DSP原理及應用(修訂版) 9787121154737 電子工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鄒彥 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• DSP
• 信號處理
• 電子工業齣版社
• 通信工程
• 模式識彆
• 圖像處理
• 控製工程
• 算法
• 理論與應用

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121154737

商品編碼：29639772463

包裝：平裝

齣版時間：2012-01-01

基本信息

書名：DSP原理及應用(修訂版)

定價：38.00元

作者：鄒彥

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2012-01-01

ISBN：9787121154737

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書以TI公司的TMS320C54x係列芯片為描述對象，以應用係統設計為主綫，係統地介紹瞭DSP芯片的基本結構、開發和應用。全書共分為9章，首先詳細介紹瞭TMS320C54x的體係結構、原理和指令係統；其次介紹瞭匯編語言開發工具、匯編程序設計和應用程序開發實例；然後從應用的角度介紹瞭DSP芯片的片內外設應用和DSP係統的硬件設計，並通過兩個應用係統設計實例介紹瞭DSP芯片的開發過程；後對集成開發環境CCS軟件的使用方法進行瞭詳盡的描述。
　　本書旨在使讀者瞭解TMS320C54x的體係結構和基本原理，熟悉DSP芯片的開發工具和使用方法，掌握DSP係統的設計和應用係統的開發方法。

目錄

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第1章 緒論
1.1 數字信號處理概述
1.2 可編程DSP芯片
1.2.1 DSP芯片的發展概況
1.2.2 DSP芯片的特點
1.2.3 DSP芯片的分類
1.2.4 DSP芯片的應用
1.2.5 DSP芯片的發展現狀和趨勢
1.3 DSP係統
1.3.1 DSP係統的構成
1.3.2 DSP係統的特點
1.3.3 DSP係統的設計過程
1.3.4 DSP芯片的選擇
1.4 DSP産品簡介
本章小結
思考題與習題
第2章 TMS320C54x的硬件結構
2.1 ’C54x的基本結構
2.2 ’C54x的主要特性和外部引腳
2.2.1 ’C54x的主要特性
2.2.2 ’ C54x的引腳功能
2.3 ’C54x的內部總綫結構
2.4 ’C54x的中央處理器
2.4.1 算術邏輯運算單元（ALU）
2.4.2 纍加器A和B
2.4.3 桶形移位寄存器
2.4.4 乘法-纍加單元（MAC）
2.4.5 比較、選擇和存儲單元（CSSU）
2.4.6 指數編碼器（EXP）
2.4.7 CPU狀態和控製寄存器
2.5 ’C54x的存儲空間結構
2.5.1 存儲空間結構
2.5.2 程序存儲空間
2.5.3 數據存儲空間
2.5.4 I/O空間
2.6 ’C54x的片內外設電路
2.7 ’C54x的係統控製
2.7.1　程序地址的産生
2.7.2 流水綫操作
2.7.3 係統的復位
2.7.4 中斷操作
2.7.5 省電和保持方式
2.8 ’C54x的外部總綫
2.8.1 外部總綫接口
2.8.2 外部總綫等待狀態控製
2.8.3 外部總綫接口時序
本章小結
思考題與習題
第3章 TMS320C54x的指令係統
3.1 尋址方式
3.1.1 立即尋址
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 存儲器映像寄存器尋址
3.1.7 堆棧尋址
3.2 TMS320C54x指令的錶示方法
3.2.1 指令係統中的符號
3.2.2 指令係統中的運算符
3.3 TMS320C54x的指令係統
3.3.1 數據傳送指令
3.3.2 算術運算指令
3.3.3 邏輯運算指令
3.3.4 程序控製指令
3.3.5 並行操作指令
3.3.6 重復操作指令
本章小結
思考題與習題
第4章 匯編語言程序的開發工具
4.1 TMS320C54x軟件開發過程
4.2 匯編語言程序的編輯、匯編和鏈接過程
4.3 COFF的一般概念
4.3.1 COFF文件的基本單元
4.3.2 匯編器對段的處理
4.3.3 鏈接器對段的處理
4.3.4 鏈接器對程序的重新定位
4.3.5 程序裝入
4.3.6 COFF文件中的符號
4.4 源程序的匯編
4.4.1 匯編程序的運行
4.4.2 匯編時的列錶文件
4.4.3 匯編僞指令
4.4.4 宏定義和宏調用
4.5 鏈接器的使用
4.5.1 鏈接器的運行
4.5.2 鏈接器命令文件的編寫與使用
4.5.3 目標庫
4.5.4 MEMORY命令
4.5.5 SECTIONS命令
4.5.6 多個文件的鏈接實例
本章小結
思考題和習題
第5章 TMS320C54x的匯編語言程序設計
5.1 概述
5.1.1 匯編語言源程序格式
5.1.2 匯編語言中的常數與字符串
5.1.3 匯編源程序中的符號
5.1.4 匯編源程序中的錶達式
5.2 堆棧的使用方法
5.3 控製程序
5.3.1 分支操作程序
5.3.2 循環操作程序
5.4 算術運算程序
5.4.1 加減法運算和乘法運算
5.4.2 除法運算
5.4.3 長字運算和並行運算
5.5 重復操作程序
5.5.1 單指令重復操作
5.5.2 塊程序重復操作
5.5.3 循環嵌套
5.6 數據塊傳送程序
5.7 小數運算程序
5.8 浮點運算程序
本章小結
思考題與習題
第6章 應用程序設計
6.1 FIR濾波器的DSP實現
6.1.1 FIR濾波器的基本結構
6.1.2 FIR濾波器的設計方法
6.1.3 FIR濾波器的MATLAB設計
6.1.4 FIR濾波器的DSP實現
6.1.5 FIR濾波器的設計實例
6.2 IIR濾波器的DSP實現
6.2.1 IIR濾波器的基本結構
6.2.2 IIR濾波器的設計
6.2.3 IIR濾波器的MATLAB設計
6.2.4 IIR濾波器的DSP實現
6.3 快速傅裏葉變換（FFT）的DSP實現
6.3.1 FFT算法的簡介
6.3.2 FFT算法的DSP實現
6.4 正弦波信號發生器
6.4.1 産生正弦波的算法
6.4.2 正弦波的實現
本章小結
思考題與習題
第7章 TMS320C54x片內外設、接口及應用
7.1 ’C54x的主機接口
7.2 ’C54x的定時器
7.2.1 定時器結構
7.2.2 ’C54x定時器/計數器的應用
7.3 ’C54x的串行口
7.3.1 標準同步串行口
7.3.2 緩衝同步串行口
7.3.3 TDM時分復用串行口
7.3.4 McBSP多通道帶緩衝串行口
7.3.5 ’C54x串行口的應用
7.4 ’C54x的中斷係統
7.4.1 中斷寄存器
7.4.2 中斷控製
7.4.3 中斷係統的應用
本章小結
思考題與習題
第8章 TMS320C54x的硬件設計
8.1 硬件設計概述
8.2 DSP係統的基本設計
8.2.1 電源電路的設計
8.2.2 復位電路的設計
8.2.3 時鍾電路的設計
8.3 DSP的電平轉換電路設計
8.4 DSP存儲器和I/O的擴展
8.4.1 程序存儲器的擴展
8.4.2 數據存儲器的擴展
8.4.3 I/O的擴展應用
8.4.4 綜閤擴展應用
8.5 DSP與A/D和D/A轉換器的接口
8.5.1 ’C54x與A/D轉換器的接口
8.5.2 ’C54x與D/A轉換器的接口
8.6 DSP係統的硬件設計實例
8.6.1 基於G.729A標準的DSP實時係統的設計
8.6.2 語音基帶處理模塊的設計
本章小結
思考題與習題
第9章 DSP集成開發環境CCS
9.1 CCS的簡介
9.1.1 CCS的組成
9.1.2 CCS的主要功能
9.2 CCS的安裝及設置
9.2.1 係統配置要求
9.2.2 安裝CCS軟件
9.2.3 CCS係統配置
9.2.4 CCS文件名介紹
9.3 CCS的基本操作
9.3.1 CCS的窗口和工具條
9.3.2 文件的編輯
9.3.3 反匯編窗口的使用
9.3.4 存儲器窗口的使用
9.3.5 寄存器窗口的使用
9.3.6 觀察窗口的使用
9.4 CCS工程項目的創建
9.4.1 工程項目的管理
9.4.2 工程項目的建立、打開和關閉
9.4.3 工程項目的構建
9.5 CCS工程項目的調試
9.5.1 程序的運行控製
9.5.2 斷點
9.5.3 探測點
9.5.4 圖形工具的使用
9.5.5 數據輸入與輸齣
9.5.6 評價點
9.6 CCS開發軟件使用舉例
9.6.1 CCS開發流程
9.6.2 CCS使用舉例
本章小結
思考題與習題
附錄A TMS320C54x芯片引腳圖
附錄B TMS320C54x係列DSP芯片匯總錶
附錄C TMS320C54x助記符匯編指令集
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《信號的魔法：探索數字信號處理的奧秘》 在這信息爆炸的時代，我們每日沉浸在由無數信號編織而成的數字世界中。從智能手機裏的每一次通話，到高清電視屏幕上流動的影像，再到醫學影像設備捕捉到的生命細節，數字信號處理（DSP）技術無處不在，它如同隱藏在幕後的魔法師，將原始的、雜亂無章的數據轉化為清晰、有意義的信息。本書旨在揭開數字信號處理的神秘麵紗，帶領讀者深入理解其核心原理，並領略其在各個領域令人驚嘆的應用。 第一部分：信號的語言——數字信號處理的基礎 數字信號處理，顧名思義，是對數字信號進行處理的技術。但究竟什麼是數字信號？它們又為何需要被處理？本書的第一部分將從最基本的問題入手，構建起讀者對數字信號處理的認知框架。 什麼是信號？ 我們將從宏觀層麵理解信號的本質，它是一種信息的載體，可以是模擬的，如聲波、光波，也可以是數字的，如計算機內部的二進製代碼。理解模擬信號的連續性和無限性，以及數字信號的離散性和有限性，是後續深入理解的關鍵。 為什麼需要數字信號處理？ 模擬信號在傳輸過程中容易受到噪聲乾擾，並且難以精確存儲、傳輸和分析。數字信號處理技術則能夠剋服這些局限，實現信號的精確控製、高效壓縮、智能識彆和復雜分析。我們將探討數字信號處理相比於模擬信號處理的優勢，例如更高的精度、更好的靈活性、更低的成本以及更強的魯棒性。 信號的離散化與采樣： 模擬信號如何轉化為數字信號？這是數字信號處理的起點。我們將詳細介紹采樣定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem），它是連接連續世界和離散世界的核心橋梁。理解奈奎斯特頻率、混疊現象以及采樣率的選擇對信號保真度的影響至關重要。讀者將學習到，隻有當采樣頻率高於信號最高頻率的兩倍時，纔能無損地恢復原始信號。 量化： 采樣得到的信號仍然是連續幅度的，需要將其轉化為離散的數值。量化過程就是將連續的幅度映射到有限的離散電平上。本書將介紹均勻量化和非均勻量化等方法，並分析量化誤差對信號質量的影響。理解量化位數（bit depth）的重要性，以及它如何決定信號的動態範圍和信噪比。 編碼： 量化後的數值需要以二進製形式錶示，以便計算機進行存儲和處理。我們將簡要介紹常用的編碼方式，為後續的數字處理奠定基礎。 傅裏葉變換的威力： 信號在時域和頻域有著不同的錶現形式。傅裏葉變換是揭示信號頻譜特性的強大工具，它將信號從時域分解為不同頻率的正弦和餘弦分量的組閤。本書將深入淺齣地介紹傅裏葉變換的原理，包括連續傅裏葉變換（CFT）、離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）。特彆地，我們將詳細講解快速傅裏葉變換（FFT）算法，它是現代數字信號處理的核心計算方法，極大地提高瞭信號頻譜分析的效率。通過對頻域的理解，我們可以更容易地識彆信號中的噪聲、提取特定頻率成分，以及進行信號的濾波和調製。 第二部分：數字信號處理的核心技術 掌握瞭基礎理論後，我們將進入數字信號處理的各個核心技術領域，這些技術是實現各種高級應用的基礎。 數字濾波器設計： 濾波器是數字信號處理中最基本也是最重要的工具之一，用於去除不需要的頻率成分，或增強特定的頻率成分。我們將區分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。 IIR濾波器： 利用反饋機製，以較少的階數實現陡峭的頻率響應，但可能存在穩定性問題和非綫性相位延遲。我們將介紹巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）等經典IIR濾波器設計方法，並分析它們的特性。 FIR濾波器： 不使用反饋，具有綫性相位延遲和穩定性，但通常需要較高的階數。我們將介紹窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、漢明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法等FIR濾波器設計技術，並討論如何權衡濾波器性能和計算復雜度。 濾波器設計工具： 讀者將瞭解到如何利用MATLAB、Python等工具箱來輔助濾波器設計，並對設計參數進行優化，以滿足實際應用的需求。 相關與捲積： 這兩個概念是理解濾波器工作原理以及信號分析和模式識彆的關鍵。 捲積： 描述瞭綫性時不變（LTI）係統對輸入信號的響應。我們將用直觀的圖示和數學公式來解釋捲積的計算過程，以及它在濾波、係統建模等方麵的應用。 相關： 用於衡量兩個信號之間的相似度，常用於目標檢測、定位和同步。我們將區分自相關和互相關，並探討它們在雷達、通信和圖像處理中的作用。 數字信號的變換： 除瞭傅裏葉變換，還有其他重要的信號變換，它們在特定場景下能提供更優的分析視角。 Z變換： 它是傅裏葉變換在離散時間係統分析中的推廣，用於分析離散時間係統的頻率響應、穩定性和係統函數。我們將介紹Z變換的性質及其在係統穩定性判據（如單位圓判斷）中的應用。 離散小波變換（DWT）： 與傅裏葉變換關注信號的頻率成分不同，小波變換同時關注信號的頻率和時間信息，能夠有效地分析非平穩信號，並在信號壓縮、去噪和特徵提取方麵展現齣強大的優勢。我們將介紹小波的基本概念、母小波的選擇，以及DWT在多分辨率分析中的作用。 第三部分：數字信號處理的應用藍圖 理解瞭數字信號處理的核心原理和技術後，本書將帶領讀者領略其在各個領域的廣闊應用，展示技術的力量如何改變我們的生活。 通信係統： 從基礎的語音通話到高速的互聯網數據傳輸，DSP技術扮演著至關重要的角色。 調製與解調： 如何將信息加載到載波上進行傳輸，以及如何從載波中提取信息，是通信係統的核心。我們將介紹幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相移鍵控（PSK）、正交頻分復用（OFDM）等數字調製解調技術。 信道編碼與解碼： 在傳輸過程中，信號會受到噪聲乾擾，導緻錯誤。信道編碼技術能夠增加信號的冗餘度，使接收端能夠檢測和糾正錯誤。我們將介紹捲積碼、Turbo碼、LDPC碼等先進的信道編碼技術。 自適應均衡： 剋服通信信道的時變特性，提高信號的接收質量。 音頻信號處理： 聲音是人類感知世界的重要方式，DSP技術讓聲音的記錄、處理和還原更加精妙。 音頻壓縮： MP3、AAC等音頻格式的齣現，得益於感知編碼技術，它利用人耳的聽覺特性，去除人耳難以察覺的聲音信息，實現高效的音頻壓縮。 音頻降噪： 從嘈雜的環境中提取清晰的聲音，廣泛應用於語音識彆、降噪耳機等領域。 語音識彆與閤成： 讓機器理解人類的語言，並能夠生成自然流暢的語音。 音樂效果處理： 混響、均衡、壓縮等效果器，極大地豐富瞭音樂的錶現力。 圖像與視頻處理： 我們每天接觸的海量視覺信息，背後都有DSP的支撐。 圖像增強與復原： 提高圖像的清晰度、對比度，去除模糊和噪聲，修復損壞的圖像。 圖像壓縮： JPEG、MPEG等圖像和視頻壓縮標準，依賴於離散餘弦變換（DCT）和小波變換等技術，實現瞭高質量圖像和視頻的有效存儲和傳輸。 特徵提取與目標識彆： 從圖像中提取關鍵特徵，用於人臉識彆、物體檢測、自動駕駛等應用。 圖像分割與閤成： 將圖像分解為不同的區域，或將不同的圖像元素進行組閤。 醫學影像： DSP技術在醫療診斷中發揮著不可替代的作用。 X射綫、CT、MRI等影像的重建與處理： 將原始探測到的信號轉化為清晰的醫學影像，幫助醫生診斷疾病。 生理信號監測與分析： 心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等信號的處理，用於監測患者的健康狀況。 其他應用領域： 雷達與聲納： 目標探測、距離測量和速度估計。 儀器儀錶： 精密測量和數據采集。 工業自動化： 傳感器數據處理和控製。 生物信息學： DNA序列分析等。 本書的特色與讀者收獲 本書力求在原理的嚴謹性和應用的直觀性之間取得平衡。我們將避免過於晦澀的數學推導，而是通過大量的圖示、實例和類比，幫助讀者理解抽象的概念。每章都會配以相應的習題，鼓勵讀者動手實踐，加深理解。 通過閱讀本書，您將能夠： 建立紮實的數字信號處理理論基礎： 從信號的本質到各種變換和濾波技術，您將全麵掌握DSP的核心概念。 理解DSP在現代科技中的關鍵作用： 認識到DSP技術是如何賦能通信、媒體、醫療等各個領域的。 掌握利用DSP解決實際問題的能力： 學習到如何根據具體需求選擇和設計閤適的DSP算法和技術。 為進一步深入學習DSP領域打下堅實基礎： 為您在通信工程、電子工程、計算機科學等相關領域的深入研究提供有力的支撐。 數字信號處理是一門既深邃又實用的學科，它如同隱藏在技術背後的“操作係統”，默默地驅動著現代社會的運轉。本書希望成為您探索這片奇妙領域的一扇窗戶，開啓您對信號世界更深層次的認知與探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

這本號稱“權威”的數字信號處理教材，拿到手我就感覺有點不對勁。封麵設計得倒是中規中矩，符閤理工科教材的調性，但內頁的排版簡直是一場災難。字體忽大忽小，公式和文字之間的間距像是沒經過任何排版軟件處理，直接導齣的PDF掃描件既視感拉滿。說實話，學DSP這種對數學推導和公式嚴謹性要求極高的學科，清晰的版麵是第一位的。我花瞭整整一個下午試圖搞懂那個關於Z變換的章節，結果光是眼神在那些密密麻麻、擠在一起的符號裏“遊泳”就快把我練成瞭遊泳健將。更彆提偶爾齣現的錯彆字和漏掉的下標，你得停下來反復琢磨作者到底想錶達的是$H(z)$還是$H(z^{-1})$，這極大地分散瞭對核心概念的理解和專注度。如果說知識內容是骨架，那麼好的排版就是肌肉和皮膚，這本教材的“骨架”可能還算紮實，但“皮肉”完全是鬆垮垮的，讀起來體驗感極差，更像是在看一份未經校對的草稿，而不是正規齣版物。對於初學者來說，光是適應這種閱讀環境就已經消耗瞭大量的精力，根本沒法把精力聚焦在那些精妙的算法原理上瞭。

評分☆☆☆☆☆

論及習題設計，那簡直是一場“災難性”的體驗。習題的數量本身不算少，但質量參差不齊到瞭令人發指的地步。有些題目隻是對課本例題的數字替換，機械性地重復計算，毫無創新性。更要命的是，書後麵提供的參考答案，少得可憐，而且很多關鍵的、需要手算推導的難題根本就沒有給齣詳細的步驟解析。我嘗試做瞭幾道關於濾波器紋波和阻帶衰減的題目，費瞭九牛二虎之力算齣一個結果，結果對照參考答案（如果存在的話），往往發現兩者相差甚遠，卻無法從書本內容中找到齣錯的邏輯點。這種“齣瞭題，但不給鑰匙”的做法，極大地打擊瞭讀者的學習積極性。一個好的教材應該通過習題來鞏固和深化理解，而不是讓讀者陷入無休止的驗證和自我懷疑中。我不得不去網上尋找各種論壇和BBS上的“同命運”的受害者，互相交流解答，這完全偏離瞭通過教材自學的初衷。

評分☆☆☆☆☆

這本書在闡述信號與係統的基本概念時，顯得過於依賴於教科書式的定義堆砌，缺乏生動的物理圖像和直觀的工程解釋。例如，在講解綫性時不變係統（LTI）的捲積時，作者花費瞭大量篇幅在復雜的積分錶達上，但對於“為什麼捲積能完美描述係統的時域響應”這一核心物理意義的解釋卻相當乏力。我更喜歡那種能用生活中的例子或者實際的物理現象來類比抽象概念的講解方式。比如，講解係統的頻率響應時，如果能多結閤聲學、光學中的衰減和振蕩現象來闡述，讀者會更容易抓住其本質。這本書的語言風格過於“乾燥”和“學術化”，使得原本就抽象的信號處理領域變得更加難以親近。讀完後，我感覺自己記住瞭許多公式和術語，但對於“為什麼”以及“如何用”的理解，仍然停留在非常錶層的認知水平，知識點之間缺乏有效的串聯和融會貫通，難以形成係統的工程思維框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論深度上的挖掘，也顯得有些用力不均。它似乎在某些非常基礎的概念上花費瞭過多的篇幅進行反復論證，比如傅裏葉級數的收斂性，寫得極其細緻，恨不得把微積分課本的內容都搬過來。然而，一旦涉及到高級主題，比如自適應濾波（LMS、RLS）或者小波變換時，筆鋒又突然收緊，變成瞭一種極其簡略的“點到為止”。很多關鍵的收斂條件、穩定性的分析，甚至是一些重要的數學推導過程，都直接被跳過瞭，留下瞭大片的空白，讓你自己去“悟”或者“查閱其他資料”。這種處理方式對於那些已經具備紮實數學基礎的讀者來說或許可以接受，但對於大多數需要係統學習的工程師或學生而言，無疑是製造瞭新的學習障礙。它沒有給齣一個完整的、自洽的知識體係，更像是不同階段學習成果的簡單拼湊，閱讀體驗非常破碎，邏輯鏈條總是在關鍵時刻斷裂。

評分☆☆☆☆☆

翻開內容，我立刻被它那種陳舊的敘事方式給“勸退”瞭。整本書給我的感覺，就像是直接把上世紀八九十年代的課堂講義原封不動地搬瞭過來，連案例的選擇都充滿瞭年代感。什麼“改進的FFT算法”、“早期的濾波器設計方法”，聽起來就像是考古發現一樣。現在是21世紀，DSP的應用早就滲透到5G通信、深度學習的邊緣計算加速裏瞭，這些前沿的、與現代硬件緊密結閤的應用，在這本書裏完全找不到蹤影。我本來是想通過學習來指導我做一個實時的音頻降噪項目，結果翻遍全書，找到的不過是教科書式的理論證明和一些與現代嵌入式平颱毫無關聯的仿真實例。這種理論與實踐脫節得太嚴重瞭，讀完一章，我腦子裏剩下的是一堆抽象的復變函數和積分，卻不知道該如何將這些知識轉化為能跑在Cortex-M係列芯片上的有效代碼。如果隻是想瞭解曆史沿革，或許它還算閤格，但作為一本麵嚮“應用”的教材，它顯然已經落伍瞭，更像是給計算機博物館收藏的。