DSP控制器原理与应用 9787111322870 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张东亮 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111322870

商品编码：29668612692

包装：平装

出版时间：2011-01-01

基本信息

书名:DSP控制器原理与应用

定价：35.00元

售价：23.8元,便宜11.2元,折扣68

作者:张东亮

出版社：机械工业出版社

出版日期：2011-01-01

ISBN：9787111322870

字数：

页码：261

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.241kg

编辑推荐

《21世纪高等院校电气信息类系列教材：DSP控制器原理与应用》分别介绍DSP技术的概况，DSP控制器总体结构，中央处理器与指令系统，软件开发与C语言编程，片内外设的结构、原理与使用方法，并给出应用系统设计实例。
　　《21世纪高等院校电气信息类系列教材：DSP控制器原理与应用》深入浅出，实例丰富，突出实用，可作为高等院校自动化、电气、电子、计算机、机械电子等专业本科生与研究生的教材，也可以供微机应用、测控系统、智能仪器仪表、嵌入式系统等领域的工程技术人员参考。

内容提要

《DSP控制器原理与应用》以IT公司TMS320C28x：DSP控制器的TMS320F2812为例，介绍了DSP控制器的结构原理、软硬件设计开发和应用。主要内容包括DSP技术概况、DSP结构原理、指令系统、软件设计开发、片内外设、应用系统设计等。各章安排有思考题与习题，在附录中附有术语与符号英汉对照表。
　　 《DSP控制器原理与应用》可以作为高等院校相关专业高年级本科生、研究生DSP课程的教材，还可以供从事自动控制、仪器仪表、电气自动化、计算机、电子机械等领域的工程技术人员参考使用。

目录

作者介绍

文摘

序言

数字信号处理（DSP）的基石与革新：深入解析核心原理与前沿应用 内容梗概： 本书旨在为读者构建一套扎实而全面的数字信号处理（DSP）理论知识体系，并在此基础上，引导读者探索DSP技术在当今多元化科技领域中的广泛应用。我们将从数字信号处理的最基本概念出发，逐步深入到各种经典的算法和模型，并通过详实的技术解析，揭示DSP技术如何驱动着从通信、音频、图像处理到自动化控制等众多关键技术的发展。本书不仅注重理论的深度，更强调实践的指导性，力求让读者在理解核心原理的同时，能够掌握将其转化为实际工程解决方案的能力。 第一章：数字信号处理基础——从模拟到数字的飞跃 本章将带领读者踏上数字信号处理的奇妙旅程，首先从理解“信号”的本质开始，区分模拟信号和数字信号的根本差异。我们将详细阐述模拟信号转换为数字信号的关键步骤——采样、量化和编码，并深入探讨采样定理（Nyquist-Shannon采样定理）的重要性及其在避免混叠失真中的作用。在此基础上，我们将介绍离散时间信号的基本表示方法，包括单位冲激序列、单位阶跃序列等，并探讨其在信号表示和系统建模中的基础地位。 第二章：离散时间系统——信号变换的理论框架 本章将聚焦于离散时间系统的基本概念和数学描述。我们将引入线性时不变（LTI）系统的核心概念，并详细介绍其最根本的表示方式——卷积。读者将学习如何通过单位脉冲响应来完全刻画一个LTI系统，并掌握使用卷积计算系统输出的方法。此外，本章还将探讨系统的分类，如因果系统、稳定系统、递归系统（IIR）和非递归系统（FIR）等，理解这些分类对系统设计和性能评估的意义。 第三章：Z变换——时域到频域的桥梁 Z变换是分析离散时间系统和信号的强大数学工具。本章将系统地介绍Z变换的定义、性质及其反变换。我们将深入讲解Z变换如何将复杂的时域运算转化为代数运算，从而简化系统分析。重点将放在Z变换在系统稳定性分析、系统函数表示以及频率响应提取中的应用。通过大量的例证，读者将理解Z变换如何为进一步的频域分析奠定基础。 第四章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）——信号的频率成分解析 本章将深入探讨离散傅里叶变换（DFT），这是理解信号频率特性的关键。我们将解释DFT如何将一个有限长度的离散时间序列分解为其不同频率分量的组合。在此基础上，我们将隆重介绍快速傅里叶变换（FFT）算法。FFT作为DFT的高效实现，是现代数字信号处理不可或缺的工具。我们将详细解析FFT的原理，包括蝶形运算和分治策略，并阐述其在计算效率上的巨大优势。本章还将讨论DFT/FFT在频谱分析、滤波器设计和系统识别中的应用。 第五章：数字滤波器设计——塑造信号的频率响应 数字滤波器是DSP中最基本也是最重要的组成部分之一，其核心功能是选择性地通过或衰减信号的特定频率分量。本章将全面介绍数字滤波器的设计原理和方法。我们将区分两种主要的滤波器类型：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： 重点将放在IIR滤波器的设计，包括巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器的设计方法，以及如何利用双线性变换等方法将模拟滤波器原型转换为数字滤波器。我们将讨论IIR滤波器在实现相同性能时所需阶数较低的优点，以及其潜在的相位非线性问题。 FIR滤波器： 接着，我们将深入研究FIR滤波器。我们将详细介绍窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等）的设计原理，以及如何根据期望的频率响应选择合适的窗函数。此外，还将介绍更先进的Parks-McClellan算法（也称为最优等纹波滤波器设计），用于设计具有最小最大纹波的FIR滤波器。本章将强调FIR滤波器在具有线性相位响应方面的优势，这对于一些对相位失真敏感的应用至关重要。 第六章：谱分析技术——深入探索信号的频率特性 除了基本的DFT/FFT，本章将拓展至更高级的谱分析技术，以更精细和准确地揭示信号的频率信息。我们将介绍非参数谱估计方法，如周期图法及其改进版本（如Welch法），讨论这些方法在处理噪声信号和提高谱估计分辨率上的优势。 第七章：自适应滤波技术——实时变化的信号处理 在许多实际应用中，信号的统计特性会随时间变化，此时就需要自适应滤波技术。本章将介绍自适应滤波器的基本概念和核心原理。我们将重点讲解最常用的自适应算法——最小均方（LMS）算法及其变种（如归一化LMS）。读者将理解自适应滤波器如何通过不断调整自身参数来最小化误差信号，从而实现对变化的信号进行有效处理。本章还将探讨自适应滤波在噪声消除、回声消除、信道均衡等领域的经典应用。 第八章：多速率信号处理——信号处理效率的提升 多速率信号处理研究在不同采样率下对信号进行处理的技术，是提高DSP系统效率的关键。本章将介绍信号的抽取（Decimation）和插值（Interpolation）操作，以及它们在信号带宽压缩、数据率匹配等方面的作用。我们将深入探讨这些操作背后的数学原理，以及如何设计高效的多速率滤波器组，以避免失真并优化计算复杂度。 第九章：DSP应用领域——从理论到现实的飞跃 本章将汇聚前述理论知识，深入探讨DSP技术在各个关键应用领域的实际落地。我们将精心选取具有代表性的领域，并结合实际案例进行解析： 通信系统： 重点解析DSP在调制解调、信道编码、均衡、多载波通信（OFDM）等中的作用。我们将展示DSP如何实现高速、可靠的无线和有线通信。 音频与语音处理： 探讨DSP在音频编码/解码（如MP3, AAC）、降噪、语音识别、语音合成、音频效果处理（如混响、均衡）等方面的应用。 图像与视频处理： 阐述DSP在图像压缩（如JPEG）、图像增强、边缘检测、运动估计、视频编码/解码（如H.264, H.265）等中的关键作用。 控制系统： 分析DSP在电机控制、伺服系统、工业自动化、机器人技术等领域中的应用，如何实现精确、高效的闭环控制。 生物医学信号处理： 介绍DSP在心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物信号的滤波、特征提取和模式识别中的应用。 第十章：DSP处理器与开发实践 为了将DSP理论转化为实际产品，了解DSP处理器及其开发流程至关重要。本章将介绍主流DSP处理器的架构特点，包括指令集、流水线、存储器访问等。我们将讨论DSP软件开发的基本流程，包括算法的实现、代码优化、硬件平台的选择和调试。同时，还将简要介绍嵌入式DSP系统的开发挑战和常用的开发工具。 结论： 本书力求为读者提供一个系统、深入且实用的数字信号处理知识体系。通过对核心原理的细致解析和对前沿应用的广泛探讨，读者将能够深刻理解DSP技术在现代科技进步中的核心地位，并掌握将其应用于解决实际工程问题的能力。无论是初学者还是有一定基础的工程师，都能从本书中获得启发和提升，为在DSP领域的深入研究和创新实践奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我原本以为一本关于DSP控制的书会充斥着枯燥的数学推导，阅读体验可能会很差。然而，这本书的叙事方式很巧妙地将复杂的理论融入到实际的工业场景中。它通过一系列连贯的案例，比如工业变频器中的磁场定向控制（FOC）或者高性能伺服系统的电流环、速度环设计，来串联起各种DSP技巧。这种“以终为始”的教学方法，让我能够迅速理解某个算法或某个硬件模块存在的必要性。让我觉得特别实用的是，书中对DSP工具链的使用介绍，包括交叉编译、硬件在环（HIL）仿真环境的搭建和调试技巧。这些都是学校里教科书很少会涉及的“工程实践的痛点”。这本书成功地填补了学术理论与工程落地之间的鸿沟，让读者在学习算法的同时，也掌握了如何让这些算法在真实的、苛刻的环境中稳定运行的秘诀。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量简直是教科书级别的典范。我一直觉得，技术书籍如果图示不够清晰，会极大影响理解效率，但这本书在这方面做得非常出色。例如，在讲解IIR/FIR滤波器设计时，那些关于频率响应和相位的矢量图，配上清晰的数学推导，让抽象的滤波器特性变得直观易懂。而且，书中对于不同控制算法（比如PID控制的改进型和自整定方法）在DSP平台上实现的伪代码示例，虽然没有给出完整的C语言代码，但其逻辑流程清晰到几乎可以直接映射到我正在调试的项目中。我个人对书中关于数据采集和ADC/DAC接口的时序控制章节非常满意，它详尽地描述了如何利用中断和DMA（直接内存存取）来解放CPU资源，保证信号处理的连续性。这种对软硬件协同工作细节的关注，体现了作者深厚的工程经验。

评分☆☆☆☆☆

这本关于数字信号处理（DSP）控制器的书，从我这个初学者角度来看，真是给我打开了一扇新世界的大门。我之前对DSP的概念总是模模糊糊，觉得它离我很远，但这本书的叙述方式非常贴合实际应用。它没有一开始就抛出那些晦涩难懂的数学公式，而是先用了很多通俗易懂的例子，解释了为什么我们需要DSP，它在现代工业控制中扮演了怎样的角色。比如，书中对电机控制中的实时性要求和DSP如何通过快速傅里叶变换（FFT）等算法实现精确速度和位置控制的讲解，让我印象深刻。作者似乎非常理解读者的困惑点，总能在关键时刻给出清晰的脉络梳理。特别是关于如何选择合适的DSP芯片以及其硬件架构的介绍，讲解得深入浅出，让我对如何将理论知识转化为实际的硬件设计有了一个初步的认识。这本书的结构安排非常合理，从基础理论到具体应用案例的过渡非常自然流畅，没有那种生硬的跳跃感，读起来很有代入感，感觉就像是有一位经验丰富的工程师在手把手地教我入门。

评分☆☆☆☆☆

从一个教学研究的角度来看，这本书的理论深度和广度都达到了很高的水准。它不仅涵盖了DSP在传统控制领域的基础应用，还对一些前沿的研究方向有所涉猎，比如多核DSP架构的并行计算策略以及低功耗DSP在物联网（IoT）边缘计算中的潜力。作者在论述中保持了一种严谨的学术态度，参考文献引用规范，且对不同方法的优劣进行了客观的比较分析，这对于需要撰写技术报告或进行更深层次研究的读者来说，是极大的助力。我尤其欣赏它对数学模型的物理意义的解释，避免了将公式当作“黑箱”来介绍。比如，在讲解Z变换在离散系统分析中的应用时，它清晰地阐述了如何通过Z域的极点和零点位置来判断系统的稳定性和动态响应特性。这本书可以作为一本优秀的参考手册，供有志于从事高级控制系统研发的人员长期参考和查阅。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的嵌入式系统工程师，平时工作接触的主要是传统的微控制器（MCU），对于更偏向高性能计算和实时反馈的DSP领域一直心存敬畏。这本书的价值在于它提供了一个非常扎实的桥梁，连接了我们熟悉的通用编程思维和DSP特有的并行处理架构。我特别欣赏其中关于各种指令集（如MAC单元的优化使用）和流水线操作的深入剖析。这些内容不是泛泛而谈，而是直接关联到程序执行效率和系统稳定性的核心要素。书中对固定点运算和浮点运算在精度与速度上的权衡分析，也极具参考价值，这在设计高精度传感器信号调理模块时至关重要。此外，作者对于实时操作系统（RTOS）在DSP环境下的调度策略的讨论，也为我优化现有系统的任务优先级管理提供了新的思路。总的来说，这本书的深度足以让有一定基础的工程师进阶，它提供的不仅仅是“是什么”，更是“为什么这样设计”和“如何做得更好”的答案。