21世紀高職高專規劃教材：DSP原理與應用 馬永軍,劉霞 9787563517510 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馬永軍，劉霞 著

圖書標籤:

• DSP原理
• 數字信號處理
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• 規劃教材
• 馬永軍
• 劉霞
• 信號處理
• 嵌入式係統
• 通信工程
• 電子技術

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齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563517510

商品編碼：29572964474

包裝：平裝

齣版時間：2008-06-01

基本信息

書名：21世紀高職高專規劃教材：DSP原理與應用

定價：19.00元

作者：馬永軍,劉霞

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2008-06-01

ISBN：9787563517510

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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數字信號處理器（Digital Signal Processcor，DSP）自20世紀70年代末問世以來，以其獨特的硬件結構和快速實現各種數字信號處理的突齣優點，發展十分迅速。並在通信、雷達、聲呐、語音閤成和識彆、圖像處理、高速控製、儀器儀錶、醫療設備、傢用電器等眾多領域獲得瞭廣泛的應用。
本書以TI公司的定點16位TMS320C54x係列DSP芯片為例，對DSP的原理及應用進行瞭介紹。本書突齣高等職業教育的特色，強調瞭DSP應用技術的基本概念和方法，側重於通過練習達到學習DSP應用技術的目的。
本書適閤於高等職業技術學院、高等專科學校的電子、信息和通信類專業學生選作DSP教材，也可供廣大工程技術人員作為DSP技術入門的參考用書。

內容提要

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本書以TI公司的TMS320C54x DSP為例，介紹瞭DSP的內部結構和工作原理，重點介紹瞭指令係統、匯編語言設計、仿真集成環境cCs以及DSP片內外設的原理和應用。本書後介紹瞭DSP的常用軟件實驗和硬件實訓，並給齣瞭詳細的源程序，便於讀者在實踐中掌握DSP的基本應用。本書可作為高等職業技術學院、高等專科學校的電子、信息和通信類專業學生學習的教材，也可供廣大工程技術人員作為DSP技術入門的參考書籍。

目錄

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章 緒論
1.1 數字信號處理概述
1.2 可編程DSP芯片
1.3 DSP芯片的發展及應用
本章小結
考題
第2章 TMS320C54x硬件係統
2.1 TMS320C54x硬件結構特性
2.1.1 TMS320C54x的硬件結構
2.1.2 TMS320C54x DSP的主要特性
2.2 總綫結構
2.3 中央處理單元
2.3.1 纍加器A和B
2.3.2 CPU狀態和控製寄存器
2.4 存儲器和I/O空間
2.4.1 存儲器空間的分配
2.4.2 程序存儲器
2.4.3 數據存儲器
2.4.4 I/O存儲器
2.5 硬件復位操作
2.6 TMS320VC5402引腳及說明
本章小結
思考題
第3章 TMS320C54x指令係統
3.1 尋址方式
3.1.1 立即數尋址
3.1.2 尋址
3.1.3 纍加器尋址
3.1.4 直接尋址
3.1.5 間接尋址
3.1.6 存儲器映射寄存器尋址
3.1.7 堆棧尋址
3.2 指令係統
3.2.1 數據傳送指令
3.2.2 算術運算指令
3.2.3 邏輯運算指令
3.2.4 程序控製指令
本章小結
思考題
第4章 TMS320C54x軟件開發
4.1 TMS320C54x軟件開發過程
4.2 匯編語言程序的編寫方法
4.2.1 匯編語言源程序格式
4.2.2 鏈接命令文件
4.2.3 匯編語言中的常數和運算符
4.2.4 堆棧的使用
4.3 匯編語言程序設計實例
4.3.1 程序的控製與轉移
4.3.2 重復操作
4.3.3 數據塊傳送
4.3.4 雙操作數乘法
4.3.5 長字運算和並行運算
4.3.6 浮點運算
4.4 軟件編程時需注意的幾個問題
本章小結
思考題
第5章 CCS集成開發軟件
5.1 CCS主要功能
5.2 CCS的安裝和設置
5.2.1 CCS係統安裝
5.2.2 CCS係統設置
5.3 CCS的使用
5.3.1 窗口
5.3.2 菜單
5.4 用CCS實現簡單程序開發
5.4.1 創建新的工程文件
5.4.2 將文件添加到工程中
5.4.3 生成和運行工程文件
5.5 CCS工程文件的調試
5.5.1 斷點調試
5.5.2 代碼執行時間分析
5.5.3 查看調試中的信息
5.5.4 CCS對數據的文件處理
5.6 CCS的圖形顯示功能
5.7 CCS中的其他問題
本章小結
思考題
第6章 TMS320C54x片內外設
6.1 TMS320C54x中斷係統
6.1.1 中斷概述
6.1.2 中斷寄存器
6.1.3 中斷響應過程
6.1.4 重新映射中斷嚮量地址
6.1.5 中斷服務程序
6.2 定時器
6.3 時鍾發生器
6.4 軟件可編程等待狀態發生器
6.5 可編程分區轉換邏輯
6.6 通用I/O引腳
6.7 主機接口
6.7.1 HPI-8接口的結構
6.7.2 HPI-8控製寄存器和接口信號
6.7.3 HPI-8與主機的接口
6.7.4 應用舉例
6.8 串行接口
6.8.1 串行接口概述
6.8.2 多通道緩衝串行接口
本章小結
思考題
第7章 DSP實驗與實訓
7.1 DSP實驗
7.1.1 循環操作
7.1.2 雙操作數乘法
7.1.3 並行運算
7.1.4 小數運算
7.1.5 長字運算
7.1.6 浮點運算
7.2 DSP實訓
7.2.1 中斷與定時器應用
7.2.2 高精度音頻A/D與D/A轉換
參考程序
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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現代社會中的信號處理：原理、技術與實踐 本書深入探討瞭信號處理在現代社會中的核心地位及其不可或缺的作用。從最基礎的模擬信號到日新月異的數字信號，我們生活的方方麵麵都與信號的處理息息相關。從通信、醫療、娛樂到工業自動化、國防安全，信號處理技術無處不在，構成瞭現代科技和生活運轉的基石。 第一部分：信號處理的基礎理論 本部分旨在為讀者構建堅實的信號處理理論基礎。我們將從信號的本質齣發，區分模擬信號與數字信號的特性、錶示方法及其相互轉化。 信號的類型與錶示： 介紹連續時間信號（如聲音、溫度）和離散時間信號（如數字音頻、傳感器數據）的基本概念。我們將學習如何用數學語言描述這些信號，包括時域、頻域和復頻域的錶示方法。 傅裏葉分析： 這是信號處理的核心工具之一。我們將詳細講解傅裏葉級數和傅裏葉變換，理解信號的頻譜特性，即信號在不同頻率上的成分分布。這有助於我們分析信號的頻率特性，並為後續的濾波、調製等技術打下基礎。 捲積與係統響應： 捲積是描述綫性時不變（LTI）係統如何處理輸入信號的關鍵運算。我們將深入理解捲積的數學含義，並探討如何利用係統的衝激響應來預測係統的輸齣。 采樣與量化： 數字信號處理的核心在於將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號。本部分將詳細講解采樣定理（奈奎斯特-香農采樣定理），理解采樣頻率與信號帶寬的關係，以及過采樣和欠采樣的影響。同時，我們將探討量化過程，理解量化誤差的産生及其對信號精度的影響，介紹不同的量化策略。 Z變換： 作為傅裏葉變換在離散時間信號分析中的推廣，Z變換為分析離散時間係統提供瞭強大的工具。我們將學習Z變換的定義、性質以及在係統穩定性分析、濾波器設計等方麵的應用。 第二部分：數字信號處理（DSP）的核心技術 在打下紮實的理論基礎後，本部分將聚焦於數字信號處理（DSP）的關鍵技術，這也是實現復雜信號處理功能的核心。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： DFT是將離散時間信號轉換為其離散頻率分量的必要工具。然而，直接計算DFT的復雜度很高。FFT作為一種高效計算DFT的算法，極大地降低瞭計算量，使得實時頻譜分析成為可能。我們將深入理解DFT和FFT的原理，並探討其在實際應用中的優勢。 數字濾波器設計： 濾波器是信號處理中用於去除噪聲、提取有用信息的重要器件。我們將介紹數字濾波器的基本分類，包括無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 FIR濾波器： 具有綫性相位特性，設計相對簡單，穩定性好。我們將學習窗函數法、頻率采樣法等常用的FIR濾波器設計方法。 IIR濾波器： 具有更高的頻率選擇性，對相同階數下的濾波性能優於FIR濾波器，但可能存在相位失真。我們將介紹脈衝響應不變法、雙綫性變換法等IIR濾波器設計方法，並討論其優缺點。 數字信號處理係統實現： 介紹如何將理論上的DSP算法轉化為實際的硬件或軟件實現。我們將探討固定點運算和浮點運算的優缺點，以及如何優化算法以適應有限的計算資源。 自適應信號處理： 在許多實際應用中，信號的特性會隨時間發生變化，或者存在未知噪聲。自適應信號處理技術能夠根據輸入信號的統計特性自動調整係統參數，以達到最佳的信號處理效果。我們將介紹一些典型的自適應算法，如最小均方（LMS）算法和遞歸最小二乘（RLS）算法，並探討其在噪聲消除、迴聲消除等方麵的應用。 多速率信號處理： 在一些應用中，不同部分的數據流可能需要在不同的采樣率下進行處理。多速率信號處理技術能夠有效地進行信號的升采樣（提高采樣率）和降采樣（降低采樣率），從而優化係統性能和降低計算復雜度。我們將介紹抽取、插值等基本操作，以及多速率濾波器的設計。 第三部分：DSP的應用領域與實踐 在掌握瞭DSP的核心理論和技術後，本部分將帶領讀者探索DSP在各個領域的廣泛應用，並通過實例解析，加深對理論知識的理解和應用能力。 通信係統： 調製與解調： DSP在現代通信係統中的核心作用是實現高效的信號調製與解調。我們將探討AM、FM、PSK、QAM等常見的調製方式，以及DSP如何用於生成和識彆這些信號。 信道編碼與解碼： 為瞭提高通信的可靠性，信息在傳輸前需要進行編碼，接收端則需要解碼。我們將介紹糾錯碼的基本原理，以及DSP在其中扮演的角色。 語音信號處理： DSP在語音通信中至關重要，包括語音編碼（如G.711, G.729）、語音識彆、語音閤成、語音增強等。我們將深入瞭解語音信號的特性，以及DSP如何實現這些功能。 OFDM技術： 正交頻分復用（OFDM）是現代無綫通信（如Wi-Fi, LTE, 5G）的關鍵技術，DSP在OFDM的實現中起著核心作用，包括IFFT/FFT的計算、星座圖映射、信道估計等。 音頻與圖像處理： 音頻處理： 除瞭語音處理，DSP在音頻信號處理中也有廣泛應用，如音頻壓縮（MP3, AAC）、音頻效果處理（混響、均衡器）、立體聲處理等。 圖像與視頻處理： DSP在圖像壓縮（JPEG）、視頻壓縮（MPEG）、圖像增強、目標識彆、醫學影像處理等方麵發揮著不可替代的作用。我們將介紹離散餘弦變換（DCT）等在圖像壓縮中的應用，以及捲積神經網絡（CNN）在圖像識彆中的作用，盡管CNN更多是算法層麵，但其底層實現往往需要DSP的硬件支持。 控製係統： 數字控製器設計： DSP技術使得設計高性能、高精度的數字控製器成為可能，廣泛應用於工業自動化、機器人、航空航天等領域。 傳感器數據處理： 從各種傳感器（如加速度計、陀螺儀、溫度傳感器）采集的數據需要經過DSP進行濾波、融閤和分析，以提供準確的狀態信息。 生物醫學工程： 醫學影像： CT、MRI、超聲等醫學影像設備的信號采集與處理均依賴於DSP技術。 生物信號監測： ECG（心電圖）、EEG（腦電圖）等生物信號的采集、濾波和分析，是DSP在醫療領域的重要應用。 其他應用領域： 介紹DSP在雷達、聲納、地震勘探、儀器儀錶、消費電子産品（如數碼相機、MP3播放器）等領域的應用。 第四部分：DSP的實現平颱與開發流程 為瞭將DSP技術從理論轉化為實際産品，瞭解其實現平颱和開發流程至關重要。 DSP處理器簡介： 介紹通用的DSP處理器（如TI C6000係列、Analog Devices SHARC係列）的架構特點，包括哈佛結構、指令集優化、硬件乘加器等，理解其為何能高效處理信號。 FPGA與ASIC： 介紹FPGA（現場可編程門陣列）和ASIC（專用集成電路）作為DSP硬件實現的兩種主要方式。FPGA提供瞭靈活性，而ASIC則能實現更高的性能和更低的功耗，適用於大規模量産。 嵌入式DSP係統開發： 介紹嵌入式DSP係統的開發流程，包括硬件選型、軟件開發環境（IDE）、編譯器、調試工具、實時操作係統（RTOS）等。 軟件工具鏈： 介紹常用的DSP開發軟件工具，如C/C++編譯器、匯編器、鏈接器、仿真器、性能分析工具等。 信號處理庫： 介紹一些常用的DSP算法庫，如ARM CMSIS-DSP、Intel IPP等，這些庫提供瞭優化好的常用DSP函數，可以顯著提高開發效率。 結論： 通過對信號處理基礎理論、數字信號處理核心技術以及廣泛應用領域的深入探討，本書旨在使讀者全麵理解信號處理在現代科技和社會發展中的重要作用。無論是從事通信、電子、自動化還是其他相關領域的專業人士，抑或是對信號處理技術充滿興趣的學生，本書都將提供寶貴的知識和實踐指導，助力他們在各自的領域中創造更多價值。信號處理技術日新月異，本書所涵蓋的知識將為讀者在未來的學習和工作中，應對不斷湧現的新挑戰和新機遇打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《DSP原理與應用》實在是一本讓人愛不釋手的佳作，我作為一個初涉DSP領域的學生，一開始對這門課抱著忐忑的心情，畢竟數字信號處理聽起來就充滿瞭數學公式和抽象概念。但翻開這本書，我的擔憂立刻煙消雲散。作者馬永軍和劉霞老師用一種循序漸進、由淺入深的方式，將復雜的DSP理論娓娓道來。他們的講解思路清晰，邏輯性極強，仿佛有一雙無形的手，引導著我一步步理解那些看似晦澀的數學模型。 書中對於基本概念的闡述，比如離散時間信號、傅裏葉變換、Z變換等等，都配有生動形象的比喻和圖示，這極大地降低瞭理解門檻。我尤其喜歡書中那些精心設計的例題，它們不僅能鞏固所學知識，更能展現DSP在實際問題中的應用。舉個例子，在講解濾波器設計時，書本並沒有止步於理論公式的推導，而是深入剖析瞭不同類型濾波器的優缺點，以及它們在音頻處理、通信係統等領域的具體應用場景，這讓我對DSP的實際價值有瞭更深刻的認識。 這本書還有一個非常突齣的優點，就是其“高職高專規劃教材”的定位。它沒有像一些理論書籍那樣過度追求數學的嚴謹性和深度，而是更加注重培養讀者的工程實踐能力。書中對MATLAB等常用DSP工具的介紹和使用方法講解得非常到位，配閤著大量的仿真實驗，讓我在實踐中學習，在學習中進步。很多時候，我能夠通過書本上的代碼示例，快速地搭建齣自己的DSP係統，驗證理論知識，這種成就感是無與倫比的。 而且，這本書的排版和印刷質量也相當不錯。紙張厚實，字體清晰，圖錶精美，閱讀體驗非常舒適。每一章的末尾都附有習題，題目類型多樣，有概念性的，也有計算性的，還有一些需要結閤編程實現的，這為我鞏固和檢驗學習成果提供瞭很好的平颱。總的來說，對於想係統學習DSP原理並將其應用於實際工作的讀者來說，《DSP原理與應用》絕對是一本值得推薦的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

拿到《DSP原理與應用》這本書，我的第一感覺是它很有分量，無論是內容的深度還是篇幅。馬永軍和劉霞老師的這本教材，確實是一部集大成之作，覆蓋瞭DSP領域的核心內容。從最初的信號采樣、量化，到各種變換理論，再到濾波器的設計與實現，最後到DSP芯片的應用，幾乎沒有遺漏。 我尤其對書中關於Z變換和離散時間傅裏葉變換（DTFT）的論述印象深刻。作者們在推導這些變換的公式時，並沒有省略過多的中間步驟，而是詳細地給齣瞭推導過程，這對於理解變換的本質非常有幫助。而且，他們還講解瞭這些變換與連續時間傅裏葉變換（CTFT）之間的聯係，讓我能夠融會貫通，對信號的時域和頻域特性有一個更全麵的認識。 本書在數字濾波器設計部分的內容尤其詳實。無論是IIR濾波器還是FIR濾波器，從基本原理到設計方法，都講解得非常透徹。書中不僅介紹瞭窗函數法、頻率采樣法等經典設計方法，還對幅度和相位特性的權衡、濾波器階數選擇等實際工程中會遇到的問題進行瞭深入分析。這讓我覺得，這本書不僅僅是在教授知識，更是在傳授工程經驗。 而且，這本書的姊妹篇或者配套資源，好像也有提到，比如相關的實驗手冊或者在綫資源。雖然我還沒有深入研究，但僅僅是想象，就覺得這本教材的整體設計非常周到，能夠提供全方位的學習支持。對於想要在DSP領域打下堅實基礎，並且未來從事相關研發工作的讀者來說，這本書無疑是一個絕佳的選擇。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始拿到這本《DSP原理與應用》，我抱著一種“走過場”的心態，畢竟教材嘛，總是少不瞭枯燥的公式和理論。然而，這本書的齣現徹底顛覆瞭我的這種看法。馬永軍和劉霞老師的編著，真的是把DSP的精髓給提煉齣來瞭，而且是用一種非常“接地氣”的方式呈現。他們並非一上來就轟炸讀者一堆高深的數學名詞，而是從最基礎的信號概念講起，然後逐步深入到各種變換和算法。 我特彆欣賞書中對信號與係統的描述，不同於我之前接觸過的任何一本教材，這裏的講解更加直觀，更容易被理解。比如，對於傅裏葉變換的講解，作者們不僅僅是給齣瞭數學錶達式，還用大量的圖例和類比，來解釋為什麼我們需要進行傅裏葉變換，以及它能揭示信號的哪些本質信息。這讓我這種數學基礎相對薄弱的學生，也能快速跟上節奏，不會因為看不懂公式而望而卻步。 更讓我驚喜的是，這本書並沒有停留在理論層麵。它非常注重DSP在實際工程中的應用，書中穿插瞭大量與實際項目相關的案例分析。比如，在介紹數字濾波器設計時，書中不僅講瞭理論，還結閤瞭實際的音頻降噪、語音信號處理等場景，讓我看到瞭DSP的強大生命力。這對於我們這些未來需要從事工程技術工作的學生來說，具有非常重要的指導意義。 此外，這本書在實驗和實踐環節也做得非常齣色。它鼓勵我們動手去實現，去驗證。我通過書中提供的代碼示例，在自己的電腦上模擬瞭很多DSP算法，親身感受到瞭算法的運行過程和效果。這種“學以緻用”的學習方式，不僅加深瞭我的理解，也培養瞭我的動手能力。總而言之，這是一本非常實用的DSP教材，它真正做到瞭理論與實踐相結閤。

評分☆☆☆☆☆

作為一名即將踏入工作崗位的大學畢業生，我對《DSP原理與應用》這本書給予瞭很高的評價。它不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的工程師，帶著我一步步探索DSP的奧秘。馬永軍和劉霞老師的這本著作，將DSP的理論知識與工程實踐緊密結閤，為我提供瞭寶貴的學習資源。 書中對各種DSP算法的講解，都非常注重其背後的數學原理和工程意義。比如，在介紹自適應濾波器時，書中不僅闡述瞭LMS算法的迭代過程，還結閤實際的噪聲消除、均衡等應用場景，讓我理解瞭自適應濾波器為何如此重要，以及它在解決實際工程問題中的優勢。 我尤其欣賞書中在DSP芯片應用方麵的介紹。雖然這本書的重點是原理，但它並沒有迴避實際的硬件實現。書中對一些主流DSP處理器的基本結構和指令集進行瞭概括性的介紹，並給齣瞭一些簡單的編程示例。這對於我們這些即將從事嵌入式開發的學生來說，非常有啓發性，能夠幫助我們更好地理解軟件算法如何在硬件上運行。 另外，這本書的語言風格也十分到位。它在保證學術嚴謹性的同時，又避免瞭過於生硬和晦澀的錶述。作者們善於運用一些生動的比喻和實例，來解釋復雜的概念，使得學習過程更加輕鬆愉快。這本書的齣現，讓我對DSP的應用前景充滿瞭信心，也為我未來的職業發展打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我一直對數字信號處理（DSP）這個領域充滿好奇，但又覺得它非常抽象和難以入門。直到我接觸到這本《DSP原理與應用》，我的看法纔有瞭很大的改變。馬永軍和劉霞老師以一種非常係統化的方式，將DSP的知識體係呈現在我麵前。 書中開篇就對數字信號的産生過程，即模擬信號的采樣和量化，進行瞭詳細的講解。作者們用生動的比喻，比如“快門拍照”來解釋采樣，以及“四捨五入”來比喻量化，讓我一下子就理解瞭這些基礎概念。對於奈奎斯特定理的講解，也配有直觀的圖示，能夠清晰地展示欠采樣和過采樣帶來的不同後果。 我特彆喜歡書中關於FFT（快速傅裏葉變換）算法的章節。這部分內容常常被認為是DSP中最難的部分之一，但這本書的處理方式讓我覺得耳目一新。作者們沒有一開始就拋齣復雜的蝶形運算公式，而是先講解瞭FFT的原理，以及它與DFT（離散傅裏葉變換）的關係，然後再逐步引入基-2 DIT FFT算法的流程。通過大量的錶格和圖示，我能夠清晰地看到數據是如何在FFT過程中進行分解和閤並的。 此外，書中對DSP在通信係統中的應用，例如信源編碼、信道編碼、調製解調等，也有相當篇幅的介紹。這讓我看到瞭DSP不僅僅是數學上的理論，更是支撐現代通信技術的核心。整體而言，這本書的講解非常紮實，邏輯嚴謹，而且圖文並茂，對於想要深入理解DSP原理的讀者來說，是一本不可多得的好教材。