何嵌入式开发都离不开合适的开发工具。我们将介绍典型的DSP开发环境，包括集成开发环境（IDE）、编译器、调试器、仿真器以及性能分析工具。熟练掌握这些工具，将大大提高您的开发效率。 汇编语言与高级语言结合： 虽然C语言是主流的嵌入式开发语言，但在DSP领域，有时仍需要利用汇编语言来优化关键的性能部分。我们将探讨何时以及如何结合使用C语言和汇编语言，以达到最佳的性能。 DSP算法的实现与优化： 如何将理论上的DSP算法转化为高效的DSP控制器代码是核心挑战。我们将演示如何实现诸如FIR/IIR滤波器、FFT、自适应滤波器等经典算法，并重点讲解各种优化技术，如循环展开、流水线并行、多级乘法累加等，以最大化DSP的处理能力。 实时操作系统（RTOS）在DSP中的应用： 在复杂的嵌入式系统中，实时操作系统（RTOS）扮演着重要的角色。我们将探讨RTOS如何管理任务、调度优先级、进行进程间通信，以及它在DSP应用中的优势，例如如何保证实时性、提高系统可靠性。 固件开发与调试： 将开发的软件部署到DSP控制器上形成固件，并进行有效的调试是产品开发的关键环节。我们将讲解固件的构建过程、烧录方法以及各种调试策略，帮助您解决实际开发中遇到的问题。 第四部分：DSP控制器的典型应用——技术的力量展现 理论与实践的结合最终体现在具体的应用中。这部分内容将带领您走进DSP控制器的真实世界，了解它们如何在各个领域发挥着不可替代的作用。 通信系统： 从手机基站到无线通信模块，DSP控制器在数字调制解调、信道编码、信号滤波等方面扮演着核心角色，实现了高速、可靠的通信。 音频与视频处理： MP3播放器、数字功放、高清电视、数字摄像机等设备，都离不开DSP在音频编码/解码、图像信号处理、视频压缩/解压缩等方面的强大能力。 医疗电子： 心电图（ECG）信号分析、超声波成像、医疗诊断仪器等，都需要DSP控制器来精确地采集、处理和分析生物信号。 工业自动化与控制： 电机驱动、机器人控制、传感器数据融合、仪器仪表等领域，DSP控制器为实现精确、高效的自动化控制提供了强大的支持。 汽车电子： 汽车的引擎控制单元（ECU）、安全气囊系统、高级驾驶辅助系统（ADAS）等，都大量采用了DSP技术来处理复杂的传感器数据和实现实时控制。 消费电子： 智能家居设备、游戏机、数码相机等，DSP控制器提供了丰富的功能和流畅的用户体验。 本书的独特价值： 本书并非止步于理论的阐述，而是强调“原理与应用”的有机结合。我们注重理论的深入解析，同时也紧密围绕实际应用场景，通过大量的实例分析，帮助读者建立起从理论到实践的桥梁。您将不仅仅是学习到“是什么”，更是理解“为什么”以及“如何做”。 本书旨在培养读者独立思考和解决问题的能力。我们鼓励读者主动去探索、去尝试，而不是被动地接受信息。通过对DSP控制器工作机制的深入理解，您将能够更灵活地运用它们来解决更复杂、更具挑战性的问题。 如果您希望深入了解现代电子技术的核心驱动力，如果您渴望掌握能够改变世界的技术，那么本书将是您不可或缺的伙伴。我们将一起揭开DSP控制器神秘的面纱，探索其无限的潜能，并赋能您在未来的科技浪潮中乘风破浪。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的启发在于，它让我看到了DSP在现代科技中的强大生命力，并且将理论与实践完美地结合在了一起。我之前对DSP的理解大多停留在教科书上的公式推导，感觉它是一门有些“枯燥”的学科。但张东亮教授通过这本书，生动地展示了DSP是如何渗透到我们生活的方方面面，从智能手机的语音识别，到汽车的自动驾驶，再到医疗设备的信号监测，DSP都扮演着至关重要的角色。书中关于“自适应滤波”的部分，我特别感兴趣。它讲解了如何让滤波器根据信号的变化而自动调整自身的参数，这在许多动态变化的场景下非常有价值，比如在复杂电磁环境下进行通信信号的解调，或者在嘈杂的环境中进行语音信号的增强。作者不仅讲解了自适应滤波的原理，还提供了具体的算法实现思路，甚至是一些优化技巧，让我深刻体会到工程设计中的精妙之处。此外，书中对“传感器数据融合”的讲解也让我大开眼界。如何将来自不同传感器（如加速度计、陀螺仪、GPS）的信息进行有效地整合，以获得更准确、更全面的状态信息，这对于机器人、无人机等领域的发展至关重要。这本书的结构非常合理，章节之间的过渡自然流畅，每一章的结尾都为下一章做了铺垫，让我感觉像是在阅读一部精彩的“DSP侦探小说”，不断地被吸引着去探索下一个谜题。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大感受，是一种从混沌到清晰的转变。我一直对数字信号处理（DSP）这个领域充满好奇，但感觉它像是一片深邃的海洋，而我却像一个站在岸边不知所措的初学者，理论的浪潮时常让我晕头转向。拿到这本书后，我抱着试试看的心态翻阅，没想到立刻被一种循序渐进的讲解方式吸引住了。书中并没有一开始就抛出复杂的数学公式和抽象的概念，而是从最基础的数字信号是什么，以及为什么需要DSP开始，用非常贴近生活和工程的例子来解释。我记得有一个章节讲到了采样率和奈奎斯特频率，我之前对这个概念一直似懂非懂，但书中用了一个生动的比喻，就像是在给一个快速变化的声波拍照，如果快门速度不够快，就会漏掉很多信息，导致照片失真。这个比喻瞬间点亮了我内心的困惑，让我真正理解了采样率的重要性以及过采样和欠采样的后果。而且，书中对各种滤波器的讲解也让我印象深刻，从最简单的低通、高通，到更复杂的带通、带阻，每一种都有详细的原理剖析，并且还列举了大量的实际应用场景，比如音频降噪、图像边缘检测等等。最让我惊喜的是，书中并没有止步于理论，还穿戴了大量的代码实例，虽然我不是专业的程序员，但这些代码让我对理论在实际中的实现有了更直观的认识，仿佛真的能触摸到DSP的脉搏。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，更像是一次与经验丰富的工程师进行深入交流的体验。作者张东亮教授似乎非常懂得如何将复杂的理论转化为易于理解的语言，他并没有像一些学术著作那样堆砌大量的专业术语，而是用一种更加平易近人的方式来引导读者。我尤其喜欢书中对“FFT（快速傅里叶变换）”的讲解。这个概念在我看来，一直都是DSP领域的“高山仰止”，总觉得它深不可测。然而，书中通过引入“窗函数”的概念，以及对FFT算法的分解和可视化描述，让我看到了它的“庐山真面目”。它不再是那个遥不可及的黑匣子，而是可以被一步步拆解、理解的工程工具。书中还详细阐述了各种DSP处理器（如TMS320系列）的架构和指令集，这对于我这个想要深入了解硬件层面的人来说，无疑是雪中送炭。我能感受到作者在讲解时，不仅仅是在传递知识，更是在分享一种解决问题的思路和工程的智慧。他会提醒我们在实际应用中需要注意的一些关键点，比如功耗、实时性、存储器的限制等等，这些都是在书本上很难轻易找到的宝贵经验。这本书让我不再仅仅停留在“知道”DSP是什么，而是开始思考“如何”利用DSP来解决实际问题，这种从“知”到“行”的转变，是我阅读这本书最大的收获。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，是一种深刻的“工程思维”的洗礼。我之前阅读过一些关于DSP的理论书籍，但往往是停留在概念的层面，感觉有些“空中楼阁”。而这本书，则将DSP的理论与具体的工程问题紧密地联系起来，让我看到了它们是如何解决实际问题的。作者张东亮教授在书中，并没有仅仅关注算法的优劣，而是更加注重如何将算法有效地移植到硬件平台上，并且考虑到了系统的功耗、成本、实时性等诸多工程约束。我尤其欣赏书中对“信号预处理”和“后处理”的讲解。这些步骤在实际的DSP系统中往往被忽视，但它们对于提升整个系统的性能和鲁棒性至关重要。例如，书中讲解了如何利用滤波器来去除噪声，如何利用均值滤波来平滑信号，这些看似简单的操作，在实际应用中却能起到意想不到的效果。此外，书中对“中断处理”和“DMA（直接内存访问）”的讲解，让我对DSP系统的效率和性能有了更深的理解。这些机制能够有效地解放CPU，提高数据传输和处理的效率，是构建高性能DSP系统的关键。这本书让我不仅仅是学习了DSP的知识，更是培养了一种解决工程问题的系统性思维。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是给我打开了一扇通往全新世界的大门，让我看到了数字信号处理技术在实际工程中的无限可能。我之前对DSP的理解，可能更多地停留在理论层面，而这本书则将这些抽象的概念具象化，并且赋予了它们强大的生命力。我特别喜欢书中对“模数转换（ADC）和数模转换（DAC）”的详细讲解。这两个概念虽然看似简单，但却是数字信号处理的起点和终点，对于理解整个流程至关重要。作者不仅解释了它们的工作原理，还深入探讨了量化误差、采样孔径效应等影响转换精度的因素，并给出了相应的处理方法。这让我意识到，即使是最基础的环节，也蕴含着丰富的工程实践和技术细节。书中关于“系统设计和实现”的部分，让我对如何将DSP理论应用于实际产品开发有了更清晰的认识。作者从硬件选型、软件架构设计，到性能优化和调试，都给出了非常实用的建议。尤其是一些关于实时操作系统（RTOS）在DSP应用中的使用，让我觉得这本书非常接地气。它并没有回避工程实现中的挑战，而是直面问题，并提供了解决方案。阅读这本书，让我感觉自己仿佛置身于一个真实的DSP工程项目中，能够亲身感受到理论与实践相结合的魅力。