DSP技术与应用基础（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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俞一彪，曹洪龙，邵雷 著

图书标签:

• 数字信号处理
• DSP
• 信号处理
• 通信工程
• 电子工程
• 算法
• MATLAB
• 滤波器
• 傅里叶变换
• 应用基础

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301247778

版次：2

商品编码：11545132

包装：平装

丛书名： 21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材

开本：16开

出版时间：2014-09-01

用纸：胶版纸

页数：372

编辑推荐

　　《DSP技术与应用基础（第2版）》面向DSP技术与应用系统设计的初学者，是一本入门性教材，适合各类高等院校电子信息类、电气信息类、电子科学与技术类、自动控制与生物医学工程等本专科专业学生学习，也可以供研究生和相关专业领域的工程师和技术人员参考。

内容简介

　　《DSP技术与应用基础（第2版）》介绍DSP基本概念与应用系统的基础开发技术，包括DSP结构与工作原理、应用程序与硬件电路的设计方法。全书共有9章内容：DSP处理器概述；C54x结构与工作原理；CCS集成开发环境；DSP程序的调试与分析；基于DSP/BIOS的程序设计；汇编语言程序设计；音频信号处理应用程序设计；DSP硬件系统设计；DSP嵌入式系统设计实例。本书内容全面，介绍由浅入深、先易后难，从第3章开始每章附有实验指导，便于教学。
本书面向DSP技术与应用系统设计的初学者，是一本入门性教材，适合各类高等院校电子信息类、电气信息类、电子科学与技术类、自动控制与生物医学工程等本专科专业学生学习，也可以供研究生和相关专业领域的工程师和技术人员参考。

作者简介

　　俞一彪,教授，工学博士。1991年至今苏州大学副教授、教授。2001-2002年日本爱知工业大学访问研究员，2009年日本东京大学客座教授。现任苏州大学语音与图像技术研究所所长、信息工程系主任。

目录

第1章 DSP概述 1
1.1 DSP基本概念 3
1.1.1 模拟技术与数字技术 3
1.1.2 数字信号处理系统的构成 4
1.1.3 数字信号处理的实现方法 4
1.2 DSP芯片简介 5
1.2.1 DSP芯片的发展 5
1.2.2 DSP芯片的特点 6
1.2.3 DSP芯片的分类 7
1.2.4 DSP芯片的性能指标 7
1.3 TI公司DSP芯片简介 7
1.3.1 C2000系列简介 8
1.3.2 C5000系列简介 9
1.3.3 C6000系列简介 10
1.3.4 OMAP系列简介 11
1.3.5 DaVinci系列简介 13
1.3.6 KeyStone多核系列简介 14
1.4 基于DSP的嵌入式系统 16
1.4.1 设计流程 16
1.4.2 开发工具与实验平台 17
1.4.3 典型DSP嵌入式应用系统 17
1.4.4 DSP嵌入式系统特点 20
小结 20
习题 22
第2章 TMS320C54x结构与
工作原理 23
2.1 中央处理器 25
2.1.1 算术逻辑单元 26
2.1.2 累加器A和B 27
2.1.3 桶形移位寄存器 29
2.1.4 乘法/累加器 31
2.1.5 比较、选择和存储单元 32
2.1.6 指数编码器 33
2.1.7　CPU状态和控制寄存器 34
2.2 总线结构 38
2.3 存储器 39
2.3.1 普通存储器概念 39
2.3.2 存储器空间分配 40
2.3.3 程序存储空间 42
2.3.4 数据存储空间 44
2.3.5　I/O存储空间 46
2.4 片内外设与外部引脚 47
2.4.1 软件可编程等待状态发生器 47
2.4.2 可编程分区转换逻辑 48
2.4.3 主机接口HPI 49
2.4.4 串行口 51
2.4.5 定时器 55
2.4.6 时钟发生器PLL 56
2.4.7 DMA控制器 58
2.4.8 外部引脚 59
2.5 中断系统 62
2.5.1 中断分类 63
2.5.2 中断寄存器 64
2.5.3 中断处理步骤 65
小结 66
习题 68
第3章 CCS集成开发环境 69
3.1 DSP程序开发流程 70
3.1.1 DSP程序开发的基本流程 70
3.1.2 C语言程序开发流程 71
3.2 DSP实验开发平台 71
3.2.1 TMS320VC5416 DSK
实验开发平台 72
3.2.2 SEED5416 DTK实验
开发平台 73
3.3 CCS集成开发环境 74
3.3.1 CCS的安装 74
3.3.2 CCS的配置 76
3.3.3 CCS的启动及用户界面 77
3.3.4 CCS菜单 80
3.3.5 CCS工具栏 84
3.4 CCS应用程序设计初步 87
3.4.1 CCS中的工程 88
3.4.2 源程序文件建立 89
3.4.3 支持库文件 89
3.4.4 链接配置文件 90
3.4.5 编译与链接 94
3.4.6 下载并运行out文件 96
3.5 信号频谱分析的DSP实现 97
3.5.1 离散信号傅里叶变换的
定义 97
3.5.2 DFT程序设计示例 98
3.6 CCS5.x中DSP应用程序设计 99
3.6.1 DSP目标平台设置 99
3.6.2 利用CCS5.x实现信号频谱
分析 100
小结 102
习题 103
实验一 DFT频谱分析 103
第4章 DSP程序的调试与分析 105
4.1 DSP程序的基本调试方法 108
4.1.1 诊断信息形式 108
4.1.2 编译警告和错误及其
解决方法 108
4.1.3 链接警告和错误及其
解决方法 110
4.2 CCS的常用调试工具和命令 111
4.2.1 常用调试工具 111
4.2.2 常用调试命令 112
4.3 DSP程序的输入/输出分析 113
4.3.1 C语言的输入/输出语句 113
4.3.2 Watch窗口对话框的应用 113
4.3.3 图形分析窗口 114
4.3.4 File I/O应用 119
4.3.5 数据的下载与保存 123
4.4 剖析方法 124
4.4.1 时钟剖析 124
4.4.2 剖析会话 126
4.4.3 剖析应用示例 128
4.5 通用扩展语言 128
4.5.1 GEL的语法 129
4.5.2 下载/卸载GEL文件 134
4.5.3 GEL文件应用示例 135
4.6 CCS5.x中DSP程序调试分析
方法 135
小结 137
习题 140
实验二 DFT频谱分析--调试与
剖析 140
第5章 基于DSP/BIOS的程序设计 143
5.1 DSP/BIOS简介 144
5.1.1 DSP/BIOS优点 144
5.1.2 DSP/BIOS组成 145
5.2 DSP/BIOS配置工具的应用 148
5.2.1 创建、打开、保存DSP/BIOS
配置文件 149
5.2.2 编辑DSP/BIOS配置文件 150
5.3 DSP/BIOS应用程序执行顺序和
组成 162
5.3.1 DSP/BIOS应用程序执行
顺序 163
5.3.2 DSP/BIOS应用程序组成和
开发过程 165
5.4 基于DSP/BIOS的DFT频谱分析
程序设计 166
5.5 DSP/BIOS分析工具应用 172
5.6 CCS5.x中DSP/BIOS简介 177
小结 178
习题 180
实验三 基于DSP/BIOS的DFT
频谱分析 180
第6章 汇编语言程序设计 183
6.1 汇编语言概述 184
6.1.1 汇编语言常量 184
6.1.2 汇编语言中的符号 185
6.1.3 汇编语言中的表达式 188
6.1.4 汇编语言程序格式 189
6.1.5 汇编语言指令寻址方式 190
6.2 汇编指令系统 195
6.2.1 算术运算指令 195
6.2.2 逻辑运算指令 204
6.2.3 程序控制指令 207
6.2.4　存储和装入指令 212
6.3 汇编伪指令和宏指令 217
6.3.1 汇编伪指令 217
6.3.2 汇编宏指令 220
6.4 汇编器、链接器和公共目标文件
COFF 221
6.4.1 汇编器 222
6.4.2 链接器 223
6.4.3 COFF文件 224
6.4.4 汇编器对COFF的处理 225
6.4.5 链接器对COFF的处理 226
6.5 汇编语言程序设计 229
6.5.1 汇编和C语言混合编程 229
6.5.2 汇编编程举例 231
小结 235
习题 237
实验四 FIR数字滤波器 238
第7章 音频信号处理应用程序设计 244
7.1 音频信号的采集与I/O 245
7.1.1 音频芯片PCM3002 246
7.1.2 PCM3002的应用程序接口 248
7.2 程序外部控制与信息提示 253
7.2.1 DIP开关控制 253
7.2.2 LED指示灯控制 254
7.3 FLASH存储器数据的读/写 255
7.3.1 FLASH存储器结构与
基本特性 256
7.3.2 FLASH存储器的应用
程序接口 257
7.4 音频信号处理程序 259
7.4.1 总体设计 260
7.4.2 音频信号的采集与存储 260
7.4.3 音频信号的回放输出 261
7.4.4 音频信号的加密 262
7.4.5 音频信号的解密 264
7.4.6 总控--功能选择控制与
信息提示 265
小结 266
习题 268
实验五 语音保密通信 268
第8章 DSP硬件系统设计 271
8.1 电源、时钟与复位设计 272
8.1.1 电源电路 272
8.1.2 省电方式设计 274
8.1.3 复位电路 275
8.1.4 时钟电路 277
8.2 I/O电平转换设计 277
8.2.1 各种电平标准 277
8.2.2 3.3V与5V电平转换 278
8.2.3 转换电路实现方法 278
8.3 JTAG仿真接口电路 279
8.4 外部存储器和I/O扩展设计 280
8.4.1 外部程序存储器扩展 280
8.4.2 外部数据存储器扩展 281
8.4.3 I/O口扩展 283
8.5 A/D和D/A接口电路 285
8.5.1 A/D接口设计 286
8.5.2 D/A接口设计 289
8.6 DSP系统自举 291
8.6.1 DSP系统自举模式 291
8.6.2 DSP选择自举方式的
检测次序 292
8.6.3 Bootloader程序的自举
列表 296
8.6.4 FlashBurn的应用 300
小结 304
习题 309
实验六 可自举的音频信号处理系统 309
第9章 DSP嵌入式系统设计实例 312
9.1 脉像测试分析系统的设计目标
分析 313
9.1.1 脉像测试分析系统的
设计目标 313
9.1.2 目标分析 313
9.2 脉像测试分析系统的方案确定 315
9.2.1 方案的分析 315
9.2.2 方案的形成 317
9.3 脉像测试分析系统的硬件实现 318
9.3.1 原理图设计 318
9.3.2 PCB设计 319
9.3.3 PCB焊接和调试 319
9.4 脉像测试分析系统的软件设计 319
9.5 高清视频采集系统的设计目标
分析 321

9.5.1 高清视频采集系统的设计
目标 321
9.5.2 目标分析 321
9.6 高清视频采集系统的方案确定 323
9.6.1 方案的分析 323
9.6.2 操作系统的确定 323
9.6.3 方案的确定 324
9.7 高清视频采集系统嵌入式Linux
软件的开发 324
9.7.1 嵌入式Linux开发环境
搭建 324
9.7.2 嵌入式Linux内核裁剪与
移植 326
9.7.3 引导加载程序移植 328
9.7.4 根文件系统制作 330
9.8 高清视频采集系统软件设计的
开发 331
9.8.1 视频采集驱动程序设计 331
9.8.2 视频采集与显示程序设计 334
9.9 QT界面的开发 338
9.9.1 Qt/E介绍 339
9.9.2 Qt/E界面设计与实现 340
小结 342
习题 344
参考文献 345

前言/序言

《数字信号处理（第二版）：原理、算法与系统实现》 内容简介 本书全面深入地介绍了数字信号处理（DSP）领域的核心概念、关键技术和实际应用。从基础的离散时间信号与系统理论出发，逐步深入到各种重要的DSP算法，并探讨了DSP在现代工程技术中的广泛应用。本书力求理论与实践相结合，旨在为读者构建扎实的DSP知识体系，并培养独立分析和解决实际问题的能力。 第一部分：数字信号处理基础 本部分将为读者打下坚实的理论基础。我们将从最基本的概念讲起，逐步深入。 离散时间信号与系统: 详细阐述了离散时间信号（DT Signal）的定义、分类（如能量信号、功率信号、周期信号、非周期信号等）以及其在时域、频域的基本表示方法。我们将引入离散时间卷积（Discrete-Time Convolution）这一核心运算，它是分析和理解线性时不变（LTI）系统行为的关键。此外，还将介绍LTI系统的基本性质（如叠加性、时不变性、因果性、稳定性）及其判断方法。 傅里叶变换（Fourier Transform）家族: 这是DSP的核心工具之一。本书将系统介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶级数（DFS）和离散傅里叶变换（DFT）。我们将深入讲解DTFT的性质，包括线性、时移、频移、对称性、帕塞瓦尔定理等，并展示它如何揭示信号的频谱特性。DFS则用于分析周期信号，而DFT则是实际数字系统中进行频谱分析的基础。我们将重点分析DFT的计算复杂性，为后续快速傅里叶变换（FFT）的引入铺垫。 Z变换（Z-Transform）: Z变换是分析离散时间系统，特别是因果和稳定的线性时不变系统的有力工具。本书将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性。我们将推导Z变换的各种性质，包括线性、时移、积分、微分、初值定理、终值定理等。通过Z变换，我们可以将差分方程转化为代数方程，从而更方便地分析系统的频率响应和稳定性。 傅里叶变换在系统分析中的应用: 本部分将结合傅里叶变换和Z变换的知识，深入分析LTI系统的频率响应（Frequency Response）。我们将讲解如何利用系统的传递函数（Transfer Function）来描述系统对不同频率信号的处理特性，包括幅度响应和相位响应。通过频率响应，我们可以直观地理解系统的滤波特性，例如低通、高通、带通和带阻滤波器的原理。 第二部分：数字信号处理算法 本部分将聚焦于实现数字信号处理的关键算法，这些算法是构建DSP系统的核心。 快速傅里叶变换（FFT）算法: DFT的直接计算量很大，尤其是在信号长度较大时。FFT算法极大地降低了DFT的计算复杂度，使得实时频谱分析成为可能。本书将详细介绍几种主流的FFT算法，包括Cooley-Tukey算法（蝶形运算）的基-2、基-4以及混合基等不同形式。我们将从原理上剖析FFT算法的分解思路，并分析其计算效率的提升。 滤波器设计（Filter Design）: 滤波器在信号处理中扮演着至关重要的角色，用于去除噪声、提取特定频率成分或塑造信号波形。本书将详细介绍两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 IIR滤波器: 介绍如何将模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）转换为数字滤波器，包括脉冲响应不变法（Impulse Invariance）和双线性变换法（Bilinear Transform）等设计方法。我们将分析IIR滤波器的优点（计算量小、阶数低）和缺点（稳定性问题、相位失真）。 FIR滤波器: 介绍其基本结构和设计方法，包括窗函数法（Windowing Method）和频率采样法（Frequency Sampling Method）。我们将分析FIR滤波器的优点（线性相位、易于实现稳定）和缺点（阶数较高、计算量相对较大）。 滤波器性能评估: 讲解如何评估滤波器的性能，例如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度、相位失真等指标。 抽样与量化（Sampling and Quantization）: 实际的模拟信号需要经过抽样和量化才能转换为数字信号。本部分将深入探讨抽样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）的原理，包括奈奎斯特速率和混叠（Aliasing）现象及其避免方法（如过抽样、抗混叠滤波器）。量化是模拟到数字转换的另一个关键步骤，我们将介绍不同类型的量化器（如均匀量化、非均匀量化），分析量化误差（Quantization Error）及其对信号的影响，并介绍提高量化精度的技术，如对数PCM（μ-law, A-law）。 多率信号处理（Multirate Signal Processing）: 在许多应用中，需要对不同速率的信号进行处理，例如信号的抽取（Decimation）和插值（Interpolation）。本书将详细介绍多率信号处理的基本原理，包括抽取器（Decimator）和插值器（Interpolator）的设计，以及它们在提高计算效率和实现信号变采样率方面的作用。我们将分析级联抽取和插值器的优化设计。 第三部分：数字信号处理系统实现与应用 本部分将把理论知识与实际工程应用相结合，探讨DSP系统的实现以及在各个领域的应用。 DSP处理器架构与开发: 介绍典型的DSP处理器（如TI C6000系列、ARM Cortex-M等）的硬件架构特点，包括哈佛架构、流水线技术、专门的DSP指令集（如MAC指令）等，以及它们如何优化DSP算法的执行效率。我们将探讨DSP系统的软件开发流程，包括汇编语言、C语言编程，以及使用DSP开发工具链（IDE、编译器、调试器）。 数字信号处理在通信系统中的应用: 调制解调（Modulation and Demodulation）: 讲解数字信号如何通过各种调制技术（如ASK, PSK, QAM）映射到载波上进行传输，以及接收端如何进行解调恢复原始信号。 信道编码与解码（Channel Coding and Decoding）: 介绍纠错码（如汉明码、卷积码、Turbo码）的基本原理，以及它们如何提高通信系统的可靠性。 语音信号处理: 讲解语音信号的特点、常见的语音处理算法（如声码器、自适应滤波器、回声消除），以及在语音通信、语音识别等方面的应用。 数字信号处理在图像与视频处理中的应用: 图像增强与恢复: 介绍如何使用滤波器（如高斯滤波、中值滤波）对图像进行去噪，以及如何进行图像锐化、边缘检测。 图像压缩: 讲解有损和无损压缩技术的基本原理，包括离散余弦变换（DCT）在JPEG压缩中的应用，以及视频压缩（如H.264）的基本思想。 特征提取与模式识别: 讨论如何在图像中提取有用的特征，并应用于目标检测、人脸识别等领域。 数字信号处理在其他领域的应用: 介绍DSP在音频处理（如MP3编码、音频效果）、生物医学工程（如心电图、脑电图分析）、仪器仪表、雷达与声纳等领域的应用案例。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 1. 掌握数字信号处理的基本理论和数学工具，包括离散时间信号与系统、傅里叶变换、Z变换等。 2. 深入理解和掌握常用的数字信号处理算法，如FFT、滤波器设计、抽样与量化、多率信号处理等。 3. 了解DSP处理器的工作原理和开发环境，并能进行基本的DSP系统设计和实现。 4. 熟悉数字信号处理在通信、图像、音频等典型工程领域的应用，并能将其所学知识应用于解决实际问题。 本书适合于电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事相关领域工程技术工作的专业人士。具备一定的信号与系统、复变函数、概率论与数理统计基础的读者将更容易理解本书内容。

评分☆☆☆☆☆

评价二 这本书的封面设计简洁而不失专业感，银灰色的底色搭配深蓝色的字体，有一种沉稳而科技的韵味。我是一个拥有几年工作经验的嵌入式工程师，在项目中经常会遇到需要处理音频、图像等信号的场景，虽然之前也接触过一些DSP相关的库函数和工具，但总感觉自己的理论功底不够扎实，在面对一些复杂问题时，常常会感到力不从心，只能照搬现成的方案。我希望这本书能填补我在理论知识上的空白，让我能够从更底层、更本质的角度去理解DSP的工作原理，比如傅里叶变换、滤波器设计等这些基础但至关重要的概念。更重要的是，我希望它能提供一些贴合实际应用的案例分析，让我能将学到的理论知识与实际开发相结合，提升解决实际问题的能力，而不是仅仅停留在“知道”层面，而是能够“做到”和“优化”。

评分☆☆☆☆☆

评价三 这本书的包装严实，快递员送达时箱子完好无损，拆开后，一股淡淡的书香扑鼻而来，让我心情大好。我是一位热爱钻研的DIY电子爱好者，平时喜欢捣鼓一些音频处理的小项目，比如自制数字功放、音频均衡器等等。虽然我并非科班出身，但对DSP技术一直抱有浓厚的兴趣，渴望掌握更强大的信号处理技术，让我的作品更加出色。我期望这本书能够提供一套循序渐进的学习路径，从最基础的数学原理讲起，然后逐步深入到各种经典算法，并能辅以一些直观的图示和代码示例，帮助我理解抽象的概念。我希望它能像一个“秘密武器库”，让我能够从中汲取各种先进的信号处理技巧，为我的电子制作增添更多“黑科技”的色彩。

评分☆☆☆☆☆

评价五 这本书的封面设计风格十分现代，线条流畅，色彩搭配和谐，给人一种专业且充满活力的感觉。我是一位在某通信设备公司工作的工程师，日常工作中经常需要接触到与DSP相关的模块开发和性能优化。虽然我拥有丰富的实践经验，但偶尔也会遇到一些疑难杂症，需要回过头来梳理基础理论。我希望这本书能够作为我工作中的一本“案头宝典”，它应该能够提供非常全面和深入的DSP理论知识，并且能够结合具体的应用场景，比如软件无线电、雷达信号处理等，给出一些实用的解决方案和优化建议。我希望书中能够有详尽的算法性能分析，以及不同算法在不同应用场景下的优劣对比，让我能够更明智地选择和应用DSP技术，从而提高我的工作效率和技术水平。

评分☆☆☆☆☆

评价一 拿到这本书，我首先被它厚重的质感吸引了。书页泛着淡淡的米黄色，触感温润，印刷清晰，没有一点令人不适的油墨味，这在如今快节奏的出版行业里，实属难得。我是一名在校的电子信息工程专业的学生，对数字信号处理（DSP）这个领域一直充满好奇，但市面上的资料总是要么过于理论化，要么又过于碎片化，很难找到一本能够系统性地建立起我对DSP基本概念认识的教材。我期望这本书能像一本通往全新知识领域的“通行证”，通过清晰的脉络梳理，让我能够从零开始，一步步理解DSP的核心思想，掌握那些看似高深莫测的算法，并且看到这些技术如何在现实世界中发挥作用。我希望它能像一位经验丰富的老师，用耐心和条理，将复杂的知识点层层剥开，让我这个初学者也能“看得懂、学得会”。

评分☆☆☆☆☆

评价四 当我收到这本书时，它的重量让我觉得物超所值。纸张的质地非常好，厚实且富有弹性，书页翻动时不会产生刺耳的噪音，细节之处体现了出版方的用心。我是一名即将毕业的硕士研究生，我的研究方向与通信信号处理密切相关，而DSP正是这个领域的基石。我非常期待这本书能够成为我毕业论文研究的有力助手，它应该能够深入地讲解各种DSP算法的原理、推导过程以及它们在通信系统中的具体应用。我希望书中能够包含一些前沿的DSP技术，比如自适应滤波、谱估计等，并且能够提供一些数学推导的详细步骤，让我能够真正理解算法的内在逻辑，而不是仅仅停留在公式的层面。我希望这本书能为我的学术研究打下坚实的基础，让我能够有信心去探索更深层次的理论问题。