數字信號處理教程(第四版)——經典版

數字信號處理教程(第四版)——經典版 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

程佩青著 著
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店鋪: 賞心悅目圖書專營店
齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302405719
商品編碼:29398489461
包裝:平裝
齣版時間:2015-08-01

具體描述

基本信息

書名:數字信號處理教程(第四版)——經典版

定價:49.5元

作者:程佩青著

齣版社:清華大學齣版社

齣版日期:2015-08-01

ISBN:9787302405719

字數:819000

頁碼:

版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.4kg

編輯推薦


近年來,數字信號處理的理論得到快速發展,其應用領域也日益廣泛。作為電子信息類專業重要的專業基礎課程,數字信號處理的學科內容在不斷充實和完善,從而推動教材內容也隨之進行充實和更新。

本書曆經多個版本,受到廣大讀者的認可,被眾多高校采用作為教材。為適應學科發展,結閤教學實踐,且參考一些外教材,作者充實瞭教材內容,完善瞭錶達方式,改進瞭教材的可讀性,更便於自學,充實瞭例題和習題,更加實用。

本書特色:

(1)在編寫方式上做瞭全麵及重大的改變,即在全書都采用將內容分條目的論述方式,使得脈絡更加清晰; 對基礎理論、概念及基本分析方法又加注瞭“學習重點”的提示。使讀者在學習時感到更加順暢,更容易掌握內容。

(2)對每章內容,分彆作瞭歸納、補充、整理、改動,使得其內容更加充實、完整,論述更加流暢、透徹。

(3)增加瞭大量例題,覆蓋麵更廣,凡是設計方麵的內容,都有一個或多個例題,這對理解、消化和掌握課程內容,掌握分析和設計方法都很有助益。

 (4)適應教材內容的充實和完善,各章習題都有的改動和補充,補充瞭一些必須用MATLAB來實現的習題。提供給讀者更多的練習機會和選擇餘地。

內容提要


本書係統地討論瞭數字信號處理的基礎理論、基本概念、基本分析方法、算法、設計。全書共9章,包括四個部分。部分是離散時間信號(序列)與係統的時域、頻域的分析,包括、2章的內容; 第二部分是離散傅裏葉變換及其快速算法,包括第3、4章的內容; 第三部分是IIR及FIR數字濾波器的理論、結構與算法,包括第5~7章的內容; 第四部分是多抽樣數字信號處理的基礎理論以及數字濾波器實現中的有限字長效應,包括第8、9章的內容。

本書以條目式方法論述,條理清晰,內容充實,討論全麵,深入淺齣,並有大量的例題和習題,便於教學,便於自學。

本書可作為大學本專科院校通信工程、信息工程、電子信息工程、自動控製等專業的教材,也可供從事這些專業及相近的理工科專業的科學研究和工程技術人員作為參考書。

目錄


作者介紹


程佩青 北京信息科技大學原電子技術與通信係主任。1958年畢業於清華大學無綫電係“無綫電技術”專業。1956—1986年在清華大學無綫電係(無綫電電子學係)、電子係工作。1986年到北京信息工程學院(現北京信息科技大學)創建通信工程係(後改名電子技術與通信係)並任係主任。長期從事通信、信號與信息處理的教學和科研工作。講授過無綫電基礎、高頻電子綫路、數字濾波器、數字信號處理、電視接收機原理、數字信號處理(二)(選修)等課程。給清華大學、中國科技大學研究生院、北京廣播學院(現中國傳媒大學)的研究生多次講數字信號處理原理與應用(二)(統計信號處理為主)課程。著有《信息與係統(閤編)》、《數字濾波與快速傅裏葉變換》、《數字信號處理教程(一、二、三版)》(此書被評為校教材)、《數字信號處理分析與解答》、《晶體管電視機原理(閤著)》、《高頻電子綫路》等教材。譯有《多維數字信號處理(閤譯)》等4種著作。參與研發的“SCA-4數據傳輸機”曾獲國防科委奬。

文摘


序言


隨著信息、通信、計算機科學與技術的迅速發展,數字信號處理已成為各大專院校相關專業的專業基礎必修課程。作者所著《數字信號處理教程》多年來被許多高校采用,受到讀者認可。為使教材內容更加充實完善,錶達方式更便於教學,便於自學,便於掌握和應用,作者決定對第三版教材進行修訂和改寫,形成本教材——第四版(經典版)。作者認為數字信號處理課程的核心內容應是“一個基礎,兩個支柱”,一個基礎是離散時間信號與離散時間係統的時域與頻域的分析,兩個支柱是離散傅裏葉變換及其快速算法以及數字濾波器的理論和設計。本書的指導思想是圍繞這個核心內容,對第三版教材進行充實和補充。具體修改如下:

1. 重要的是在編寫方式上做瞭全麵及重大的改變,即在全書的論述中都采用將內容分條目(1,2,…)的論述方式,使得脈絡更加清晰; 同時,對以基礎理論、概念及基本分析方法為主的前5章又加注瞭“學習重點”的提示。這樣的處理方式,可使讀者在學習(包括自學)時感到更加順暢,更容易掌握內容。

2. 對每章內容,尤其是對核心部分的三章(第3,6,7章)內容,都按上述核心內容要求,分彆作瞭歸納、補充、整理、改動,使得其內容更加充實、完整,論述更加流暢、透徹。

(1) 章離散時間信號與係統。補充瞭相關性及其計算方法的內容,同時重點討論瞭綫性捲積和綫性相關,並分彆用一小節來論述;增加瞭利用嚮量�渤朔ń�行有限長序列捲積計算的內容,這極有利於編程運算; 重點討論瞭數字頻率ω這一基本概念; 增加帶通信號的抽樣一小節; 增加瞭能量信號與功率信號的描述。

(2) 第2章z變換與離散時間傅裏葉變換(DTFT)。補充瞭單邊z變換下的移位,同時增加瞭利用z變換求解差分方程一小節,討論瞭利用單邊z變換求係統的零輸入響應、零輸入狀態;改寫瞭傅裏葉變換的對稱性,使讀者理解時變得更為流暢; 對模擬信號、理想抽樣、信號、序列及它們的頻率域、復頻率域(s域、z域)之間的關係作瞭歸納。作者認為,歸納和綜閤也是一種重要的學習方法。

(3) 第3章離散傅裏葉變換(DFT)。增加瞭用矩陣錶示DFT的內容,有利於編程計算; 深入討論瞭DFT(通過FFT算法)在計算綫性捲積、綫性相關上的應用; 全麵深入討論瞭DFT在模擬信號頻譜分析上的應用,包括參量的選擇,頻率分辨率的定義及其與其他參量的關係,處理過程中可能産生的三種誤差(失真)以及解決辦法。

(4) 第4章快速傅裏葉變換(FFT)。給齣瞭重疊相加法和重疊保留法的FFT實現步驟。

(5) 第5章數字濾波器的基本結構。為適應MATLAB上的編程要求,將一些結構參數的錶示方法做瞭調整,對各種結構的特點做瞭更深入的討論。

(6) 第6章無限長單位衝激響應(IIR)數字濾波器設計方法。對本章大部分內容都做瞭改寫、完善和充實,主要有: 對小相位係統及全通係統補充瞭很多重要內容,對它們的特點和應用做瞭深入的改寫、論述,增加瞭對切貝雪夫Ⅱ型濾波的分析與設計方法的論述;增加瞭“模擬頻域頻帶變換”一節內容; 討論瞭三種IIR數字濾波器設計方案,給齣實用的設計步驟和清晰的設計流程圖。

(7) 第7章有限長單位衝激響應(FIR)數字濾波器設計方法。對窗函數法設計綫性相位FIR濾波器進行瞭改寫和充實,增加瞭“理想低通、帶通、帶阻、高通的綫性相位數字濾波器的錶達式”一小節,以便於設計;對窗函數設計綫性相位微分器及希爾伯特變換器(90°移相器)這一小節做瞭改寫,並做瞭較深入的討論,完善和補充瞭很多內容和例子;在頻率抽樣法設計綫性相位FIR濾波器中增加瞭一節設計步驟及舉例的內容; 此外,對這一章還做瞭不少補充和改寫。

(8) 第8章序列的抽取與插值——多抽樣率數字信號處理基礎。在單級及多級抽取論述中,給齣瞭各級防混疊濾波器技術指標的分配方案。

(9) 考慮到FFT作為計算工具已有成熟的標準模塊,故刪除第4章FFT中基��4及分裂基算法,但作為科技工作者,對一些重要技術問題,不但要知結果,更要知如何得到這個結果,因而仍保留第4章中其他FFT算法的分析; 將第9章中IIR濾波器的定點運算中的溢齣振蕩及FFT算法的有限字長效應兩部分刪除。

3. 增加瞭大量例題,覆蓋麵更廣,凡是設計方麵的內容,都有一個或多個例題,這對理解、消化和掌握課程內容,掌握分析和設計方法都很有助益。

4. 適應教材內容的充實和完善,各章習題都有的改動和補充,補充瞭一些必須用MATLAB來實現的習題。習題量增加瞭14%,提供給讀者更多的練習機會和選擇餘地。

全書共有9章,可分為四個部分。

部分是章和第2章。此兩章是數字信號處理的基礎內容,即上麵提到的一個基礎。它引齣瞭一係列基本概念,例如數字頻率、頻譜混疊、常用典型序列、綫性移(時)不變係統、因果性、穩定性、抽樣等;也涉及一些基本方法,例如相關函數、捲積和、零極點分析、周期序列與非周期序列的傅裏葉變換、z變換及z反變換等。

第二部分是第3章和第4章。離散傅裏變換(DFT)是數字信號處理的兩大支柱之一,它不僅是重要的理論支柱,也是許多領域的技術支撐和重要工具,起著“承前啓後”的作用,在綫性濾波、相關分析,尤其是譜分析時都是極為重要的工具。本書對DFT的基本理論、性質、特點及應用都做瞭較深入的論述。DFT的重要性還在於它有行之有效的快速算法FFT的幫助。

第三部分是第5~第7章,這三章是數字信號處理的另一大支柱,討論的是數字濾波器設計內容,同樣,數字濾波器不但有重要的理論意義,而且在實際應用中有主要的價值。這三章討論瞭IIR及FIR數字濾波器的基本結構、IIR濾波器三種設計方法,討論瞭各種模擬濾波器之間、數字濾波之間以及它們兩者之間的頻帶變換方法;討論瞭綫性相位FIR濾波器、微分器及希爾伯特變換器(90°移相器)的三種設計方法,即窗函數法、頻率抽樣法及優化Park�睲cclellan算法。

第四部分是第8和第9章。第8章討論多抽樣率數字信號處理的基礎知識,包括抽取、插值及有理數抽樣率變換基本理論及其流圖結構,變抽樣率的多級實現等。抽樣率轉換用於多種媒體傳輸中以及其他一些希望改變抽樣頻率的應用中。第9章討論數字信號處理的有限字長效應,包括A/D變換,係數,以及運算中的有限字長效應。這兩章標上“*”號,是供選擇的內容。

本書的主要特點是主要和重要的內容討論全麵深入,內容充實,邏輯性強,條目脈絡清晰,深入淺齣,有大量的精選例題,便於教、便於學,尤其便於自學; 配閤177道習題另有《數字信號處理教程習題分析與解答(第4版)》一書,可作為解題時的提示和校對工具。

考慮到有不少院校(包括使用過本書第三版的部分院校)在學習本課程之前已經學過MATLAB,因而本書沒有包含MATLAB的內容。本書第四版(經典版)在論述方式,內容充實度,討論深度,例題的精選度上都完全優於第三版教材,而且更適於教學、自學。因此,作者認為它更適於這些院校使用。

期望本教材對相關讀者有更大的幫助,並受到讀者的歡迎。

本書在編寫過程中參考瞭一些文獻(見書後所列“參考文獻”)的編寫思路,參考或采用瞭其中一些內容的思路、例題和習題,特此嚮這些文獻的作者緻以衷心的感謝。

限於作者水平,書中定有不妥之處,懇切歡迎廣大讀者批評指正。

本書的建議學時為54或64兩種,書中有“*”部分內容視各院校情況可選學或不學。作者認為教學大綱要求的內容並不是全要講授的,有的要求應該由學生自學來掌握。 

作者

2015年6月


《嵌入式係統設計與實現——從原理到實踐》 概述 本書深入探討嵌入式係統的核心概念、設計流程與關鍵技術,旨在為讀者提供一套係統、全麵且實用的學習路徑。從基礎的微控製器架構理解,到復雜的實時操作係統應用,再到高效的嵌入式軟件開發與調試,本書層層遞進,循序漸進,力求將抽象的理論轉化為具體的工程實踐。全書圍繞“理解——設計——實現——優化”這一核心框架展開,通過豐富的理論講解、詳實的案例分析和生動的代碼示例,幫助讀者構建紮實的理論基礎,掌握實際的開發技能,最終能夠獨立設計並實現具備特定功能的嵌入式係統。 內容詳述 第一部分:嵌入式係統基礎 第一章:嵌入式係統概述 1.1 什麼是嵌入式係統? 定義與特點:闡述嵌入式係統作為特定應用領域、軟硬件高度集成的計算機係統,其“嵌入式”的本質,以及與通用計算機係統的區彆(如專用性、實時性、可靠性、功耗、體積等)。 典型應用領域:列舉並簡要介紹嵌入式係統在消費電子、工業控製、汽車電子、醫療設備、通信設備、智能傢居等領域的廣泛應用,讓讀者初步感知嵌入式係統的生命力。 1.2 嵌入式係統的硬件組成 微控製器(MCU)與微處理器(MPU):深入剖析MCU和MPU的核心差異,重點介紹MCU的集成度優勢(CPU、RAM、ROM、I/O、定時器、ADC等集成在一片芯片上)及其在資源受限的嵌入式應用中的主導地位。 存儲器:講解嵌入式係統常用的存儲器類型,包括RAM(SRAM, DRAM)、ROM(Flash, EEPROM)、以及外接存儲器(SD卡、NAND/NOR Flash)的作用與選型考量。 輸入/輸齣(I/O)接口:詳細介紹通用的I/O接口,如GPIO(通用輸入輸齣)、UART(通用異步收發傳輸器)、SPI(串行外設接口)、I2C(集成電路總綫)、ADC(模數轉換器)、DAC(數模轉換器)、PWM(脈衝寬度調製)等,說明它們在與外部設備交互中的功能。 傳感器與執行器:介紹嵌入式係統如何通過傳感器感知環境(如溫度、濕度、光照、加速度傳感器),以及通過執行器驅動外部設備(如電機、LED、繼電器、顯示屏)。 時鍾與電源管理:講解時鍾信號在係統運行中的作用,以及嵌入式係統對低功耗設計的需求,介紹常見的電源管理技術。 1.3 嵌入式係統的軟件組成 裸機開發:介紹不依賴操作係統,直接在硬件上編寫代碼的開發模式,分析其優缺點(高效、資源占用少,但開發復雜度高、調試睏難)。 嵌入式實時操作係統(RTOS):深入闡述RTOS的核心作用,包括任務調度(多任務並發)、任務間通信與同步(信號量、互斥鎖、消息隊列)、中斷處理、內存管理等,強調其在復雜嵌入式係統中實現實時性與可管理性的重要性。 嵌入式應用軟件:講解與具體應用功能相關的軟件模塊,包括驅動程序、中間件、應用層邏輯等。 1.4 嵌入式係統開發流程 需求分析與係統設計:強調明確係統功能需求、性能指標、功耗預算、成本限製等關鍵因素。 硬件選型與開發:根據係統需求選擇閤適的微控製器、外圍芯片、傳感器等,並進行原理圖設計與PCB布局。 軟件開發與集成:編寫驅動程序、操作係統移植、應用軟件開發,並進行軟硬件協同集成。 測試與調試:包括單元測試、集成測試、係統測試,以及使用仿真器、邏輯分析儀、示波器等工具進行硬件和軟件的聯調。 部署與維護:將開發完成的係統部署到實際環境中,並進行後期的維護與升級。 第二章:微控製器體係結構與開發環境 2.1 典型微控製器架構分析(以ARM Cortex-M為例) CPU核心:介紹ARM Cortex-M係列(如Cortex-M0, M3, M4, M7)的特點,包括指令集(RISC)、流水綫、中斷嚮量錶、異常處理機製。 存儲器映射:講解內存地址空間如何映射到CPU、外設、RAM、Flash等,理解寄存器訪問的原理。 中斷係統:詳細介紹中斷的産生、中斷嚮量錶的查找、中斷服務程序的執行流程、中斷優先級與嵌套。 定時器/計數器:講解定時器的基本工作原理,包括溢齣中斷、定時模式、計數模式、PWM生成等。 GPIO接口:深入解析GPIO的工作模式(輸入、輸齣、推挽、開漏)、配置寄存器(方嚮、電平、上拉/下拉)。 通信接口:細緻講解UART、SPI、I2C等接口的工作原理、通信協議、配置方式。 ADC/DAC:介紹模數轉換與數模轉換的原理、分辨率、采樣率、轉換過程。 2.2 嵌入式開發工具鏈 集成開發環境(IDE):介紹主流的嵌入式IDE(如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE, VS Code配閤插件),包括代碼編輯、編譯、鏈接、調試功能。 編譯器與匯編器:講解C/C++代碼如何被編譯成匯編語言,再由匯編器生成機器碼。 鏈接器:解釋鏈接器如何將多個編譯後的目標文件和庫文件組閤成最終的可執行文件,以及鏈接腳本的作用。 調試器與仿真器:詳細介紹調試器的使用,如設置斷點、單步執行、觀察變量、查看內存、查看寄存器,以及仿真器(JTAG, SWD)在硬件調試中的關鍵作用。 燒寫工具:介紹如何將生成的可執行文件燒錄到目標微控製器的Flash存儲器中。 第二部分:嵌入式軟件開發技術 第三章:嵌入式C/C++編程實踐 3.1 C語言在嵌入式開發中的應用 數據類型與位操作:強調嵌入式開發中對數據類型大小和對齊的精確控製,以及高效的位操作技巧(位域、按位運算符)。 指針與內存管理:深入講解指針的用法,包括數組指針、函數指針,以及嵌入式係統中動態內存分配(malloc, free)的潛在風險與替代方案(內存池)。 結構體與聯閤體:闡述如何利用結構體和聯閤體來組織硬件寄存器,進行高效的數據訪問。 函數與宏:閤理使用函數提高代碼復用性,以及宏的預處理優勢與陷阱。 中斷服務函數(ISR)的編寫規範:強調ISR的簡潔性、高效性,避免阻塞式操作,以及全局變量的訪問安全。 3.2 C++在嵌入式開發中的實踐 麵嚮對象設計:介紹如何將麵嚮對象思想應用於嵌入式軟件設計,提高代碼的可維護性與可擴展性。 類與對象:如何定義類來封裝硬件接口和功能,如GPIO類、UART類。 模闆與泛型編程:利用模闆實現通用驅動和算法。 異常處理(有限使用):在資源受限的環境中,謹慎使用異常處理機製。 RAII(資源獲取即初始化):強調RAII原則在資源管理中的應用,簡化內存和硬件資源的釋放。 3.3 常用嵌入式庫與API 硬件抽象層(HAL):介紹HAL的作用,屏蔽底層硬件差異,提高代碼的可移植性。 標準庫與特定供應商庫:講解如何使用C標準庫(如stdio.h, stdlib.h)和特定微控製器供應商提供的庫函數。 驅動程序接口:瞭解操作係統提供的標準驅動接口或自定義的驅動程序API。 第四章:嵌入式實時操作係統(RTOS) 4.1 RTOS核心概念 任務(Task/Thread):定義任務,理解任務的狀態(就緒、運行、阻塞、掛起),以及任務的上下文切換。 任務調度:講解不同調度算法(先到先服務、時間片輪轉、優先級調度)的原理與應用,強調優先級反轉問題。 任務同步與通信: 信號量(Semaphore):用於資源計數和任務間同步,如二值信號量、計數信號量。 互斥鎖(Mutex):用於保護共享資源,確保同一時間隻有一個任務訪問。 消息隊列(Message Queue):用於任務間傳遞數據,實現異步通信。 事件標誌(Event Flag):用於任務間等待和通知特定事件的發生。 中斷與任務的交互:理解中斷服務程序如何觸發任務的喚醒或通知。 實時性保障:討論RTOS如何確保任務在規定時間內完成,滿足實時性要求。 4.2 經典RTOS剖析(如FreeRTOS, RT-Thread) RTOS內核架構:介紹RTOS的內核結構,包括調度器、內存管理器、IPC(進程間通信)模塊。 任務創建與管理:講解如何創建、刪除、掛起、恢復任務,以及設置任務優先級。 任務間通信與同步機製的實現:通過實例演示如何使用信號量、互斥鎖、消息隊列進行任務協同工作。 內存管理策略:探討RTOS的內存分配方式,如靜態分配、動態分配(內存池)。 中斷處理與RTOS的集成:講解如何在中斷服務程序中調用RTOS API(如發送信號量、寫消息隊列),以及ISR上下文與任務上下文的區彆。 4.3 RTOS移植與配置 BSP(Board Support Package):理解BSP在RTOS移植中的作用,包括硬件初始化、時鍾配置、中斷嚮量錶設置。 RTOS配置選項:講解如何根據目標硬件資源和應用需求對RTOS進行裁剪和配置(如使能哪些功能、設置棧大小)。 裸機代碼嚮RTOS的遷移:討論如何將原有的裸機代碼逐步移植到RTOS環境下,實現任務化。 第五章:嵌入式軟件設計模式與調試 5.1 常用嵌入式軟件設計模式 狀態機(State Machine):通過狀態轉移來描述係統行為,特彆適用於處理復雜邏輯和事件驅動的係統。 生産者-消費者模式(Producer-Consumer):用於任務間解耦,通過緩衝區(如消息隊列)進行數據傳遞。 驅動程序設計模式:講解如何設計通用的硬件驅動,提供標準接口。 設備驅動模型:介紹Linux等操作係統中的設備驅動模型,以及嵌入式係統如何藉鑒。 5.2 嵌入式軟件調試技術 printf調試法:最基礎但常用的調試手段,通過串口輸齣信息輔助定位問題。 斷點與單步執行:利用IDE和調試器進行精細化的代碼跟蹤。 邏輯分析儀與示波器:用於觀察硬件信號,分析通信協議,檢測時序問題。 JTAG/SWD調試:對目標硬件進行底層調試,查看寄存器、內存,進行仿真。 內存調試:檢測內存泄漏、野指針、訪問越界等問題。 性能分析:測量函數執行時間,找齣係統瓶頸,進行優化。 交叉調試:在宿主機上運行調試器,連接目標闆進行調試。 5.3 軟件故障分析與排除 常見故障類型:死機、重啓、功能異常、數據錯誤、性能下降等。 故障定位策略:從現象到本質,逐步縮小問題範圍,隔離故障源。 日誌記錄與異常捕獲:構建有效的日誌係統,記錄係統運行狀態,便於事後分析。 第三部分:嵌入式係統進階與應用 第六章:嵌入式通信協議與網絡 6.1 串行通信協議 UART/USART:深入講解異步串行通信的原理、波特率、校驗位、停止位,以及在嵌入式設備間通信和與PC通信中的應用。 SPI:介紹全雙工同步串行通信,主從模式,SCK, MOSI, MISO, SS綫的作用,以及在傳感器、存儲器、顯示屏通信中的應用。 I2C:講解半雙工同步串行通信,主從模式,SDA, SCL綫,地址尋址,以及多設備總綫通信的特點。 6.2 總綫通信與協議 CAN總綫:分析CAN總綫在汽車電子、工業自動化中的優勢,如高可靠性、多主控製、衝突檢測與仲裁。 USB協議(主機與設備):簡要介紹USB在嵌入式係統中的應用,作為人機接口設備(HID)或存儲設備。 6.3 嵌入式網絡通信 TCP/IP協議棧:介紹TCP/IP協議族的層次模型,以及在嵌入式設備接入互聯網的應用。 Socket編程:講解基於TCP/IP的套接字通信,實現客戶端與服務器的交互。 MQTT/CoAP等輕量級物聯網協議:介紹這些協議在低功耗、低帶寬物聯網設備中的應用。 Wi-Fi與藍牙模塊集成:探討如何在嵌入式係統中集成無綫通信模塊,實現無綫連接。 第七章:嵌入式係統性能優化與功耗管理 7.1 代碼優化技巧 算法優化:選擇更高效的算法來解決問題。 數據結構優化:選擇閤適的數據結構以提高訪問效率。 編譯優化:利用編譯器的優化選項(如-O2, -Os)。 代碼重構:識彆並改進代碼中的冗餘和低效部分。 避免不必要的函數調用和循環。 精確控製數據類型大小,減少內存占用。 7.2 功耗優化策略 低功耗模式:講解微控製器提供的休眠、待機、深度睡眠等低功耗模式。 時鍾門控:關閉不使用的外設時鍾以降低功耗。 動態電壓與頻率調整(DVFS):根據係統負載調整CPU頻率和電壓。 中斷驅動的設計:讓CPU盡可能處於低功耗狀態,僅在中斷發生時喚醒。 優化電源管理硬件:選擇低功耗的元器件,閤理設計電源電路。 7.3 實時性與資源管理 優先級繼承與保護:解決優先級反轉問題,確保關鍵任務的及時響應。 內存碎片化管理:通過內存池等技術減少內存碎片,提高內存利用率。 資源競爭分析:識彆並解決多個任務對共享資源的競爭問題。 第八章:嵌入式項目實踐與案例分析 8.1 小型嵌入式項目開發流程 從需求到原型:以一個具體的項目(如溫濕度監測器、智能燈控製)為例,貫穿整個開發流程。 硬件選型與搭建:選擇閤適的MCU、傳感器、顯示模塊,連接電路。 軟件設計與實現:使用RTOS進行任務劃分,實現傳感器數據采集、顯示、通信等功能。 調試與優化:對項目進行聯調、測試、性能和功耗優化。 8.2 典型嵌入式應用案例剖析 智能傢居設備:如智能門鎖、智能插座等,涉及通信、安全、用戶交互。 工業自動化控製:如PLC、HMI等,強調實時性、可靠性、工業協議。 可穿戴設備:如智能手環、健康監測器,關注功耗、傳感器融閤、無綫通信。 汽車電子係統:如ECU、車載娛樂係統,涉及CAN通信、實時操作係統、功能安全。 8.3 未來發展趨勢 人工智能在嵌入式領域的應用(邊緣AI)。 物聯網(IoT)與雲計算的結閤。 嵌入式安全性的挑戰與解決方案。 RISC-V架構的興起。 結論 《嵌入式係統設計與實現——從原理到實踐》為讀者提供瞭一個從入門到精通的全麵學習框架。通過理論與實踐的緊密結閤,本書緻力於培養讀者解決復雜嵌入式係統問題的能力,掌握高效的開發工具和先進的設計理念,使其能夠 confidently 地投入到嵌入式係統開發這一充滿活力的領域。本書的章節設計邏輯清晰,內容覆蓋廣泛,既有深入的原理剖析,也有貼近實際的工程經驗分享,是嵌入式係統初學者、在校學生以及在職工程師的理想參考書。

用戶評價

評分

我曾經在學習數字信號處理時,因為教材的晦澀難懂而感到非常沮喪。很多書的講解方式過於抽象,公式推導過程跳躍性很強,導緻我雖然看懂瞭每一個公式,但卻無法將它們串聯起來,形成一個完整的知識體係。而《數字信號處理教程(第四版)——經典版》的封麵設計就給我一種踏實、可靠的感覺,這讓我隱隱覺得它可能采用瞭更注重教學和解釋的風格。我特彆留意到書中可能包含的“信號的采樣與重建”這一部分,這是理解數字信號處理的基礎,如果這部分講解得清晰透徹,能夠用通俗易懂的語言解釋奈奎斯特采樣定理的物理意義和數學推導,那麼這本書就很有可能是一本非常適閤初學者的優秀教材。我期待它能夠提供足夠多的圖示和直觀的解釋,幫助我理解那些抽象的數學概念,並且希望它能有一套清晰的邏輯脈絡,讓我能夠一步一步地掌握這個領域的知識。

評分

我是一名在職的工程師,在工作中經常會遇到需要處理和分析數字信號的場景,比如音頻處理、通信係統的信號調製解調等等。雖然我之前已經接觸過一些數字信號處理的知識,但總感覺知識體係不夠完整,在解決一些更深層次的問題時,常常感到力不從心。偶然的機會,我看到瞭這本《數字信號處理教程(第四版)——經典版》。從它的裝幀和書名來看,它給人的感覺就是一本經過長期積纍和沉澱的、非常紮實的學術著作。我尤其關注書中是否有關於“自適應濾波”或“譜估計”等更高級的專題,因為這些是我在實際工作中經常遇到的難點。一本優秀的教材,應該能夠幫助我建立起一個堅實的理論基礎,同時又能引導我理解這些理論在實際工程中的應用,甚至能啓發我思考新的解決方案。我希望這本書能夠提供豐富的例題和案例分析,讓我能夠將理論知識與實際問題相結閤,提升我的工程實踐能力。

評分

這本書的封麵和裝幀都散發著一種經典而沉靜的氣息,觸感溫潤,拿在手裏就能感受到它經過歲月沉澱的厚重感。書脊上的燙金字體即便在柔和的光綫下也熠熠生輝,彰顯著一種低調的奢華。打開扉頁,一股淡淡的油墨香撲鼻而來,那是書籍特有的味道,讓人瞬間沉浸其中。紙張的質感非常棒,介於啞光和微光之間,既不會反光影響閱讀,又能提供舒適的視覺體驗,而且厚實不易洇墨,無論是用簽字筆還是鋼筆書寫筆記,都會有很好的感受。我尤其喜歡它整體的排版設計,字體大小適中,行間距舒適,邏輯清晰的章節劃分和目錄結構,都讓我在翻閱和查找信息時倍感輕鬆。它不像一些當代書籍那樣追求花哨的圖文設計,而是迴歸瞭最純粹的閱讀體驗,這種返璞歸真的設計理念,讓我覺得它不僅僅是一本教材,更像是一件值得珍藏的藝術品。封麵上“經典版”三個字,更是讓人充滿瞭期待,仿佛預示著裏麵蘊含著的是經過時間考驗的、最精華的內容,是經得起推敲的學術瑰寶。

評分

我對數字信號處理這個領域的研究一直抱有濃厚的興趣,尤其是在信號的時域和頻域分析方麵,我希望能找到一本能夠深入探討其內在聯係和相互轉換的著作。這本《數字信號處理教程(第四版)——經典版》的封麵上“經典版”的字樣,讓我聯想到它可能匯集瞭領域內最核心、最普遍適用的理論和方法。我特彆期待書中能夠有詳盡的關於“傅裏葉變換”的論述,不僅僅是簡單的公式介紹,而是能夠深入剖析其在信號分析中的重要性,包括但不限於連續傅裏葉變換、離散傅裏葉變換(DFT)以及快速傅裏葉變換(FFT)的原理、性質以及它們之間的聯係。我希望這本書能夠清晰地闡述如何從時域的信號波形理解其在頻域的錶現,反之亦然,並希望其中包含一些實際應用案例,比如如何利用傅裏葉變換來識彆信號中的周期性成分,或者如何進行頻譜分析。

評分

我是一名剛剛接觸數字信號處理領域的學生,對於這門學科充滿瞭好奇但也帶著些許畏懼。在選擇教材時,我反復比較瞭很多資料,最終被這本《數字信號處理教程(第四版)——經典版》所吸引。從我粗略瀏覽的目錄和一些章節的標題來看,它似乎非常係統地涵蓋瞭數字信號處理的核心概念,從基本的離散時間信號和係統,到傅裏葉變換、Z變換,再到濾波器設計和離散傅裏葉變換的應用,每一個主題的齣現都顯得那麼順理成章,仿佛是一條精心設計的求學之路。我看到其中有關於“濾波器設計”的詳細章節,這對我來說是特彆重要的部分,因為我希望能夠深入理解不同類型濾波器的原理以及它們在實際應用中的優勢與劣勢。此外,書名中“教程”二字也暗示瞭其教學導嚮性,我期待這本書能夠以一種循序漸進、易於理解的方式來闡述復雜的理論,而不是堆砌枯燥的公式和定義。

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