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梁义涛 等 著

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• 21世纪高等学校规划教材
• 9787302270720
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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302270720

商品编码：29760412923

包装：平装

出版时间：2012-02-01

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基本信息

书名：现代DSP技术及应用/21世纪高等学校规划教材 电子信息

定价：38.00元

作者：梁义涛 等

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-02-01

ISBN：9787302270720

字数：

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版次：1

装帧：平装

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编辑推荐

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内容提要

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《21世纪高等学校规划教材·电子信息：现代DSP技术及应用》以德州仪器（TI）公司的16位定点DSP TMS320C54x和CVT�睤SP�并蚴笛橄低澄�例，详细描述了DSP系统的设计与实现方法。首先，绪论部分介绍了DSP的基础知识、新的技术发展以及DSP系统的设计概要； 然后详细讲解了TMS320C54x的硬件结构、TMS320C54x的指令系统、
TMS320C54x的软件开发和DSP集成开发环境； 接着讨论了TMS320C54x片内外设和TMS320C54x基本系统设计，并介绍了汇编应用程序设计及语音信号采集系统设计； 后结合CVT�睤SP�并蚴笛橄低常�由浅入深地给出7个完整的实验设计，方便读者更深入地理解和掌握DSP系统的开发语言和开发环境。
《21世纪高等学校规划教材·电子信息：现代DSP技术及应用》可作为高等院校电子信息类学科的研究生和高年级学生的教材，也可供从事DSP芯片开发应用的广大工程人员参考。

目录

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目录
章 绪论
1.1 引言
1.1.1 数字信号处理概念简介
1.1.2 研究数字信号处理实现技术的必要性
1.1.3 数字信号处理的实现
1.1.4 DSP系统简介
1.1.5 DSP系统的特点
1.2 DSP芯片
1.2.1 DSP芯片的结构特点
1.2.2 DSP芯片的分类
1.2.3 DSP芯片的发展及趋势
1.2.4 DSP芯片的应用
1.3 TI主要DSP芯片概述
1.3.1 TIDSP芯片命名规则
1.3.2 DSP芯片系列简介
1.4 DSP系统设计概要
1.4.1 DSP系统设计过程
1.4.2 DSP芯片的选择

第2章 TMS320C54x的硬件结构
2.1 TMS320C54x的基本结构及特性
2.1.1 TMS320C54x的基本结构
2.1.2 TMS320C54x的主要特性
2.2 总线结构
2.2.1 内部总线结构
2.2.2 外部总线结构
2.3 中央处理单元
2.3.1 算术逻辑运算单元（ALU）
2.3.2 累加器A和B
2.3.3 桶形移位器
2.3.4 乘法器/加法器单元（MAC）
2.3.5 比较、选择和存储单元（CSSU）
2.3.6 指数编码器（EXP）
2.3.7 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
2.4.2 程序存储器
2.4.3 数据存储器
2.4.4 I/O存储空间
2.5 TMS320C54x系统控制
2.5.1 程序地址的产生
2.5.2 流水线
2.5.3 中断
2.5.4 系统复位
2.5.5 省电和保持方式
2.6 TMS320VC5416的结构、特性与引脚

第3章 TMS320C54x的指令系统
3.1 指令的表示方法
3.1.1 指令中的符号
3.1.2 指令中的运算符
3.2 寻址方式
3.2.1 立即寻址
3.2.2 寻址
3.2.3 累加器寻址
3.2.4 直接寻址
3.2.5 间接寻址
3.2.6 存储器映像寄存器寻址
3.2.7 堆栈寻址
3.3 指令系统
3.3.1 算术运算指令
3.3.2 逻辑运算指令
3.3.3 程序控制指令
3.3.4 存储和装入指令

第4章 TMS320C54x的软件开发
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 汇编语言源程序举例
4.2.2 汇编语言常量
4.2.3 汇编源程序中的字符串
4.2.4 汇编源程序中的符号
4.2.5 汇编源程序中的表达式
4.3 汇编伪指令和宏指令
4.3.1 汇编伪指令
4.3.2 宏及宏的使用
4.4 汇编语言程序设计
4.4.1 程序的控制与转移
4.4.2 数据块传送程序
4.4.3 算术运算类程序
4.5 公共目标文件格式--COFF
4.5.1 COFF文件中的段
4.5.2 汇编器对段的处理
4.5.3 链接器对段的处理
4.6 汇编源程序的编辑、汇编和链接过程

第5章 DSP集成开发环境
5.1 CCS集成开发环境简介
5.1.1 CCS的安装及设置
5.1.2 CCS的窗口、菜单和工具条
5.2 CCS应用举例
5.2.1 应用实例
5.2.2 基本应用
5.2.3 探针和显示图形的使用
5.3 CCS工程项目的创建与调试
5.3.1 CCS工程项目的管理
5.3.2 CCS源文件的管理
5.3.3 通用扩展语言--GEL
5.3.4 程序的运行和控制
5.3.5 图形工具的使用
5.3.6 数据输入与输出

第6章 TMS320C54x片内外设
6.1 DSP片内外设概述
6.2 可编程定时器
6.3 串行口
6.3.1 串行口概述
6.3.2 标准同步串行口（SP）
6.3.3 带缓冲的串行接口（BSP）
6.3.4 时分复用串行接口（TDM）
6.3.5 多通道缓冲串行接口（McBSP）
6.4 主机接口（HPI）
6.4.1 HPI与主机的连接框图
6.4.2 HPI控制寄存器
6.4.3 标准8位主机接口HPI��8
6.4.4 增强的8位HPI（HPI��8）
6.4.5 应用举例

第7章 TMS320C54x基本系统设计
7.1 硬件设计概述
7.2 时钟电路
7.2.1 时钟发生器
7.2.2 硬件配置的PLL
7.2.3 软件可编程PLL
7.3 复位电路
7.4 电源电路
7.4.1 电源电压及电流要求
7.4.2 电源电压的产生
7.4.3 电源解决方案
7.4.4 电平转换电路
7.5 A/D和D/A接口设计
7.5.1 A/D接口设计
7.5.2 D/A接口设计
7.6 外部存储器和I/O扩展
7.6.1 C54x的外部总线结构
7.6.2 C54x外部访问等待状态的产生
7.6.3 外部存储器的扩展
7.6.4 TMS320C54xDSP与MPS430微处理器的接口设计
7.6.5 TMS320C54xDSP与PC并行接口的接口设计
7.6.6 TMS320C54x与PCI总线的接口设计
7.7 JTAG在线仿真调试接口电路设计

第8章 汇编应用程序设计
8.1 DSP应用系统设计的基本步骤
8.2 正弦信号发生器
8.2.1 信号产生算法原理
8.2.2 正弦波信号发生器的设计与实现
8.3 FIR数字滤波器
8.3.1 FIR滤波器的基本原理和结构
8.3.2 FIR滤波器的设计方法
8.4 快速傅里叶变换（FFT）

第9章 语音信号采集系统设计
9.1 语音接口芯片TLV320AIC23简介
9.1.1 引脚介绍
9.1.2 控制接口
9.1.3 寄存器映射
9.1.4 模拟接口
9.1.5 数字音频接口
9.1.6 音频采样率
9.2 硬件设计
9.3 软件设计

0章 实验
10.1 实验箱说明书
10.1.1 简介
10.1.2 实验箱各单元的结构和功能
10.2 实验1（验证性实验）：CCS软件的使用
10.3 实验2（验证性实验）：基本运算（一）
10.4 实验3（验证性实验）：基本运算（二）
10.5 实验4（验证性实验）：存储器实验
10.6 实验5（验证性实验）：FFT变换
10.7 实验6（综合性实验）：FIR滤波器设计
10.8 实验7（设计性实验）：步进电动机驱动
附录
附录ATMS320C54x指令系统一览表（按指令字母顺序排列）
附录B伪指令汇总表
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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数字信号处理：理论、算法与工程实践 内容概要 本书全面深入地探讨了数字信号处理（DSP）的核心理论、关键算法及其在实际工程中的应用。全书共分为 X 章，从最基础的信号与系统概念出发，逐步引入离散时间信号、傅里叶分析、Z变换、滤波器设计等核心理论，并详细讲解了各种重要的DSP算法，如快速傅里叶变换（FFT）、离散余弦变换（DCT）、沃尔什-哈达玛变换（WHT）等。在理论和算法讲解的基础上，本书重点强调了DSP在通信、音频、图像、生物医学、雷达与声纳等众多领域的工程实践应用，通过大量的实例和案例分析，帮助读者理解DSP技术的实际价值和实现方法。 第一章：信号与系统基础 本章是数字信号处理的基石，为后续章节的学习奠定坚实的基础。首先，我们介绍连续时间信号的基本概念，包括周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等，并探讨了信号的分类与特性。接着，深入分析了连续时间系统的基本性质，如线性、时不变性、因果性、稳定性等，并引入了卷积积分作为描述线性时不变（LTI）系统的核心工具。本章还涵盖了信号的分解方法，如傅里叶级数和傅里叶变换，用于分析信号的频域特性。 第二章：离散时间信号与系统 本章将连续时间信号与系统概念推广到离散时间领域。我们首先定义了离散时间信号，包括单位脉冲信号、单位阶跃信号、指数信号等，并介绍了其基本运算和特性。随后，详细阐述了离散时间系统的基本性质，并引入了卷积和作为描述离散时间LTI系统的核心运算。此外，本章还介绍了离散时间傅里叶变换（DTFT）及其性质，为分析离散时间信号的频域特性提供了重要工具。 第三章：Z变换及其性质 Z变换是分析离散时间系统和信号的有力数学工具，本章对其进行深入探讨。我们定义了Z变换和逆Z变换，并详细讲解了Z变换的收敛域（ROC）的概念及其重要性。随后，系统阐述了Z变换的各种性质，如线性性、时移性、尺度变换性、卷积性质等，并展示了如何利用Z变换来求解LTI系统的零状态响应和零输入响应。本章还介绍了Z变换在系统函数分析和稳定性判断中的应用。 第四章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 离散傅里叶变换（DFT）是将有限长离散时间信号变换到频域的关键工具。本章首先定义了DFT及其性质，并讨论了其在频谱分析中的应用。然而，直接计算DFT的复杂度很高，因此，我们重点介绍了快速傅里叶变换（FFT）算法。详细讲解了两种主要的FFT算法：按时间抽取的FFT（Cooley-Tukey算法）和按频率抽取的FFT（Cooley-Tukey算法），并分析了它们的计算复杂度。本章还通过实例演示了FFT在信号频谱分析、卷积计算等方面的实际应用。 第五章：数字滤波器设计 数字滤波器是数字信号处理的核心组件，用于选择性地保留或去除信号中的特定频率成分。本章首先区分了无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器，并介绍了它们的优缺点。随后，详细讲解了两种主要滤波器的设计方法。对于IIR滤波器，我们介绍了巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器等经典设计方法，并讲解了原型滤波器设计和频率变换技术。对于FIR滤波器，本章重点介绍了窗函数法和频率采样法，并分析了不同窗函数（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗）的特性对滤波器性能的影响。 第六章：有限脉冲响应（FIR）滤波器详解 本章将聚焦于FIR滤波器的设计与实现。我们进一步探讨FIR滤波器的基本性质，如对称性与反对称性对滤波器频率响应的影响。重点讲解了使用频率采样法设计具有任意幅度响应的FIR滤波器，并分析了使用最小二乘法等优化方法来获得更佳的滤波器性能。本章还深入探讨了最优FIR滤波器设计（例如，Parks-McClellan算法），它能够最小化滤波器设计中的幅度响应误差。通过具体实例，展示了如何根据实际应用需求设计出高性能的FIR滤波器。 第七章：无限脉冲响应（IIR）滤波器详解 本章深入研究IIR滤波器的设计与实现。我们回顾了IIR滤波器的传递函数表示，并详细讲解了将模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）转换为数字IIR滤波器的方法，如脉冲不变法和双线性变换法，并分析了这两种方法的优缺点及其适用场景。本章还介绍了IIR滤波器的级联、并联实现结构，以及如何通过选择合适的结构来优化滤波器的计算效率和稳定性。 第八章：多速率数字信号处理 多速率DSP是处理采样率不同的信号的专门技术，在通信、音频编解码等领域具有广泛应用。本章介绍了信号的抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的概念，以及它们与下采样和上采样之间的关系。详细讲解了多速率信号处理的基本理论，包括采样率变换器的设计，如抽取器和插值器的设计。本章还探讨了多带采样定理，并介绍了一些基本的多速率算法，如多相分解。 第九章：自适应信号处理 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其滤波器参数，从而优化性能。本章介绍了自适应滤波器的基本概念和工作原理，并详细讲解了几种经典的自适应算法，如最小均方（LMS）算法及其变种（如归一化LMS、极性LMS）。此外，还介绍了递归最小二乘（RLS）算法，并对比了LMS和RLS算法的性能特点。本章的重点在于自适应算法在噪声消除、回声消除、信道均衡等实际工程问题中的应用。 第十章：数字信号处理器（DSP）硬件及其编程 本章将理论与实践相结合，介绍数字信号处理器（DSP）硬件平台及其编程。我们首先概述了通用DSP处理器（如TI C5000/C6000系列、Analog Devices SHARC系列）的体系结构特点，包括指令集、总线结构、中断处理等。随后，讲解了DSP系统的开发流程，包括硬件选型、软件开发环境的搭建、汇编语言和C语言在DSP上的编程技巧。本章还通过简单的DSP程序实例，演示如何实现基本的信号处理算法。 第十一章：DSP在通信系统中的应用 本章深入探讨DSP在现代通信系统中的关键作用。我们首先介绍在数字通信系统中，DSP如何用于信号的调制与解调，包括ASK、FSK、PSK、QAM等调制方式的实现。随后，重点讲解了DSP在信道编码与解码、误码率纠正中的应用，如卷积码、 BCH码、Turbo码的译码。此外，本章还探讨了DSP在均衡技术（如自适应均衡）中的应用，用于补偿信道失真，提高通信质量。 第十二章：DSP在音频信号处理中的应用 音频信号处理是DSP最直观的应用领域之一。本章介绍了音频信号的数字化过程，包括采样、量化和编码。详细讲解了DSP在音频信号压缩与解压缩中的应用，如MP3、AAC等音频编码格式的原理和实现。此外，本章还探讨了DSP在音频效果处理（如混响、均衡、降噪）中的应用，以及在语音识别、语音合成等领域的技术。 第十三章：DSP在图像与视频处理中的应用 图像与视频处理是DSP的另一个重要应用领域。本章介绍了数字图像的表示及其基本处理操作，如图像增强、滤波、边缘检测等。详细讲解了DSP在图像压缩技术中的应用，如JPEG标准。对于视频处理，本章探讨了DSP在视频信号的数字化、视频编码（如H.264/AVC）和视频解码中的作用，以及在视频分析、目标跟踪等方面的应用。 第十四章：DSP在生物医学工程中的应用 本章探讨DSP在生物医学工程领域的重要应用。我们首先介绍如何利用DSP对生理信号进行采集和处理，如心电图（ECG）、脑电图（EEG）、肌电图（EMG）等。详细讲解了DSP在医学影像处理中的应用，如CT、MRI、超声图像的重建与增强。此外，本章还探讨了DSP在医疗诊断辅助、医学信号的模式识别等方面的应用。 第十五章：DSP在雷达与声纳系统中的应用 雷达与声纳系统是DSP的重要应用领域。本章介绍了雷达与声纳信号的基本特性，并讲解了DSP在信号的发射与接收中的作用。重点探讨了DSP在目标检测、距离和速度测量中的应用，如脉冲压缩技术。此外，本章还讲解了DSP在目标跟踪、目标识别以及在多普勒效应分析中的应用。 结论 本书通过理论讲解、算法阐述和丰富的工程实践应用案例，旨在为读者提供一个全面、深入的数字信号处理知识体系。本书强调理论与实践的结合，希望读者在掌握DSP核心概念和技术的同时，能够深刻理解这些技术在解决实际工程问题中的强大能力，从而为他们在相关领域的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从排版和印刷质量来看，这本书无疑是教科书中的上乘之作。无论是文字的间距，还是公式的字体大小，都经过了反复的斟酌，确保长时间阅读下来眼睛也不会感到过分疲劳。特别值得称赞的是，它对于那些核心的数学公式和程序代码片段的呈现方式，处理得非常到位。公式没有因为排版压缩而显得拥挤不清，而代码块则使用了清晰的等宽字体，缩进对齐都一丝不苟，这对于我们后续进行代码模仿和调试时，避免因格式错误而导致的调试陷阱，有着不可估量的帮助。要知道，在学习计算机和电子工程领域时，一个小的格式错误可能导致整个程序逻辑的混乱，这本书在细节上杜绝了这种低级错误的发生，体现了严谨的学术态度和对读者学习体验的尊重。

评分☆☆☆☆☆

这部书的装帧设计实在让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配合着清晰的字体排版，一看就是那种踏踏实实的教材风格，不是那种花里胡哨的商业书籍能比的。我特别喜欢它纸张的质感，拿在手里沉甸甸的，翻阅起来那种沙沙的触感，让人感觉知识的分量十足。虽然内容我还没来得及深入研读，但光是从书本的实体感受上，就能体会到出版社在细节上的用心。它放在书架上，那种专业的气场就自然而然地散发出来了，让人一看就知道这是经过精心编纂的严肃学术作品。相比我以前买过的一些电子工程类的书，这本书的开本设计得非常合理，既保证了图表展示的空间，又方便携带和翻阅，这点对于需要经常带着书本往返于教室和图书馆的学生来说，简直是太友好了。我甚至注意到书脊部分的装订线处理得非常平整，即使经常翻到中间部分，也不用担心书页会松脱，这对于一本需要长期陪伴学习的教材来说，是至关重要的质量保证。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我买这本书主要是冲着作者的业界声誉去的，传说中他们在该领域深耕多年，积累了丰富的实践经验。这本书的行文风格就带有一种老道的沉稳感，没有年轻作者常有的那种浮躁或过度自信，而是字里行间透露出一种经过无数次试错后才沉淀下来的深刻洞察力。它不像某些翻译过来生硬的教材那样，读起来像是在“啃石头”，而是非常注重语言的流畅性和逻辑的连贯性，让读者在学习复杂技术的同时，也能享受到阅读的乐趣。虽然我还没有深入到高阶难点的攻克，但仅从它在基础概念引入时那种循循善诱的态度，我就能预感到，这本书在面对那些真正硬核的算法优化和硬件接口部分时，也一定会保持这种清晰、有条理的阐述风格，帮助我们真正掌握这项核心技术。

评分☆☆☆☆☆

我花了好大功夫才把这本书的目录结构摸索清楚，不得不说，它的章节划分逻辑性极强，简直就是为自学者量身定做的路线图。从最基础的信号处理理论铺垫，到逐步深入到复杂的算法实现，每一步的衔接都显得那么自然而然，读起来一点也不生涩。尤其是它在引入新的概念时，总会先用一个非常直观的例子来打底，把抽象的数学描述拉回到实际工程场景中去，这点对于我这种偏向应用实践的读者来说，简直是醍醐灌顶。我翻看了一小节关于傅里叶变换在时域和频域切换的讲解，作者的阐述方式非常巧妙，没有陷入那种枯燥的公式堆砌，而是通过生动的图形演示（虽然我还没看到具体的插图，但从文字描述中就能构建出那个画面），让人对变换过程有了非常清晰的几何直觉。这种由浅入深、注重直观理解的编排方式，无疑能大大降低初学者的学习门槛，绝对不是那种只顾堆砌难度的“炫技”教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配图和案例的选择，透露出一种紧跟时代脉搏的专业态度。虽然我还没完全阅读，但随便翻到几页，就能看到许多与当下工业前沿技术紧密相关的实例名称。它没有沉溺于过时的理论模型，而是着重展示现代DSP技术是如何解决实际工程难题的，比如在音频编码、图像滤波，甚至是某些嵌入式系统的实时控制中，这些具体的应用场景的描述，极大地激发了我继续往下啃的动力。很多教材在讲完理论后，总会草草收场，留给读者自己去琢磨如何落地，但这本书似乎在这方面投入了巨大的精力，它仿佛在告诉你：“看，这些理论不是为了考试而存在的，它们是用来改造世界的工具。”这种强烈的工程导向性，让我对它后续内容的实用价值充满了信心，它显然不是一本只停留在纸面上的“象牙塔”读物。