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馬永軍，劉霞 著

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• DSP
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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：29711923487

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

售價：12.9元,便宜6.1元,摺扣67

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

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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

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

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

文摘

序言

21世紀高職高專規劃教材：DSP原理與應用 本書的價值定位與目標讀者 在信息技術飛速發展的今天，數字信號處理（DSP）作為實現智能化、高清化、實時化信息交互的關鍵技術，其重要性日益凸顯。從智能手機的音頻解碼到醫療影像的實時分析，從通信係統的信號調製到工業生産的自動化控製，DSP技術幾乎滲透到現代社會的每一個角落。高職高專階段作為培養一綫技術人纔的重要基地，肩負著為國傢産業發展輸送具備紮實理論基礎和實踐能力的技能型人纔的重任。 《21世紀高職高專規劃教材：DSP原理與應用》正是順應這一時代需求而精心編撰。本書緻力於為高職高專院校相關專業的學生提供一本係統、實用、易懂的DSP教材。我們深知，高職高專教育的核心在於“學以緻用”，因此，本書在內容編排上，始終貫穿理論與實踐相結閤的原則。本書的目標讀者群體包括但不限於： 高職高專院校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等專業的學生。 希望係統學習DSP技術，並將其應用於實際項目中的在校學生及青年工程師。 對數字信號處理基礎概念和核心算法感興趣的廣大技術從業者。 本書力求打破傳統教材的枯燥與晦澀，以更加貼近行業實際、麵嚮實際應用的方式，引導讀者循序漸進地掌握DSP的核心知識。我們相信，通過學習本書，讀者不僅能深刻理解DSP的底層原理，更能熟練運用相關工具和技術，解決實際工程中的問題，為未來的職業發展打下堅實基礎。 核心內容概覽與章節設計思路 本書內容嚴謹、結構清晰、層次分明，旨在幫助讀者構建完整的DSP知識體係。我們的章節設計充分考慮瞭高職高專學生的認知規律和學習需求，力求從基礎概念入手，逐步深入到核心理論，再拓展到實際應用。 第一部分：DSP基礎理論的奠基 緒論：數字信號處理的時代脈搏 本章將帶領讀者迴顧信號處理的簡要發展曆程，揭示數字信號處理（DSP）如何從模擬信號處理的局限中脫穎而齣，成為現代信息技術不可或缺的驅動力。我們將探討DSP技術的廣泛應用領域，如通信、音頻、視頻、醫學、工業控製等，以此激發讀者對DSP學習的興趣和對未來應用前景的認識。同時，本章也將明確本書的學習目標和基本內容框架，為後續學習指明方嚮。 第二章：離散時間信號與係統 數字信號處理的核心在於對離散時間信號的分析和處理。本章將係統介紹離散時間信號的基本概念，包括序列、采樣、量化等，並重點講解周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等分類。在此基礎上，我們將引入離散時間係統的概念，如綫性時不變（LTI）係統，並通過差分方程、捲積和等核心工具來描述和分析係統的特性。理解LTI係統是掌握後續所有DSP算法的基礎，我們將通過大量的數學推導和實例分析，幫助讀者建立直觀的認識。 第三章：傅裏葉變換及其性質 傅裏葉變換是信號分析中最強大的數學工具之一，它能夠將信號從時域轉換到頻域，揭示信號的頻率成分。本章將詳細介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT）、傅裏葉級數（DFS）以及它們之間的聯係。我們將深入探討傅裏葉變換的各項重要性質，如綫性性、時移性、頻移性、捲積性質等，並演示如何利用這些性質來簡化信號分析和係統分析。理解傅裏葉變換對於理解濾波、調製解調等關鍵DSP技術至關重要。 第四章：Z變換及其性質 Z變換是時域信號轉換為頻域錶示的另一種重要方法，尤其在分析離散時間係統時，Z變換比傅裏葉變換更為通用和方便。本章將係統介紹Z變換的定義，包括單邊Z變換和雙邊Z變換，並著重講解收斂域（ROC）的概念及其重要性。我們將詳細闡述Z變換的各種性質，如綫性性、時移性、捲積性質、微分性質等，並演示如何利用Z變換來求解LTI係統的零輸入響應和零狀態響應。Z變換是理解離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的基礎，也是分析係統穩定性和實現數字濾波器設計的關鍵。 第二部分：DSP核心算法與實現 第五章：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 在實際的數字信號處理中，我們通常需要處理有限長度的信號，這時離散傅裏葉變換（DFT）就顯得尤為重要。本章將深入講解DFT的定義、性質以及其與DTFT的關係。在此基礎上，我們將重點介紹兩種經典的FFT算法：Decimation-in-Time（DIT）和Decimation-in-Frequency（DIF）。我們將詳細解析FFT算法的原理，展示如何通過蝶形運算和位倒序等技術，將DFT的計算復雜度從O(N^2)降低到O(N log N)，從而實現高效的頻域分析。我們將通過僞代碼和流程圖，幫助讀者理解FFT的實現過程。 第六章：數字濾波器設計基礎 數字濾波器是DSP係統中實現信號選擇性處理的核心組件。本章將從基本概念齣發，介紹數字濾波器的分類，包括無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。我們將詳細講解兩種濾波器的基本原理、特點和設計思路。對於IIR濾波器，我們將介紹衝激不變法、雙綫性變換法等經典設計方法；對於FIR濾波器，我們將講解窗函數法和頻率采樣法。通過本章的學習，讀者將能夠理解不同類型濾波器的適用場景，並掌握其基本的設計流程。 第七章：無限衝激響應（IIR）濾波器設計 本章將深入探討IIR濾波器的設計。我們將詳細介紹如何將模擬濾波器（如Butterworth、Chebyshev、Elliptic濾波器）的性能指標轉化為數字濾波器設計需求。我們將重點講解衝激不變法和雙綫性變換法，並詳細推導設計步驟，包括原型設計、參數選擇、傳遞函數變換等。通過具體的算例，讀者將能掌握將模擬濾波器設計轉換為數字濾波器設計的實際操作。 第八章：有限衝激響應（FIR）濾波器設計 FIR濾波器因其具有綫性相位特性，在許多應用中具有不可替代的優勢。本章將詳細講解FIR濾波器的設計。我們將重點介紹窗函數法，包括矩形窗、漢寜窗、海明窗、巴特沃斯窗等各種窗函數的特點及其對濾波性能的影響。我們將詳細解析如何根據設計指標選擇閤適的窗函數，並計算齣FIR濾波器的係數。此外，我們還將簡要介紹頻率采樣法等其他設計方法。 第三部分：DSP應用與實踐 第九章：多速率信號處理 在許多實際係統中，信號的采樣率需要進行改變，例如在數字通信、音頻處理和圖像處理中。多速率信號處理技術就是解決這一問題的關鍵。本章將介紹上采樣（插值）和下采樣（抽取）的基本原理，並重點講解多速率信號處理的常用結構，如插值器和抽取器。我們將深入探討多速率濾波器的設計，以及如何利用多速率技術實現信號的壓縮和高效傳輸。 第十章：自適應信號處理 自適應信號處理技術能夠根據輸入信號的變化自動調整係統的參數，以達到最優的濾波或預測效果。本章將介紹自適應信號處理的基本概念和應用場景，重點講解兩種經典的自適應算法：最小均方（LMS）算法和遞歸最小二乘（RLS）算法。我們將詳細分析它們的原理、收斂性能和計算復雜度，並演示它們在噪聲消除、迴聲消除和信道均衡等方麵的應用。 第十一章：DSP處理器介紹與開發平颱 本章將對目前主流的DSP處理器進行介紹，包括德州儀器（TI）、意法半導體（STMicroelectronics）等公司的代錶性産品係列。我們將分析不同DSP處理器的架構特點、性能指標和應用領域。同時，我們將介紹常用的DSP開發工具鏈，如集成開發環境（IDE）、編譯器、調試器等，並簡要介紹如何使用這些工具進行DSP程序的開發和調試。 第十二章：DSP應用實例分析 理論學習最終需要迴歸實踐。本章將通過多個典型的DSP應用實例，將前麵所學的理論知識和算法應用到實際場景中。我們將選取具有代錶性的應用，例如： 音頻信號處理： 音頻降噪、迴聲消除、語音識彆中的特徵提取等。 通信信號處理： 調製解調、信道估計、均衡等。 圖像與視頻信號處理： 圖像濾波、邊緣檢測、運動估計等。 生物醫學信號處理： 心電圖（ECG）信號的去噪與分析，腦電圖（EEG）信號的處理等。 每個實例將結閤具體的應用背景，分析其DSP需求，並展示如何運用書中所學的理論和算法來解決問題。通過這些實例，讀者將能夠更直觀地理解DSP技術的強大能力和實際價值。 本書的特色與優勢 理論與實踐緊密結閤： 本書在介紹理論概念的同時，大量引用實際工程問題和應用場景，使讀者能夠理解理論知識的實際意義。 內容循序漸進，由淺入深： 章節設計符閤高職高專學生的認知規律，從基礎概念逐步深入到核心算法和應用。 數學推導清晰詳盡，配以圖示輔助理解： 重要的數學推導過程清晰呈現，並輔以大量的圖錶、流程圖和波形圖，幫助讀者直觀理解抽象概念。 貼近工業界實際需求： 在算法選擇和應用實例的選取上，充分考慮瞭當前工業界對DSP技術的需求，使讀者學到的知識更具實用性。 配套資源豐富（設想）： （雖然目前沒有，但教材的價值可以通過其可能提供的配套資源來體現）未來可配套豐富的實驗指導、源代碼示例、在綫學習平颱等，為讀者提供更全麵的學習支持。 結語 《21世紀高職高專規劃教材：DSP原理與應用》不僅是一本教材，更是您通往數字信號處理世界的一扇窗口。我們希望通過本書，能夠點燃您對DSP技術的學習熱情，為您在信息時代的職業生涯發展打下堅實的基礎。我們誠摯地邀請您一同踏上這場精彩的數字信號處理探索之旅，用您的智慧和雙手，創造屬於您的數字未來！

評分☆☆☆☆☆

這本書的實驗和實踐環節設置得非常精妙，可以說是真正體現瞭“高職高專”特色的地方。理論學習很容易讓人感覺漂浮，但這本書緊密結閤瞭實際的實驗平颱和開發工具。它沒有僅僅停留在MATLAB的仿真層麵，而是提供瞭基於特定DSP處理器（比如德州儀器的C5000係列或類似架構）的硬件接口和編程實例。我嘗試著跟著書上的步驟，搭建瞭一個簡單的數字濾波器項目。從頭文件配置、寄存器設置到最終的程序調試，每一步的指導都清晰且可復現。這種“邊學邊做，學以緻用”的模式，極大地提升瞭我對知識的掌握深度，讓我從一個純粹的理論學習者，變成瞭一個能夠動手操作的初級工程師，這對於職業技能的培養來說是無可替代的。

評分☆☆☆☆☆

總體而言，這本書的語言風格偏嚮於嚴謹而又不失親和力，像一位經驗豐富但又願意耐心指導學生的導師。它的章節組織邏輯性極強，從信號的離散化到復雜的係統實現，層層遞進，很少齣現邏輯斷裂或知識點跳躍的情況。唯一的遺憾（如果非要找一個的話）可能是對於最新一代嵌入式DSP架構的介紹略顯保守，更多地聚焦於經典的定點運算平颱。不過，對於夯實DSP的基礎理論和經典算法的掌握來說，這本書無疑是一部非常紮實、可靠的教材。它不僅僅是教會瞭我們如何計算，更重要的是教會瞭我們如何用數字信號處理的思維去分析和解決工程問題，這纔是其最大的價值所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當樸實，米黃色的封皮上印著深藍色的字體，給人一種老派教材的踏實感。我原本是抱著一種“工具書”的心態翻開它的，畢竟“DSP原理與應用”這個名字本身就預示著硬核的技術內容。然而，第一章導論部分就讓我感到一絲意外的驚喜。它沒有直接跳進復雜的數學公式和晦澀的定義，而是花瞭大量篇幅去描繪數字信號處理在現代生活中的具體應用場景——從手機通話的降噪算法到醫療影像的重建技術。這種自上而下的敘事方式，極大地激發瞭我繼續深入學習的興趣。它成功地將抽象的理論與鮮活的現實需求聯係瞭起來，讓一個初學者也能迅速建立起“我為什麼要學這個”的認知框架。尤其是在介紹采樣定理時，作者不僅僅是給齣瞭Nyquist的公式，還配上瞭生動的時域和頻域圖示，解釋瞭欠采樣導緻的混疊現象如何影響最終信號的重建，這種細緻入微的講解，遠超我預期的普通教材水平。

評分☆☆☆☆☆

在深入到高級主題，例如自適應濾波和數字濾波器設計時，我發現本書在理論深度和工程實用性之間找到瞭一個非常微妙的平衡點。許多參考書在講到LMS算法時，往往隻停留在理論模型的介紹，但這本書卻深入剖析瞭算法在有限字長、噪聲環境下的實際收斂特性和計算復雜度。它用非常清晰的圖錶對比瞭FIR和IIR濾波器的優劣，並給齣瞭在不同資源限製下如何選擇閤適架構的工程判斷標準。對我這種需要快速上手解決實際問題的讀者來說，這種“知道做什麼”和“知道為什麼這麼做”的雙重指導，比單純羅列公式要有用得多。尤其是關於濾波器原型設計（如巴特沃斯和切比雪夫）的選取標準，講解得非常透徹，避免瞭盲目套用公式的弊端。

評分☆☆☆☆☆

接下來的章節，進入瞭DSP係統的核心架構和基本運算環節。坦白說，這是我感覺最考驗耐心的部分，畢竟涉及大量的復數運算和Z變換。但值得稱贊的是，作者在處理這些難啃的骨頭時，采用瞭非常“循序漸進”的教學策略。他沒有一下子把所有理論砸過來，而是將復雜的算法拆解成若乾個小步驟，每一步都配有詳細的推導過程和對應的匯編級彆僞代碼注釋。我特彆欣賞它對流水綫結構和並行處理效率的討論，這部分內容對於理解現代DSP芯片的高速運算能力至關重要。書中還穿插瞭一些“陷阱提示”的小框，專門指齣初學者在理解快速傅裏葉變換（FFT）時最容易犯的錯誤，比如對蝶形運算的理解偏差，這種帶著“過來人”經驗的指導，無疑是極其寶貴的學習輔助，幫我少走瞭不少彎路。