DSP控製器原理與應用 張東亮 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張東亮 著

圖書標籤:

• DSP
• 數字信號處理
• 控製器
• 嵌入式係統
• 張東亮
• 通信
• 控製係統
• 算法
• 應用
• 微處理器
• 工程技術

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111322870

商品編碼：29453839165

包裝：平裝

齣版時間：2011-01-01

基本信息

書名：DSP控製器原理與應用

定價：35.00元

作者：張東亮

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2011-01-01

ISBN：9787111322870

字數：

頁碼：261

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.241kg

編輯推薦

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《21世紀高等院校電氣信息類係列教材：DSP控製器原理與應用》分彆介紹DSP技術的概況，DSP控製器總體結構，中央處理器與指令係統，軟件開發與C語言編程，片內外設的結構、原理與使用方法，並給齣應用係統設計實例。
　　《21世紀高等院校電氣信息類係列教材：DSP控製器原理與應用》深入淺齣，實例豐富，突齣實用，可作為高等院校自動化、電氣、電子、計算機、機械電子等專業本科生與研究生的教材，也可以供微機應用、測控係統、智能儀器儀錶、嵌入式係統等領域的工程技術人員參考。

內容提要

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《DSP控製器原理與應用》以IT公司TMS320C28x：DSP控製器的TMS320F2812為例，介紹瞭DSP控製器的結構原理、軟硬件設計開發和應用。主要內容包括DSP技術概況、DSP結構原理、指令係統、軟件設計開發、片內外設、應用係統設計等。各章安排有思考題與習題，在附錄中附有術語與符號英漢對照錶。
　　 《DSP控製器原理與應用》可以作為高等院校相關專業高年級本科生、研究生DSP課程的教材，還可以供從事自動控製、儀器儀錶、電氣自動化、計算機、電子機械等領域的工程技術人員參考使用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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【嵌入式係統與數字信號處理的融閤之道：從理論到實踐的深度探索】 在信息爆炸的數字時代，如何高效、精確地處理海量信號，並將其轉化為有意義的信息，是推動科技進步的關鍵。數字信號處理（DSP）技術，作為實現這一目標的核心理論與方法，其重要性不言而喻。而嵌入式係統，以其小巧、高效、低功耗等特性，已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能傢電到工業自動化，從通信設備到醫療儀器，無處不在。當DSP技術與嵌入式係統深度融閤，便催生齣強大的數字信號處理控製器（DSP Controller），它們成為現代電子産品智能化、高性能化的幕後英雄。 本書並非僅是一本關於“DSP控製器原理與應用”的泛泛而談的教程，而是一次深入的、多維度的探索，旨在為讀者構建起一個紮實而全麵的理解框架，幫助您真正掌握DSP控製器背後的核心思想、工作機製以及在真實世界中的應用之道。我們將從最基礎的信號概念齣發，層層遞進，直至觸及DSP控製器硬件架構的精妙之處，再到軟件層麵的算法實現與係統集成。 第一部分：數字信號處理的基石——理論的深度淬煉 在深入探討DSP控製器之前，我們必須牢固掌握數字信號處理（DSP）的基礎理論。這部分內容將引領您穿越離散時間信號的海洋，理解傅裏葉變換的強大魔力，洞悉濾波器設計的藝術。 離散時間信號與係統： 我們將從信號的最基本單元——離散時間信號開始，理解其采樣、量化過程，以及如何通過數學模型來描述其特性。您將學習到諸如衝激信號、階躍信號等基本信號，以及捲積、係統穩定性、因果性等關鍵概念。這不僅是理解後續內容的基礎，更是理解任何信號處理過程的起點。 傅裏葉變換傢族的奧秘： 傅裏葉變換是DSP的靈魂。本書將詳盡解析離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）及其高效實現——快速傅裏葉變換（FFT）的原理。您將不僅僅是記住公式，而是理解它們如何將時域信號分解為不同頻率的成分，從而揭示信號的內在結構。我們將探討FFT算法的優越性，以及在實際應用中如何巧妙地利用它來加速信號分析。 濾波器設計的藝術與科學： 濾波器是DSP中不可或缺的工具，它們能夠選擇性地保留或去除信號中的特定頻率成分。我們將深入研究兩種主要的濾波器類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。您將學習到如何根據設計指標（如通帶、阻帶、過渡帶、衰減度等）選擇閤適的濾波器結構，以及掌握巴特沃斯、切比雪夫、綫性相位FIR等經典設計方法。這將使您能夠根據具體需求，設計齣滿足性能要求的濾波器。 采樣定理與重構： 奈奎斯特-香農采樣定理是數字信號處理的基石，它告訴我們以多高的頻率采樣纔能保證信號不失真。我們將深入剖析采樣定理的原理，探討欠采樣、過采樣現象及其影響。同時，我們也將學習信號的重構方法，理解如何從離散的采樣點中恢復原始的連續信號。 隨機信號與統計信號處理： 現實世界中的許多信號都帶有隨機性。本書將介紹隨機信號的基本概念，如均值、方差、自相關函數、功率譜密度等。您將學習如何運用統計學方法來分析和處理這些信號，例如維納濾波等經典技術，為處理實際復雜信號打下基礎。 第二部分：DSP控製器的硬件架構——精密的工程藝術 理解瞭DSP的理論精髓，我們便能更深入地探究驅動這些理論實現的硬件——DSP控製器。這部分內容將揭示DSP控製器為何如此強大，以及它們是如何被設計來高效執行信號處理任務的。 DSP處理器核心架構： 不同於通用的微處理器，DSP處理器擁有專門為信號處理優化的架構。我們將詳細講解其核心組件，包括專用的算術邏輯單元（ALU）、乘法纍加器（MAC）單元、硬件循環支持、位反轉硬件以及多總綫結構等。理解這些特性，就能明白為何DSP在執行乘法、纍加等DSP基本運算時能夠達到極高的效率。 內存組織與訪問機製： 高效的數據訪問是DSP性能的關鍵。我們將探討DSP的內存體係結構，包括程序存儲器、數據存儲器、寄存器文件以及DMA（直接內存訪問）控製器。理解這些如何協同工作，能幫助您優化程序，最大限度地提高數據吞吐量。 指令集架構（ISA）的特點： DSP處理器擁有一套獨特的指令集，專為信號處理操作而設計。我們將分析一些典型的DSP指令，如MAC指令、位反轉指令、快速傅裏葉變換指令等，理解它們如何簡化復雜的信號處理算法的實現。 外設接口與集成： DSP控製器並非孤立存在，它們需要與外部世界進行交互。我們將介紹常見的DSP外設接口，如ADC（模數轉換器）、DAC（數模轉換器）、定時器、GPIO（通用輸入輸齣）、通信接口（如UART, SPI, I2C）等，理解它們在信號采集、處理與控製中的作用。 功耗與性能優化： 在許多嵌入式應用中，功耗是一個至關重要的考量。我們將探討DSP在功耗管理方麵的技術，如時鍾門控、低功耗模式以及動態電壓頻率調整（DVFS），以及如何在保證性能的同時實現低功耗。 第三部分：DSP控製器上的軟件開發——從算法到實現 硬件的強大需要軟件的驅動。這部分內容將側重於如何將DSP算法有效地移植到DSP控製器上，並進行高效的編程。 開發環境與工具鏈： 任何嵌入式開發都離不開閤適的開發工具。我們將介紹典型的DSP開發環境，包括集成開發環境（IDE）、編譯器、調試器、仿真器以及性能分析工具。熟練掌握這些工具，將大大提高您的開發效率。 匯編語言與高級語言結閤： 雖然C語言是主流的嵌入式開發語言，但在DSP領域，有時仍需要利用匯編語言來優化關鍵的性能部分。我們將探討何時以及如何結閤使用C語言和匯編語言，以達到最佳的性能。 DSP算法的實現與優化： 如何將理論上的DSP算法轉化為高效的DSP控製器代碼是核心挑戰。我們將演示如何實現諸如FIR/IIR濾波器、FFT、自適應濾波器等經典算法，並重點講解各種優化技術，如循環展開、流水綫並行、多級乘法纍加等，以最大化DSP的處理能力。 實時操作係統（RTOS）在DSP中的應用： 在復雜的嵌入式係統中，實時操作係統（RTOS）扮演著重要的角色。我們將探討RTOS如何管理任務、調度優先級、進行進程間通信，以及它在DSP應用中的優勢，例如如何保證實時性、提高係統可靠性。 固件開發與調試： 將開發的軟件部署到DSP控製器上形成固件，並進行有效的調試是産品開發的關鍵環節。我們將講解固件的構建過程、燒錄方法以及各種調試策略，幫助您解決實際開發中遇到的問題。 第四部分：DSP控製器的典型應用——技術的力量展現 理論與實踐的結閤最終體現在具體的應用中。這部分內容將帶領您走進DSP控製器的真實世界，瞭解它們如何在各個領域發揮著不可替代的作用。 通信係統： 從手機基站到無綫通信模塊，DSP控製器在數字調製解調、信道編碼、信號濾波等方麵扮演著核心角色，實現瞭高速、可靠的通信。 音頻與視頻處理： MP3播放器、數字功放、高清電視、數字攝像機等設備，都離不開DSP在音頻編碼/解碼、圖像信號處理、視頻壓縮/解壓縮等方麵的強大能力。 醫療電子： 心電圖（ECG）信號分析、超聲波成像、醫療診斷儀器等，都需要DSP控製器來精確地采集、處理和分析生物信號。 工業自動化與控製： 電機驅動、機器人控製、傳感器數據融閤、儀器儀錶等領域，DSP控製器為實現精確、高效的自動化控製提供瞭強大的支持。 汽車電子： 汽車的引擎控製單元（ECU）、安全氣囊係統、高級駕駛輔助係統（ADAS）等，都大量采用瞭DSP技術來處理復雜的傳感器數據和實現實時控製。 消費電子： 智能傢居設備、遊戲機、數碼相機等，DSP控製器提供瞭豐富的功能和流暢的用戶體驗。 本書的獨特價值： 本書並非止步於理論的闡述，而是強調“原理與應用”的有機結閤。我們注重理論的深入解析，同時也緊密圍繞實際應用場景，通過大量的實例分析，幫助讀者建立起從理論到實踐的橋梁。您將不僅僅是學習到“是什麼”，更是理解“為什麼”以及“如何做”。 本書旨在培養讀者獨立思考和解決問題的能力。我們鼓勵讀者主動去探索、去嘗試，而不是被動地接受信息。通過對DSP控製器工作機製的深入理解，您將能夠更靈活地運用它們來解決更復雜、更具挑戰性的問題。 如果您希望深入瞭解現代電子技術的核心驅動力，如果您渴望掌握能夠改變世界的技術，那麼本書將是您不可或缺的夥伴。我們將一起揭開DSP控製器神秘的麵紗，探索其無限的潛能，並賦能您在未來的科技浪潮中乘風破浪。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，更像是一次與經驗豐富的工程師進行深入交流的體驗。作者張東亮教授似乎非常懂得如何將復雜的理論轉化為易於理解的語言，他並沒有像一些學術著作那樣堆砌大量的專業術語，而是用一種更加平易近人的方式來引導讀者。我尤其喜歡書中對“FFT（快速傅裏葉變換）”的講解。這個概念在我看來，一直都是DSP領域的“高山仰止”，總覺得它深不可測。然而，書中通過引入“窗函數”的概念，以及對FFT算法的分解和可視化描述，讓我看到瞭它的“廬山真麵目”。它不再是那個遙不可及的黑匣子，而是可以被一步步拆解、理解的工程工具。書中還詳細闡述瞭各種DSP處理器（如TMS320係列）的架構和指令集，這對於我這個想要深入瞭解硬件層麵的人來說，無疑是雪中送炭。我能感受到作者在講解時，不僅僅是在傳遞知識，更是在分享一種解決問題的思路和工程的智慧。他會提醒我們在實際應用中需要注意的一些關鍵點，比如功耗、實時性、存儲器的限製等等，這些都是在書本上很難輕易找到的寶貴經驗。這本書讓我不再僅僅停留在“知道”DSP是什麼，而是開始思考“如何”利用DSP來解決實際問題，這種從“知”到“行”的轉變，是我閱讀這本書最大的收獲。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，就像是給我打開瞭一扇通往全新世界的大門，讓我看到瞭數字信號處理技術在實際工程中的無限可能。我之前對DSP的理解，可能更多地停留在理論層麵，而這本書則將這些抽象的概念具象化，並且賦予瞭它們強大的生命力。我特彆喜歡書中對“模數轉換（ADC）和數模轉換（DAC）”的詳細講解。這兩個概念雖然看似簡單，但卻是數字信號處理的起點和終點，對於理解整個流程至關重要。作者不僅解釋瞭它們的工作原理，還深入探討瞭量化誤差、采樣孔徑效應等影響轉換精度的因素，並給齣瞭相應的處理方法。這讓我意識到，即使是最基礎的環節，也蘊含著豐富的工程實踐和技術細節。書中關於“係統設計和實現”的部分，讓我對如何將DSP理論應用於實際産品開發有瞭更清晰的認識。作者從硬件選型、軟件架構設計，到性能優化和調試，都給齣瞭非常實用的建議。尤其是一些關於實時操作係統（RTOS）在DSP應用中的使用，讓我覺得這本書非常接地氣。它並沒有迴避工程實現中的挑戰，而是直麵問題，並提供瞭解決方案。閱讀這本書，讓我感覺自己仿佛置身於一個真實的DSP工程項目中，能夠親身感受到理論與實踐相結閤的魅力。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大感受，是一種從混沌到清晰的轉變。我一直對數字信號處理（DSP）這個領域充滿好奇，但感覺它像是一片深邃的海洋，而我卻像一個站在岸邊不知所措的初學者，理論的浪潮時常讓我暈頭轉嚮。拿到這本書後，我抱著試試看的心態翻閱，沒想到立刻被一種循序漸進的講解方式吸引住瞭。書中並沒有一開始就拋齣復雜的數學公式和抽象的概念，而是從最基礎的數字信號是什麼，以及為什麼需要DSP開始，用非常貼近生活和工程的例子來解釋。我記得有一個章節講到瞭采樣率和奈奎斯特頻率，我之前對這個概念一直似懂非懂，但書中用瞭一個生動的比喻，就像是在給一個快速變化的聲波拍照，如果快門速度不夠快，就會漏掉很多信息，導緻照片失真。這個比喻瞬間點亮瞭我內心的睏惑，讓我真正理解瞭采樣率的重要性以及過采樣和欠采樣的後果。而且，書中對各種濾波器的講解也讓我印象深刻，從最簡單的低通、高通，到更復雜的帶通、帶阻，每一種都有詳細的原理剖析，並且還列舉瞭大量的實際應用場景，比如音頻降噪、圖像邊緣檢測等等。最讓我驚喜的是，書中並沒有止步於理論，還穿戴瞭大量的代碼實例，雖然我不是專業的程序員，但這些代碼讓我對理論在實際中的實現有瞭更直觀的認識，仿佛真的能觸摸到DSP的脈搏。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的，是一種深刻的“工程思維”的洗禮。我之前閱讀過一些關於DSP的理論書籍，但往往是停留在概念的層麵，感覺有些“空中樓閣”。而這本書，則將DSP的理論與具體的工程問題緊密地聯係起來，讓我看到瞭它們是如何解決實際問題的。作者張東亮教授在書中，並沒有僅僅關注算法的優劣，而是更加注重如何將算法有效地移植到硬件平颱上，並且考慮到瞭係統的功耗、成本、實時性等諸多工程約束。我尤其欣賞書中對“信號預處理”和“後處理”的講解。這些步驟在實際的DSP係統中往往被忽視，但它們對於提升整個係統的性能和魯棒性至關重要。例如，書中講解瞭如何利用濾波器來去除噪聲，如何利用均值濾波來平滑信號，這些看似簡單的操作，在實際應用中卻能起到意想不到的效果。此外，書中對“中斷處理”和“DMA（直接內存訪問）”的講解，讓我對DSP係統的效率和性能有瞭更深的理解。這些機製能夠有效地解放CPU，提高數據傳輸和處理的效率，是構建高性能DSP係統的關鍵。這本書讓我不僅僅是學習瞭DSP的知識，更是培養瞭一種解決工程問題的係統性思維。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的啓發在於，它讓我看到瞭DSP在現代科技中的強大生命力，並且將理論與實踐完美地結閤在瞭一起。我之前對DSP的理解大多停留在教科書上的公式推導，感覺它是一門有些“枯燥”的學科。但張東亮教授通過這本書，生動地展示瞭DSP是如何滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機的語音識彆，到汽車的自動駕駛，再到醫療設備的信號監測，DSP都扮演著至關重要的角色。書中關於“自適應濾波”的部分，我特彆感興趣。它講解瞭如何讓濾波器根據信號的變化而自動調整自身的參數，這在許多動態變化的場景下非常有價值，比如在復雜電磁環境下進行通信信號的解調，或者在嘈雜的環境中進行語音信號的增強。作者不僅講解瞭自適應濾波的原理，還提供瞭具體的算法實現思路，甚至是一些優化技巧，讓我深刻體會到工程設計中的精妙之處。此外，書中對“傳感器數據融閤”的講解也讓我大開眼界。如何將來自不同傳感器（如加速度計、陀螺儀、GPS）的信息進行有效地整閤，以獲得更準確、更全麵的狀態信息，這對於機器人、無人機等領域的發展至關重要。這本書的結構非常閤理，章節之間的過渡自然流暢，每一章的結尾都為下一章做瞭鋪墊，讓我感覺像是在閱讀一部精彩的“DSP偵探小說”，不斷地被吸引著去探索下一個謎題。