21世纪高职高专规划教材：DSP原理与应用 马永军,刘霞 9787563517510 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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马永军，刘霞 著

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出版社： 北京邮电大学出版社有限公司

ISBN：9787563517510

商品编码：29572964474

包装：平装

出版时间：2008-06-01

基本信息

书名：21世纪高职高专规划教材：DSP原理与应用

定价：19.00元

作者：马永军,刘霞

出版社：北京邮电大学出版社有限公司

出版日期：2008-06-01

ISBN：9787563517510

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.281kg

编辑推荐

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数字信号处理器（Digital Signal Processcor，DSP）自20世纪70年代末问世以来，以其独特的硬件结构和快速实现各种数字信号处理的突出优点，发展十分迅速。并在通信、雷达、声呐、语音合成和识别、图像处理、高速控制、仪器仪表、医疗设备、家用电器等众多领域获得了广泛的应用。
本书以TI公司的定点16位TMS320C54x系列DSP芯片为例，对DSP的原理及应用进行了介绍。本书突出高等职业教育的特色，强调了DSP应用技术的基本概念和方法，侧重于通过练习达到学习DSP应用技术的目的。
本书适合于高等职业技术学院、高等专科学校的电子、信息和通信类专业学生选作DSP教材，也可供广大工程技术人员作为DSP技术入门的参考用书。

内容提要

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本书以TI公司的TMS320C54x DSP为例，介绍了DSP的内部结构和工作原理，重点介绍了指令系统、汇编语言设计、仿真集成环境cCs以及DSP片内外设的原理和应用。本书后介绍了DSP的常用软件实验和硬件实训，并给出了详细的源程序，便于读者在实践中掌握DSP的基本应用。本书可作为高等职业技术学院、高等专科学校的电子、信息和通信类专业学生学习的教材，也可供广大工程技术人员作为DSP技术入门的参考书籍。

目录

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章 绪论
1.1 数字信号处理概述
1.2 可编程DSP芯片
1.3 DSP芯片的发展及应用
本章小结
考题
第2章 TMS320C54x硬件系统
2.1 TMS320C54x硬件结构特性
2.1.1 TMS320C54x的硬件结构
2.1.2 TMS320C54x DSP的主要特性
2.2 总线结构
2.3 中央处理单元
2.3.1 累加器A和B
2.3.2 CPU状态和控制寄存器
2.4 存储器和I/O空间
2.4.1 存储器空间的分配
2.4.2 程序存储器
2.4.3 数据存储器
2.4.4 I/O存储器
2.5 硬件复位操作
2.6 TMS320VC5402引脚及说明
本章小结
思考题
第3章 TMS320C54x指令系统
3.1 寻址方式
3.1.1 立即数寻址
3.1.2 寻址
3.1.3 累加器寻址
3.1.4 直接寻址
3.1.5 间接寻址
3.1.6 存储器映射寄存器寻址
3.1.7 堆栈寻址
3.2 指令系统
3.2.1 数据传送指令
3.2.2 算术运算指令
3.2.3 逻辑运算指令
3.2.4 程序控制指令
本章小结
思考题
第4章 TMS320C54x软件开发
4.1 TMS320C54x软件开发过程
4.2 汇编语言程序的编写方法
4.2.1 汇编语言源程序格式
4.2.2 链接命令文件
4.2.3 汇编语言中的常数和运算符
4.2.4 堆栈的使用
4.3 汇编语言程序设计实例
4.3.1 程序的控制与转移
4.3.2 重复操作
4.3.3 数据块传送
4.3.4 双操作数乘法
4.3.5 长字运算和并行运算
4.3.6 浮点运算
4.4 软件编程时需注意的几个问题
本章小结
思考题
第5章 CCS集成开发软件
5.1 CCS主要功能
5.2 CCS的安装和设置
5.2.1 CCS系统安装
5.2.2 CCS系统设置
5.3 CCS的使用
5.3.1 窗口
5.3.2 菜单
5.4 用CCS实现简单程序开发
5.4.1 创建新的工程文件
5.4.2 将文件添加到工程中
5.4.3 生成和运行工程文件
5.5 CCS工程文件的调试
5.5.1 断点调试
5.5.2 代码执行时间分析
5.5.3 查看调试中的信息
5.5.4 CCS对数据的文件处理
5.6 CCS的图形显示功能
5.7 CCS中的其他问题
本章小结
思考题
第6章 TMS320C54x片内外设
6.1 TMS320C54x中断系统
6.1.1 中断概述
6.1.2 中断寄存器
6.1.3 中断响应过程
6.1.4 重新映射中断向量地址
6.1.5 中断服务程序
6.2 定时器
6.3 时钟发生器
6.4 软件可编程等待状态发生器
6.5 可编程分区转换逻辑
6.6 通用I/O引脚
6.7 主机接口
6.7.1 HPI-8接口的结构
6.7.2 HPI-8控制寄存器和接口信号
6.7.3 HPI-8与主机的接口
6.7.4 应用举例
6.8 串行接口
6.8.1 串行接口概述
6.8.2 多通道缓冲串行接口
本章小结
思考题
第7章 DSP实验与实训
7.1 DSP实验
7.1.1 循环操作
7.1.2 双操作数乘法
7.1.3 并行运算
7.1.4 小数运算
7.1.5 长字运算
7.1.6 浮点运算
7.2 DSP实训
7.2.1 中断与定时器应用
7.2.2 高精度音频A/D与D/A转换
参考程序
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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现代社会中的信号处理：原理、技术与实践 本书深入探讨了信号处理在现代社会中的核心地位及其不可或缺的作用。从最基础的模拟信号到日新月异的数字信号，我们生活的方方面面都与信号的处理息息相关。从通信、医疗、娱乐到工业自动化、国防安全，信号处理技术无处不在，构成了现代科技和生活运转的基石。 第一部分：信号处理的基础理论 本部分旨在为读者构建坚实的信号处理理论基础。我们将从信号的本质出发，区分模拟信号与数字信号的特性、表示方法及其相互转化。 信号的类型与表示： 介绍连续时间信号（如声音、温度）和离散时间信号（如数字音频、传感器数据）的基本概念。我们将学习如何用数学语言描述这些信号，包括时域、频域和复频域的表示方法。 傅里叶分析： 这是信号处理的核心工具之一。我们将详细讲解傅里叶级数和傅里叶变换，理解信号的频谱特性，即信号在不同频率上的成分分布。这有助于我们分析信号的频率特性，并为后续的滤波、调制等技术打下基础。 卷积与系统响应： 卷积是描述线性时不变（LTI）系统如何处理输入信号的关键运算。我们将深入理解卷积的数学含义，并探讨如何利用系统的冲激响应来预测系统的输出。 采样与量化： 数字信号处理的核心在于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。本部分将详细讲解采样定理（奈奎斯特-香农采样定理），理解采样频率与信号带宽的关系，以及过采样和欠采样的影响。同时，我们将探讨量化过程，理解量化误差的产生及其对信号精度的影响，介绍不同的量化策略。 Z变换： 作为傅里叶变换在离散时间信号分析中的推广，Z变换为分析离散时间系统提供了强大的工具。我们将学习Z变换的定义、性质以及在系统稳定性分析、滤波器设计等方面的应用。 第二部分：数字信号处理（DSP）的核心技术 在打下扎实的理论基础后，本部分将聚焦于数字信号处理（DSP）的关键技术，这也是实现复杂信号处理功能的核心。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： DFT是将离散时间信号转换为其离散频率分量的必要工具。然而，直接计算DFT的复杂度很高。FFT作为一种高效计算DFT的算法，极大地降低了计算量，使得实时频谱分析成为可能。我们将深入理解DFT和FFT的原理，并探讨其在实际应用中的优势。 数字滤波器设计： 滤波器是信号处理中用于去除噪声、提取有用信息的重要器件。我们将介绍数字滤波器的基本分类，包括无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 FIR滤波器： 具有线性相位特性，设计相对简单，稳定性好。我们将学习窗函数法、频率采样法等常用的FIR滤波器设计方法。 IIR滤波器： 具有更高的频率选择性，对相同阶数下的滤波性能优于FIR滤波器，但可能存在相位失真。我们将介绍脉冲响应不变法、双线性变换法等IIR滤波器设计方法，并讨论其优缺点。 数字信号处理系统实现： 介绍如何将理论上的DSP算法转化为实际的硬件或软件实现。我们将探讨固定点运算和浮点运算的优缺点，以及如何优化算法以适应有限的计算资源。 自适应信号处理： 在许多实际应用中，信号的特性会随时间发生变化，或者存在未知噪声。自适应信号处理技术能够根据输入信号的统计特性自动调整系统参数，以达到最佳的信号处理效果。我们将介绍一些典型的自适应算法，如最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法，并探讨其在噪声消除、回声消除等方面的应用。 多速率信号处理： 在一些应用中，不同部分的数据流可能需要在不同的采样率下进行处理。多速率信号处理技术能够有效地进行信号的升采样（提高采样率）和降采样（降低采样率），从而优化系统性能和降低计算复杂度。我们将介绍抽取、插值等基本操作，以及多速率滤波器的设计。 第三部分：DSP的应用领域与实践 在掌握了DSP的核心理论和技术后，本部分将带领读者探索DSP在各个领域的广泛应用，并通过实例解析，加深对理论知识的理解和应用能力。 通信系统： 调制与解调： DSP在现代通信系统中的核心作用是实现高效的信号调制与解调。我们将探讨AM、FM、PSK、QAM等常见的调制方式，以及DSP如何用于生成和识别这些信号。 信道编码与解码： 为了提高通信的可靠性，信息在传输前需要进行编码，接收端则需要解码。我们将介绍纠错码的基本原理，以及DSP在其中扮演的角色。 语音信号处理： DSP在语音通信中至关重要，包括语音编码（如G.711, G.729）、语音识别、语音合成、语音增强等。我们将深入了解语音信号的特性，以及DSP如何实现这些功能。 OFDM技术： 正交频分复用（OFDM）是现代无线通信（如Wi-Fi, LTE, 5G）的关键技术，DSP在OFDM的实现中起着核心作用，包括IFFT/FFT的计算、星座图映射、信道估计等。 音频与图像处理： 音频处理： 除了语音处理，DSP在音频信号处理中也有广泛应用，如音频压缩（MP3, AAC）、音频效果处理（混响、均衡器）、立体声处理等。 图像与视频处理： DSP在图像压缩（JPEG）、视频压缩（MPEG）、图像增强、目标识别、医学影像处理等方面发挥着不可替代的作用。我们将介绍离散余弦变换（DCT）等在图像压缩中的应用，以及卷积神经网络（CNN）在图像识别中的作用，尽管CNN更多是算法层面，但其底层实现往往需要DSP的硬件支持。 控制系统： 数字控制器设计： DSP技术使得设计高性能、高精度的数字控制器成为可能，广泛应用于工业自动化、机器人、航空航天等领域。 传感器数据处理： 从各种传感器（如加速度计、陀螺仪、温度传感器）采集的数据需要经过DSP进行滤波、融合和分析，以提供准确的状态信息。 生物医学工程： 医学影像： CT、MRI、超声等医学影像设备的信号采集与处理均依赖于DSP技术。 生物信号监测： ECG（心电图）、EEG（脑电图）等生物信号的采集、滤波和分析，是DSP在医疗领域的重要应用。 其他应用领域： 介绍DSP在雷达、声纳、地震勘探、仪器仪表、消费电子产品（如数码相机、MP3播放器）等领域的应用。 第四部分：DSP的实现平台与开发流程 为了将DSP技术从理论转化为实际产品，了解其实现平台和开发流程至关重要。 DSP处理器简介： 介绍通用的DSP处理器（如TI C6000系列、Analog Devices SHARC系列）的架构特点，包括哈佛结构、指令集优化、硬件乘加器等，理解其为何能高效处理信号。 FPGA与ASIC： 介绍FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）作为DSP硬件实现的两种主要方式。FPGA提供了灵活性，而ASIC则能实现更高的性能和更低的功耗，适用于大规模量产。 嵌入式DSP系统开发： 介绍嵌入式DSP系统的开发流程，包括硬件选型、软件开发环境（IDE）、编译器、调试工具、实时操作系统（RTOS）等。 软件工具链： 介绍常用的DSP开发软件工具，如C/C++编译器、汇编器、链接器、仿真器、性能分析工具等。 信号处理库： 介绍一些常用的DSP算法库，如ARM CMSIS-DSP、Intel IPP等，这些库提供了优化好的常用DSP函数，可以显著提高开发效率。 结论： 通过对信号处理基础理论、数字信号处理核心技术以及广泛应用领域的深入探讨，本书旨在使读者全面理解信号处理在现代科技和社会发展中的重要作用。无论是从事通信、电子、自动化还是其他相关领域的专业人士，抑或是对信号处理技术充满兴趣的学生，本书都将提供宝贵的知识和实践指导，助力他们在各自的领域中创造更多价值。信号处理技术日新月异，本书所涵盖的知识将为读者在未来的学习和工作中，应对不断涌现的新挑战和新机遇打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

拿到《DSP原理与应用》这本书，我的第一感觉是它很有分量，无论是内容的深度还是篇幅。马永军和刘霞老师的这本教材，确实是一部集大成之作，覆盖了DSP领域的核心内容。从最初的信号采样、量化，到各种变换理论，再到滤波器的设计与实现，最后到DSP芯片的应用，几乎没有遗漏。 我尤其对书中关于Z变换和离散时间傅里叶变换（DTFT）的论述印象深刻。作者们在推导这些变换的公式时，并没有省略过多的中间步骤，而是详细地给出了推导过程，这对于理解变换的本质非常有帮助。而且，他们还讲解了这些变换与连续时间傅里叶变换（CTFT）之间的联系，让我能够融会贯通，对信号的时域和频域特性有一个更全面的认识。 本书在数字滤波器设计部分的内容尤其详实。无论是IIR滤波器还是FIR滤波器，从基本原理到设计方法，都讲解得非常透彻。书中不仅介绍了窗函数法、频率采样法等经典设计方法，还对幅度和相位特性的权衡、滤波器阶数选择等实际工程中会遇到的问题进行了深入分析。这让我觉得，这本书不仅仅是在教授知识，更是在传授工程经验。 而且，这本书的姊妹篇或者配套资源，好像也有提到，比如相关的实验手册或者在线资源。虽然我还没有深入研究，但仅仅是想象，就觉得这本教材的整体设计非常周到，能够提供全方位的学习支持。对于想要在DSP领域打下坚实基础，并且未来从事相关研发工作的读者来说，这本书无疑是一个绝佳的选择。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将踏入工作岗位的大学毕业生，我对《DSP原理与应用》这本书给予了很高的评价。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的工程师，带着我一步步探索DSP的奥秘。马永军和刘霞老师的这本著作，将DSP的理论知识与工程实践紧密结合，为我提供了宝贵的学习资源。 书中对各种DSP算法的讲解，都非常注重其背后的数学原理和工程意义。比如，在介绍自适应滤波器时，书中不仅阐述了LMS算法的迭代过程，还结合实际的噪声消除、均衡等应用场景，让我理解了自适应滤波器为何如此重要，以及它在解决实际工程问题中的优势。 我尤其欣赏书中在DSP芯片应用方面的介绍。虽然这本书的重点是原理，但它并没有回避实际的硬件实现。书中对一些主流DSP处理器的基本结构和指令集进行了概括性的介绍，并给出了一些简单的编程示例。这对于我们这些即将从事嵌入式开发的学生来说，非常有启发性，能够帮助我们更好地理解软件算法如何在硬件上运行。 另外，这本书的语言风格也十分到位。它在保证学术严谨性的同时，又避免了过于生硬和晦涩的表述。作者们善于运用一些生动的比喻和实例，来解释复杂的概念，使得学习过程更加轻松愉快。这本书的出现，让我对DSP的应用前景充满了信心，也为我未来的职业发展打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直对数字信号处理（DSP）这个领域充满好奇，但又觉得它非常抽象和难以入门。直到我接触到这本《DSP原理与应用》，我的看法才有了很大的改变。马永军和刘霞老师以一种非常系统化的方式，将DSP的知识体系呈现在我面前。 书中开篇就对数字信号的产生过程，即模拟信号的采样和量化，进行了详细的讲解。作者们用生动的比喻，比如“快门拍照”来解释采样，以及“四舍五入”来比喻量化，让我一下子就理解了这些基础概念。对于奈奎斯特定理的讲解，也配有直观的图示，能够清晰地展示欠采样和过采样带来的不同后果。 我特别喜欢书中关于FFT（快速傅里叶变换）算法的章节。这部分内容常常被认为是DSP中最难的部分之一，但这本书的处理方式让我觉得耳目一新。作者们没有一开始就抛出复杂的蝶形运算公式，而是先讲解了FFT的原理，以及它与DFT（离散傅里叶变换）的关系，然后再逐步引入基-2 DIT FFT算法的流程。通过大量的表格和图示，我能够清晰地看到数据是如何在FFT过程中进行分解和合并的。 此外，书中对DSP在通信系统中的应用，例如信源编码、信道编码、调制解调等，也有相当篇幅的介绍。这让我看到了DSP不仅仅是数学上的理论，更是支撑现代通信技术的核心。整体而言，这本书的讲解非常扎实，逻辑严谨，而且图文并茂，对于想要深入理解DSP原理的读者来说，是一本不可多得的好教材。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始拿到这本《DSP原理与应用》，我抱着一种“走过场”的心态，毕竟教材嘛，总是少不了枯燥的公式和理论。然而，这本书的出现彻底颠覆了我的这种看法。马永军和刘霞老师的编著，真的是把DSP的精髓给提炼出来了，而且是用一种非常“接地气”的方式呈现。他们并非一上来就轰炸读者一堆高深的数学名词，而是从最基础的信号概念讲起，然后逐步深入到各种变换和算法。 我特别欣赏书中对信号与系统的描述，不同于我之前接触过的任何一本教材，这里的讲解更加直观，更容易被理解。比如，对于傅里叶变换的讲解，作者们不仅仅是给出了数学表达式，还用大量的图例和类比，来解释为什么我们需要进行傅里叶变换，以及它能揭示信号的哪些本质信息。这让我这种数学基础相对薄弱的学生，也能快速跟上节奏，不会因为看不懂公式而望而却步。 更让我惊喜的是，这本书并没有停留在理论层面。它非常注重DSP在实际工程中的应用，书中穿插了大量与实际项目相关的案例分析。比如，在介绍数字滤波器设计时，书中不仅讲了理论，还结合了实际的音频降噪、语音信号处理等场景，让我看到了DSP的强大生命力。这对于我们这些未来需要从事工程技术工作的学生来说，具有非常重要的指导意义。 此外，这本书在实验和实践环节也做得非常出色。它鼓励我们动手去实现，去验证。我通过书中提供的代码示例，在自己的电脑上模拟了很多DSP算法，亲身感受到了算法的运行过程和效果。这种“学以致用”的学习方式，不仅加深了我的理解，也培养了我的动手能力。总而言之，这是一本非常实用的DSP教材，它真正做到了理论与实践相结合。

评分☆☆☆☆☆

这本《DSP原理与应用》实在是一本让人爱不释手的佳作，我作为一个初涉DSP领域的学生，一开始对这门课抱着忐忑的心情，毕竟数字信号处理听起来就充满了数学公式和抽象概念。但翻开这本书，我的担忧立刻烟消云散。作者马永军和刘霞老师用一种循序渐进、由浅入深的方式，将复杂的DSP理论娓娓道来。他们的讲解思路清晰，逻辑性极强，仿佛有一双无形的手，引导着我一步步理解那些看似晦涩的数学模型。 书中对于基本概念的阐述，比如离散时间信号、傅里叶变换、Z变换等等，都配有生动形象的比喻和图示，这极大地降低了理解门槛。我尤其喜欢书中那些精心设计的例题，它们不仅能巩固所学知识，更能展现DSP在实际问题中的应用。举个例子，在讲解滤波器设计时，书本并没有止步于理论公式的推导，而是深入剖析了不同类型滤波器的优缺点，以及它们在音频处理、通信系统等领域的具体应用场景，这让我对DSP的实际价值有了更深刻的认识。 这本书还有一个非常突出的优点，就是其“高职高专规划教材”的定位。它没有像一些理论书籍那样过度追求数学的严谨性和深度，而是更加注重培养读者的工程实践能力。书中对MATLAB等常用DSP工具的介绍和使用方法讲解得非常到位，配合着大量的仿真实验，让我在实践中学习，在学习中进步。很多时候，我能够通过书本上的代码示例，快速地搭建出自己的DSP系统，验证理论知识，这种成就感是无与伦比的。 而且，这本书的排版和印刷质量也相当不错。纸张厚实，字体清晰，图表精美，阅读体验非常舒适。每一章的末尾都附有习题，题目类型多样，有概念性的，也有计算性的，还有一些需要结合编程实现的，这为我巩固和检验学习成果提供了很好的平台。总的来说，对于想系统学习DSP原理并将其应用于实际工作的读者来说，《DSP原理与应用》绝对是一本值得推荐的优秀教材。