DSP原理與實例應用(新世紀高職高專實用規劃教材——機電係列) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王瑋，萬隆，呂兵，薛蕊，楊曉磊 著

圖書標籤:

• DSP
• 數字信號處理
• 信號處理
• 機電
• 高職高專
• 實用規劃教材
• 工程應用
• 濾波
• FFT
• 通信

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302255055

商品編碼：29773858087

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名：DSP原理與實例應用(新世紀高職高專實用規劃教材——機電係列)

定價：35.00元

作者：王瑋,萬隆,呂兵,薛蕊,楊曉磊

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787302255055

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.699kg

編輯推薦

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內容提要

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本書在介紹DSP基本概念的基礎上，以TI公司的TMS320C28x係列DSP為模型，介紹瞭其硬件結構、中斷係統、存儲器組織及片內外設的基本原理及應用；同時介紹瞭DSP的開發環境及程序設計基礎。本書注重實踐，從典型案例齣發，深入淺齣地介紹瞭DSP的基本原理及應用，同時根據實際案例引齣相關知識點並進行瞭知識總結，使讀者對DSP應用技術更容易理解。
本書適閤DSP初學者閱讀；可作為電子、通信、計算機、自動控製和電力電子技術等專業的高年級本、專科生的DSP課程教材；也可作為DSP開發培訓機構的培訓教材；還可作為DSP技術研究和開發人員的參考用書。

目錄

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章　DSP基礎
1.1 DSP相關的幾個概念
1.1.1　認識DSP
1.1.2　實時DSP係統
1.2　DSP芯片概述
1.2.1　DSP芯片的發展
1.2.2 DSP芯片的分類
1.2.3 DSP芯片的特點
1.2.4 DSP芯片的選擇
1.2.5 TI的DSP芯片
1.2.6 DSP芯片的應用
1.3　數字運算基礎
1.3.1 DSP中數的錶示
1.3.2 DSP數的定標
1.3.3　浮點運算的定點DSP實現
習題
第2章　DSP的結構及原理
2.1 TMS320C28x處理器的主要特點
2.1.1 C28x的主要特點
2.1.2　引腳分布及引腳功能
2.2 CPU和總綫
2.2.1 中央處理單元CPU
2.2.2　地址和數據總綫
2.3　C28x的時鍾和係統控製
2.3.1　案例介紹及知識要點
2.3.2　知識總結——時鍾和係統控製概述
2.3.3　知識總結——時鍾模塊的寄存器
2.3.4　知識總結——鎖相環PLL模塊
2.4　看門狗模塊
2.4.1　案例介紹及知識要點
2.4.2　看門狗模塊功能結構
2.4.3　看門狗模塊的寄存器
習題
第3章　DSP的軟件開發環境
3.1　開發流程和開發工具
3.1.1　軟件開發流程
3.1.2　軟件開發工具
3.2　集成開發環境CCS
3.2.1 CCS集成開發環境概述
3.2.2 CCS環境配置
3.3 CCS基本操作
3.3.1　案例介紹及知識要點
3.3.2　知識總結——CCS調試界麵及工程管理
　　3.3.3　知識總結——工程的構建
3.3.4　知識總結——工程的調試
3.3.5　知識總結——探針和圖形顯示
習題
第4章　DSP程序設計基礎
4.1　認識公共目標文件
4.1.1　案例介紹及知識要點
4.1.2 知識總結一匯編器對段的處理
4.1.3　知識總結——鏈接器對段的處理
4.2　鏈接命令文件
4.2.1　案例介紹及知識要點
　……
第5章　DSP的中斷
第6章　DSP的存儲係統
第7章　定時器
第8章　串行通信接口SCI
第9章　A/D轉換
0章　事件管理器
1章　通用輸入/輸齣
附錄A　考試指導
附錄B　引腳信號說明和實例文件
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《信號處理技術在現代工業中的前沿應用》 內容概述： 本書深入探討瞭數字信號處理（DSP）技術在推動現代工業發展中的關鍵作用與前沿應用。從基礎理論的梳理到實際工程案例的剖析，本書旨在為讀者構建一個全麵而深刻的理解框架，揭示DSP技術如何賦能從智能製造、通信係統到醫療影像的各個領域，引領行業革新。 第一部分：數字信號處理基礎理論與核心算法 本部分將係統性地介紹數字信號處理的基石。我們將從離散時間信號與係統的基本概念齣發，闡述采樣定理、量化、編碼等數字化過程的核心原理。隨後，深入講解傅裏葉變換（FT）、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT），這不僅是理解信號頻譜特性的關鍵，也是後續濾波、分析等應用的基礎。 接著，我們將聚焦於Z變換及其性質，為分析離散時間係統提供強大的數學工具。在此基礎上，本書將詳細介紹各種經典的數字濾波器設計方法，包括IIR（無限衝分衝激響應）濾波器和FIR（有限衝分衝激響應）濾波器。我們將解釋Butterworth、Chebyshev、Elliptic等不同類型的濾波器在性能上的權衡，以及窗函數法、頻率采樣法等FIR濾波器設計技巧。 信號的估計與預測是DSP的重要組成部分。本書將介紹最小均方誤差（LMMSE）估計、卡爾曼濾波等先進的估計算法，並探討它們在噪聲消除、目標跟蹤等方麵的應用。此外，相關分析與捲積是理解信號相互作用、係統響應的核心，我們將對其數學原理和工程實踐進行深入闡述。 第二部分：DSP在智能製造中的應用 在蓬勃發展的智能製造領域，DSP技術扮演著至關重要的角色。本書將重點關注DSP在工業自動化、質量控製和機器人技術中的應用。 工業自動化與過程控製： 傳感器信號的采集與處理： 講解如何利用DSP技術對來自各種工業傳感器的模擬信號進行高精度采集、濾波和降噪，以獲取真實可靠的測量數據。例如，在溫度、壓力、流量等參數的監測中，DSP可以有效濾除電磁乾擾和機械振動帶來的噪聲。 先進控製算法的實現： 介紹PID（比例-積分-微分）控製器、模糊邏輯控製器、神經網絡控製器等在DSP芯片上的高效實現。重點分析DSP如何為這些復雜控製算法提供強大的實時計算能力，從而實現對生産過程的精確調控，提高産品一緻性和生産效率。 故障診斷與預測性維護： 探討DSP在監測設備運行狀態，識彆異常模式方麵的應用。通過對振動、聲音、電流等信號的頻譜分析和模式識彆，DSP能夠提前預警潛在的設備故障，實現預測性維護，減少非計劃停機時間，降低維護成本。例如，在電機、泵等關鍵設備上，通過分析其振動頻譜，可以診斷軸承磨損、不平衡等問題。 精密測量與質量檢測： 機器視覺與圖像處理： 詳細闡述DSP在機器視覺係統中的應用，包括圖像采集、預處理（如去噪、增強）、特徵提取（如邊緣檢測、角點檢測）和目標識彆。通過DSP強大的並行處理能力，可以實現高速、高精度的産品外觀缺陷檢測，尺寸測量等，顯著提升産品質量。 聲學/超聲波檢測： 介紹DSP在聲學傳感器信號處理中的應用，例如利用超聲波進行無損檢測，通過分析反射波形來評估材料的內部缺陷。DSP能夠精確地解析微弱的迴波信號，並進行相關分析，從而判斷材料的完整性。 光學測量技術： 探討DSP在激光測量、白光乾涉等光學測量技術中的信號處理過程，包括乾涉條紋的提取、相位解包等，實現對物體錶麵形貌的高精度測量。 機器人技術與人機交互： 運動控製與路徑規劃： 分析DSP在機器人關節運動控製中的作用，如何通過DSP實時處理來自編碼器、陀螺儀等傳感器的反饋信息，實現對機器人末端執行器的高精度定位和軌跡跟蹤。 環境感知與導航： 介紹DSP在處理激光雷達（LiDAR）、攝像頭等傳感器數據，構建環境三維模型，並進行SLAM（同步定位與建圖）算法實現中的應用，使機器人能夠自主導航和避障。 力覺/觸覺反饋： 探討DSP如何處理來自力傳感器和觸覺傳感器的信號，為機器人實現更精細的操作和與環境的交互提供支持。 第三部分：DSP在通信係統中的創新應用 通信係統是DSP技術應用的另一大重要領域，從基礎的信號調製解調到先進的多輸入多輸齣（MIMO）係統，DSP都發揮著核心作用。 現代通信係統中的信號調製與解調： OFDM（正交頻分復用）技術： 深入解析OFDM技術的核心原理，以及DSP如何高效實現OFDM信號的調製（IFFT）和解調（FFT），從而剋服多徑衰落，提高頻譜利用率。在4G/5G通信、Wi-Fi等技術中，OFDM是關鍵。 MIMO（多輸入多輸齣）係統： 講解MIMO技術如何通過多根天綫來提升通信容量和可靠性，並詳細闡述DSP在波束成形、空分復用（SDM）、最大似然檢測（MLD）等MIMO關鍵技術中的實現。 信道編碼與解碼： 介紹Turbo碼、LDPC（低密度奇偶校驗）碼等現代高效信道編碼技術的原理，以及DSP如何實現復雜的糾錯編碼和解碼算法，提高通信係統的魯棒性。 無綫通信與物聯網（IoT）： 低功耗通信協議處理： 探討DSP在低功耗無綫通信協議（如Bluetooth Low Energy, Zigbee）中的應用，如何通過優化的算法和硬件實現，延長電池壽命，滿足物聯網設備的需求。 軟件定義無綫電（SDR）： 介紹SDR的概念，以及DSP如何作為SDR的核心，通過軟件配置實現靈活的無綫通信功能，適應不同的通信標準和應用場景。 信號檢測與識彆： 在復雜的無綫電環境中，DSP能夠高效地檢測和識彆各種通信信號，為頻譜監測、乾擾抑製等提供技術支撐。 第四部分：DSP在醫療影像與生物信號分析中的突破 DSP技術為醫療健康領域帶來瞭革命性的進步，顯著提升瞭診斷的精度和效率。 醫學影像增強與重建： CT/MRI圖像處理： 詳細介紹DSP在CT（計算機斷層掃描）和MRI（磁共振成像）圖像重建中的關鍵算法，如反投影法、迭代重建法，以及如何通過濾波和增強技術，提高圖像的信噪比和空間分辨率，幫助醫生更清晰地觀察病竈。 超聲成像信號處理： 闡述DSP在超聲成像中的迴波信號處理，包括脈衝壓縮、多普勒效應處理等，實現對人體內部結構的實時成像。 醫學圖像分割與識彆： 探討DSP在圖像分割技術中的應用，例如自動識彆和勾畫齣腫瘤、器官等特定區域，為後續的定量分析和診斷提供基礎。 生物信號的監測與分析： 心電圖（ECG）與腦電圖（EEG）分析： 介紹DSP在ECG和EEG信號采集、去噪、特徵提取（如QRS波群檢測、腦電節律分析）中的應用，為心髒疾病、神經係統疾病的早期診斷和監測提供依據。 語音與聽覺信號處理： 探討DSP在語音識彆、語音閤成、助聽器信號處理中的應用，為聽力障礙人士提供幫助，並為語音交互技術的發展奠定基礎。 生理參數監測： 介紹DSP如何處理來自血氧儀、血壓計等傳感器的信號，實現對人體重要生理參數的實時、準確監測。 第五部分：DSP係統設計與實現考量 本書的最後部分將從工程實踐的角度，探討DSP係統的設計與實現。 DSP處理器架構與選型： 介紹不同類型的DSP處理器，如定點DSP、浮點DSP，以及其在功耗、性能、成本上的差異，為讀者提供選型指導。 嵌入式DSP係統開發： 講解嵌入式DSP係統的軟硬件協同設計，包括匯編語言、C語言的優化編程，以及中斷處理、DMA（直接存儲器訪問）等技術在提高係統效率中的作用。 FPGA在DSP加速中的應用： 探討FPGA（現場可編程門陣列）作為DSP加速器的優勢，如何利用其並行計算能力來實現對計算密集型DSP算法的高性能處理。 算法優化與性能調優： 強調算法在DSP係統中的重要性，介紹各種算法優化技術，如循環展開、流水綫技術、指令級並行等，以最大化DSP處理器的性能。 實際項目開發流程： 結閤案例，梳理DSP項目的完整開發流程，包括需求分析、算法設計、軟硬件實現、測試與部署等環節，幫助讀者掌握實際工程經驗。 本書特色： 本書內容翔實，理論與實踐相結閤，力求貼近實際工程應用。通過豐富的圖錶、僞代碼和案例分析，幫助讀者理解抽象的數學概念，掌握實用的工程技術。本書適閤高等院校機電類、電子信息類、自動化類專業的學生，以及從事相關領域工作的工程師閱讀參考。它不僅是理論學習的寶貴資源，更是解決實際工程問題的有力工具。

評分☆☆☆☆☆

說實話，現在市場上的DSP教材實在太多瞭，要真正脫穎而齣，內容必須有獨到之處。我關注這本書的“實例應用”部分能有多麼的“實例化”。很多書寫著實例，但寫得過於抽象，就像是把理論公式換瞭一種說法。我希望看到的“實例”是那種能讓我直接在開發闆上跑起來的完整工程片段。比如，針對通信領域，能否有基於DSP實現的調製解調基礎模塊（如QPSK/QAM的數字基帶處理）的仿真和實現流程？或者針對音頻處理，能否有關於波形生成、混響效果的DSP實現細節？特彆想知道在講解定點DSP編程時，作者是如何處理溢齣和捨入誤差的細節。在定點運算的世界裏，數學上的“等於”在機器上往往意味著精度的犧牲，一本好的教材應該教會我們如何在有限的資源下，精確地管理這種精度損失。如果這本書在代碼風格上也能體現齣優秀的工程實踐，例如清晰的注釋、模塊化的函數設計，那無疑會成為我案頭的常備工具書，而不是一本隻看不用的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

我注意到這本書的定位是麵嚮“機電係列”的讀者，這使得我對它在機電一體化領域的應用側重抱有很高的期望。在現代工業控製中，DSP承擔著至關重要的角色，尤其是在電機驅動和伺服控製方麵。我非常希望這本書能詳盡地介紹如何利用DSP的專用定時器和PWM模塊來實現高精度的矢量控製（FOC）或直接轉矩控製（DTC）。這不僅僅是調用幾個庫函數的問題，更涉及到如何精確同步傳感器（如編碼器、霍爾元件）的采樣時刻，如何進行復雜的坐標變換（如Clarke/Park變換）的實時計算，以及如何優化這些關鍵算法的執行時間以滿足毫秒甚至微秒級的控製周期要求。如果書中能夠提供一個完整的、基於DSP的無刷直流電機（BLDC）或永磁同步電機（PMSM）驅動係統的軟硬件架構分析和實現流程，我會認為這本書的價值極高。這種深度結閤瞭電力電子和實時計算的案例，是理論教材中最難得、也最能體現“應用”二字的價值所在。

評分☆☆☆☆☆

拿到一本新教材，我通常會先翻看它的章節結構和內容深度。對於“機電係列”的規劃教材，我更關注它在理論講解上的實用性和對工程經驗的傾斜。我希望這本書不是那種僅僅羅列公式和定義的老套路，而是能夠深入剖析DSP應用場景中常見的陷阱和挑戰。例如，在介紹IIR濾波器設計時，我非常好奇作者是如何處理雙綫性變換帶來的頻率映射問題，以及如何通過軟件工具箱來輔助判斷設計參數的閤理性。一個優秀的教材應該能教會讀者“為什麼”要這麼做，而不僅僅是“怎麼做”。再者，針對高職高專的定位，我認為動手實踐環節至關重要。如果書中每章末尾都能設計一些循序漸進的實驗，最好能配套提供實驗開發闆的驅動接口說明和實驗指導，那就太給力瞭。我特彆關注它對實時性保證的闡述，畢竟在運動控製和嵌入式係統中，係統的延遲和抖動是決定成敗的關鍵因素。我期待這本書能提供一些業界內行的經驗總結，比如中斷服務程序的編寫規範，以及如何利用硬件看門狗和內存保護機製來確保係統的健壯性，這些往往是純理論書籍裏缺失的寶貴信息。

評分☆☆☆☆☆

我對這本《DSP原理與實例應用》的期待，很大程度上來源於它“新世紀實用規劃”這個定位。這意味著它應該緊跟當前工業界的主流技術棧，而不是停留在上個時代的經典算法上。例如，在現代信號處理中，FFT的應用已經非常普遍，我更想看到的是如何高效地實現快速傅裏葉變換（FFT）的各種變種，比如扇形分解、蝶形運算的流水綫優化，以及針對不同數據長度的FFT算法選擇。此外，DSP的應用已不再局限於簡單的濾波和頻譜分析，而是深度融入瞭控製係統。我希望書中能花大力氣講解如何將數字PID控製器、狀態觀測器等控製算法，通過查錶法、定點運算等方式，高效地移植到DSP平颱上。這本書如果能提供一些關於DSP與FPGA協同工作的初步概念，哪怕隻是在軟件接口層麵進行介紹，也會讓它在應用價值上更上一層樓。畢竟，未來的嵌入式係統往往是異構計算的天下，提前瞭解這些前沿的集成思路，對提升讀者的未來競爭力非常有益。

評分☆☆☆☆☆

這本《DSP原理與實例應用》聽起來像是專為我們這種需要快速上手實踐的工程技術人員設計的教材。我最近在找一本能把那些晦澀的數字信號處理理論與實際項目緊密結閤起來的書，市麵上很多教材要麼理論太深奧，讀起來像在啃教科書，要麼實例太簡單，根本解決不瞭實際工程中的痛點。我特彆期待這本書能在這兩者之間找到一個完美的平衡點。比如，在傅裏葉變換、濾波器的設計與實現這些核心章節中，如果能用清晰直觀的圖示來解釋背後的數學原理，然後再立刻展示如何在主流的DSP芯片（比如TI的C6000係列或者ADI的Blackfin係列）上用C語言或匯編語言進行高效編程，那簡直就是太棒瞭。我希望能看到一些關於實時係統約束下的算法優化技巧，例如如何處理定點運算的精度問題，以及如何利用硬件加速器來提升性能。如果書中還能附帶一些完整的項目案例，例如音頻降噪、電機控製或者簡單的圖像處理應用的代碼和硬件連接指南，那就更好瞭，這將極大地縮短我將理論轉化為實際産品的周期。總之，我希望它是一本能真正指導我從“知道原理”到“做齣産品”的工具書，而不是一本束之高閣的參考手冊。