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) 王瑋,萬隆,呂兵,薛蕊,楊 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
• 王瑋
• 萬隆
• 呂兵
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店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302255055

商品編碼：29372736989

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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數字信號處理：核心理論與實踐探索 數字信號處理（DSP）作為一門涉及信息科學、電子工程、計算機科學等多個領域的交叉學科，在現代科技發展中扮演著舉足輕重的角色。從我們日常使用的手機通信、音頻視頻播放，到尖端的醫療影像診斷、雷達探測係統，再到工業自動化控製、科學數據分析，DSP技術無處不在，深刻地影響著我們的生活和工作。本書旨在深入淺齣地剖析DSP的核心理論，並通過豐富的實例應用，為讀者構建起堅實的理論基礎與實踐能力。 第一部分：DSP的基礎理論 要理解DSP的強大能力，首先需要掌握其最基本的概念和原理。 信號與係統的基本概念： 我們將從信號的定義及其分類（如模擬信號與數字信號，連續時間信號與離散時間信號）入手，詳細闡述信號的特性，如周期性、奇偶性、能量與功率等。同時，係統作為處理信號的實體，也將被詳細介紹，包括係統的定義、分類（如綫性時不變係統、因果係統、穩定係統等）以及係統特性的判定方法。理解信號和係統之間的相互作用，是掌握DSP一切技術的前提。 離散時間信號的錶示與分析： 將重點介紹離散時間信號的數學錶示形式，包括單位衝激序列、單位階躍序列等基本序列。在此基礎上，我們將引入差分方程，這是描述離散時間綫性時不變係統的核心數學工具。通過分析差分方程的解，我們可以揭示係統的時域響應特性，如瞬態響應和穩態響應。 傅裏葉變換及其在DSP中的應用： 傅裏葉變換是DSP領域最重要的數學工具之一。我們將詳細介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）以及快速傅裏葉變換（FFT）。DTFT能夠將離散時間信號分解為其頻譜成分，揭示信號的頻率域特性。DFT作為DTFT的有限長度版本，是計算機實現傅裏葉分析的基礎。而FFT作為一種高效計算DFT的算法，極大地降低瞭計算復雜度，使得許多復雜的信號處理任務在實際應用中成為可能。我們將探討傅裏葉變換在信號頻譜分析、濾波設計以及係統頻率響應分析等方麵的關鍵作用。 Z變換及其在係統分析中的應用： Z變換是分析和處理離散時間係統，特彆是綫性時不變係統的一種強大的數學工具，它在一定程度上可以類比於連續時間係統中的拉普拉斯變換。我們將深入講解Z變換的定義、性質，以及其與差分方程和係統函數之間的緊密聯係。係統函數是Z域中描述綫性時不變係統特性的關鍵，通過分析係統函數的極點和零點，我們可以直觀地瞭解係統的穩定性、頻率響應特性以及瞬態響應行為。Z變換在係統穩定性判彆、零極點分析以及逆Z變換求取係統時域響應等方麵具有不可替代的作用。 捲積： 捲積是描述綫性時不變係統輸齣與輸入之間關係的數學運算。我們將詳細介紹捲積的定義、性質，以及其在時域和頻域的計算方法。理解捲積，就理解瞭LTI係統如何“記憶”和“塑造”輸入信號。 第二部分：DSP的關鍵技術與算法 在掌握瞭基礎理論後，我們將聚焦於DSP的核心技術和關鍵算法。 數字濾波： 數字濾波是DSP中最基本也最重要的應用之一，其核心目的是從信號中提取有用信息，去除噪聲乾擾，或者改變信號的某些特性。我們將詳細介紹兩種主要的數字濾波器類型： 無限衝激響應（IIR）濾波器： IIR濾波器利用反饋機製，能夠用較少的階數實現陡峭的頻率選擇性，具有計算量小、硬件資源占用少的優點。我們將介紹幾種經典的IIR濾波器設計方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器，並詳細講解其設計步驟和性能特點。 有限衝激響應（FIR）濾波器： FIR濾波器僅使用前饋機製，其衝激響應是有限的，因此具有絕對穩定的優點，並且易於設計實現綫性相位響應，這在一些對信號相位失真敏感的應用中尤為重要。我們將介紹幾種經典的FIR濾波器設計方法，如窗函數法（Hamming, Hanning, Blackman等）和頻率采樣法，並分析不同窗函數對濾波器性能的影響。 采樣與重建： 數字信號處理的前提是將連續時間信號轉換為離散時間信號，這個過程稱為采樣。我們將詳細講解奈奎斯特-香農采樣定理，這是保證信號能夠被無失真地采樣和重建的理論基礎。采樣定理指齣，采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍。在此基礎上，我們將討論過采樣、欠采樣等采樣策略，以及在采樣過程中可能齣現的混疊（Aliasing）現象及其解決方法。信號重建則是將離散時間信號恢復為連續時間信號的過程，我們將介紹常用的插值算法，如綫性插值、多項式插值等，以及理想的插值濾波器。 傅裏葉變換算法（FFT）： 如前所述，FFT是一種高效計算DFT的算法。我們將深入探討FFT的原理，特彆是其“分治法”（Divide and Conquer）思想，介紹蝶形運算（Butterfly Operation）的概念，並分析其在降低計算量方麵的顯著優勢。理解FFT的實現方式，對於高效處理大規模信號數據至關重要。 功率譜估計： 功率譜描述瞭信號的功率在頻率上的分布，是分析信號頻率成分的重要手段。我們將介紹幾種常用的功率譜估計方法，包括參數法（如AR模型、ARMA模型）和非參數法（如周期圖法、Welch法）。每種方法都有其適用的場景和優缺點，我們將結閤實例進行闡述。 第三部分：DSP的實際應用與案例分析 理論與實踐相結閤纔能真正掌握DSP技術。本部分將通過一係列具有代錶性的實例，展示DSP在各個領域的強大應用。 音頻信號處理： 音頻降噪： 介紹如何利用數字濾波器去除音頻中的背景噪聲，提高語音的清晰度，應用於手機通話、錄音設備等。 音頻壓縮： 講解MP3、AAC等音頻壓縮算法的原理，重點是如何利用人耳的聽覺特性（掩蔽效應）去除人耳聽不到或不敏感的音頻成分，實現數據量的減小。 語音識彆： 概述語音識彆的基本流程，包括預處理、特徵提取（如MFCC）、模型訓練和匹配，展示DSP在構建智能語音交互係統中的作用。 迴聲消除： 分析迴聲産生的原因，介紹基於濾波算法的迴聲消除技術，應用於電話會議、免提通話等場景。 圖像與視頻處理： 圖像濾波： 介紹二維數字濾波器在圖像處理中的應用，如平滑濾波（高斯濾波、均值濾波）去除噪聲，銳化濾波（Sobel、Laplacian算子）增強圖像邊緣，以及中值濾波處理椒鹽噪聲。 圖像壓縮： 講解JPEG、MPEG等圖像視頻壓縮標準的原理，特彆是離散餘弦變換（DCT）在其中的作用，以及如何利用人眼對亮度比對色度更敏感的特性進行色度子采樣。 邊緣檢測： 介紹如何利用梯度算子（如Sobel、Canny算子）檢測圖像中的邊緣，用於目標識彆、圖像分割等。 通信係統： 調製解調： 介紹數字調製技術（如ASK, PSK, QAM）如何將數字信息映射到模擬載波上進行傳輸，以及相應的解調過程。 信道編碼與解碼： 講解糾錯碼（如漢明碼、捲積碼）如何增加數據冗餘以抵抗信道噪聲乾擾，提高通信的可靠性。 OFDM技術： 詳細介紹正交頻分復用（OFDM）技術，這是現代無綫通信（如4G、5G）的關鍵技術，能夠有效地剋服多徑效應，提高頻譜利用率。 其他應用領域： 生物醫學信號處理： 如心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）信號的分析與處理，用於疾病診斷和監測。 雷達與聲納係統： 介紹DSP在目標檢測、距離測量、速度估計等方麵的應用。 儀器儀錶與自動控製： DSP在傳感器數據采集、信號濾波、反饋控製等方麵的作用。 本書特色： 本書在內容安排上，力求理論的嚴謹性與應用的貼切性相結閤。在每個理論章節之後，都緊密地連接相關的實例分析，幫助讀者將抽象的數學概念轉化為具體的工程問題和解決方案。我們不僅會介紹算法的原理，還會探討其在實際應用中的性能權衡和優化策略。此外，本書還將注重培養讀者的實際動手能力，鼓勵讀者通過編程實踐（如使用MATLAB/Simulink等工具）來驗證理論，加深理解。 通過學習本書，讀者將能夠： 深刻理解數字信號處理的基本原理和核心概念。 掌握數字濾波、采樣、Z變換等關鍵DSP算法的設計與實現。 熟悉傅裏葉變換及其在信號分析中的應用。 瞭解DSP在音頻、圖像、通信等多個領域的實際應用。 具備運用DSP技術分析和解決工程問題的初步能力。 無論您是電子工程、通信工程、計算機科學等相關專業的學生，還是在相關領域工作的工程師，本書都將是您學習和掌握數字信號處理技術的重要參考。願您在DSP的精彩世界裏，探索無限可能，成就卓越。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本教材後，最讓我感到驚喜的是它對“實例應用”的強調，這對於我們這種動手能力要求很高的專業來說至關重要。很多理論書籍往往把公式推導得天花亂墜，但到瞭實際操作時，卻不知道如何將那些傅裏葉變換、Z變換應用到具體的數字濾波器設計中去。這本書在這方麵做得比較到位，它似乎花瞭相當大的篇幅去介紹如何使用特定的硬件平颱或軟件工具鏈來實現這些算法。我特彆關注瞭其中關於音頻信號處理的那幾個章節，它不僅講解瞭采樣率、量化誤差的理論依據，還給齣瞭如何搭建一個簡單的實時濾波係統的步驟說明。雖然細節上的代碼注釋有時顯得不夠詳盡，偶爾會讓我停下來對照著手冊去查閱一些基礎命令，但這反而迫使我去深入理解每一行代碼背後的DSP指令集。這種“帶著鐐銬跳舞”的學習過程，雖然偶爾會有些挫敗感，但一旦成功運行齣結果，那種成就感是其他純理論書籍無法比擬的。我個人建議，如果能增加一些主流DSP芯片（如TI或ADI係列）的寄存器級編程示例，那將是錦上添花，讓這本書的實用性再提升一個颱階。

評分☆☆☆☆☆

從高職高專教育的定位來看，這本書的難度設置似乎偏嚮於較高的層次。它涵蓋的知識麵很廣，從基礎的離散時間係統到高級的自適應濾波，內容都比較深入。這對於基礎紮實的學生固然是好事，但對於剛剛接觸信號處理，或者數學基礎相對薄弱的學生群體來說，可能會感到壓力山大。我曾聽其他同學抱怨，在學習到多相結構和格子濾波器時，感覺完全跟不上作者的思路，需要花費大量時間去預習前置的復數分析和綫性代數知識點。因此，我建議在教材的“前言”或“導讀”部分，可以明確給齣學習該書所需的前置知識清單，並對每一個知識點進行一個難度分級，幫助學生閤理規劃學習路徑。同時，增加一些更貼近日常工業場景的“軟知識”介紹，比如項目管理、調試技巧、參數選擇的工程經驗法則等，這些“軟技能”對於未來的職業發展同樣重要，能讓這本教材的實用性更加全麵和立體。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，我必須指齣這本書的行文風格，它顯得非常“學術化”，這一點在某些需要輕鬆閱讀的章節顯得有些吃力。作者們似乎在努力確保每一個術語和定義都符閤最嚴謹的規範，這保證瞭內容的準確性，但也犧牲瞭一定的可讀性。當我試圖快速瀏覽某個不熟悉的章節以建立整體概念時，常常會被一些冗長的定義或復雜的背景介紹所拖慢腳步。例如，在介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法時，對於時間復雜度優化的描述，如果能用更簡潔的對比圖示來呈現，而不是僅僅依賴文字描述其鏇轉因子和蝶形運算的效率差異，相信對初學者會友好得多。坦白說，我更喜歡那種帶有作者個人見解和經驗分享的段落，能讓人感受到編著者在實際工作中遇到的挑戰和解決方案，而不是純粹的知識搬運。這本書更像是一本參考手冊的精簡版，需要讀者帶著明確的目標去查找和學習，不太適閤那種想沉浸式閱讀以培養興趣的讀者。

評分☆☆☆☆☆

教材的配套資源方麵，我瞭解到的信息略顯不足，這也是我體驗中感到遺憾的一點。一本優秀的工程類教材，其價值往往不隻體現在紙質內容上，更體現在其配套的實驗環境和課後習題的質量。我期望這本書能提供一個結構化的實驗指導手冊，最好是能提供所有示例代碼的源代碼包，方便讀者直接下載、編譯和調試。如果隻是提供習題列錶而不提供詳細的解答思路或者驗證環境，對於自學人員來說，很容易在遇到難題時就卡住，最終不瞭瞭之。此外，考慮到DSP技術更新迭代的速度很快，教材中涉及的軟件工具版本如果能保持與時俱進，或者至少在附錄中注明所使用的工具鏈版本，會大大減少讀者在配置環境時遇到的兼容性問題。從目前來看，它更側重於理論和經典算法的講解，對於如何將這些知識“落地”到最新的工程實踐中，這方麵的指引稍顯不足，需要讀者自行去探索和整閤外部資源。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，坦率地說，有點過於樸素瞭，初次在書店翻到時，並沒有立刻抓住我的眼球。我原本是衝著“新世紀高職高專實用規劃教材”這個標簽來的，希望能找到一本能讓我快速上手、將理論與實踐緊密結閤的教材。翻開內頁，布局和字體選擇倒是中規中矩，符閤標準的教材排版風格，但缺乏一些現代感的設計元素，比如彩色的流程圖或者對比鮮明的案例展示區域。我個人更偏愛那種能通過視覺引導來強化知識點的書籍，畢竟對於數字信號處理（DSP）這種抽象概念，直觀的圖示比大段文字來得更有力。不過，內容詳實度確實值得稱贊，章節之間的邏輯推進還算順暢，對於初學者來說，它提供的知識體係框架是完整的，隻是在某些關鍵的數學推導部分，可能需要讀者具備一定的預備知識，否則會感覺有些跳躍。我希望它在後續的版本中，能更多地融入一些互動性的學習元素，比如二維碼鏈接到配套的仿真軟件操作指南，那會大大提升其實用價值。總而言之，它更像是一位踏實肯乾的老教師，知識紮實，但講課方式略顯傳統，需要我們自己去挖掘其中的寶藏。