現代DSP技術及應用/21世紀高等學校規劃教材 電子信息 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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梁義濤 等 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• DSP
• 電子信息
• 信號處理
• 通信工程
• 控製工程
• 規劃教材
• 高等教育
• 電子技術
• 應用

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302270720

商品編碼：29737227293

包裝：平裝

齣版時間：2012-02-01

基本信息

書名：現代DSP技術及應用/21世紀高等學校規劃教材 電子信息

定價：38.00元

作者：梁義濤 等

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-02-01

ISBN：9787302270720

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版次：1

裝幀：平裝

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編輯推薦

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內容提要

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《21世紀高等學校規劃教材·電子信息：現代DSP技術及應用》以德州儀器（TI）公司的16位定點DSP TMS320C54x和CVT�睤SP�並蚴笛橄低澄�例，詳細描述瞭DSP係統的設計與實現方法。首先，緒論部分介紹瞭DSP的基礎知識、新的技術發展以及DSP係統的設計概要； 然後詳細講解瞭TMS320C54x的硬件結構、TMS320C54x的指令係統、
TMS320C54x的軟件開發和DSP集成開發環境； 接著討論瞭TMS320C54x片內外設和TMS320C54x基本係統設計，並介紹瞭匯編應用程序設計及語音信號采集係統設計； 後結閤CVT�睤SP�並蚴笛橄低常�由淺入深地給齣7個完整的實驗設計，方便讀者更深入地理解和掌握DSP係統的開發語言和開發環境。
《21世紀高等學校規劃教材·電子信息：現代DSP技術及應用》可作為高等院校電子信息類學科的研究生和高年級學生的教材，也可供從事DSP芯片開發應用的廣大工程人員參考。

目錄

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目錄
章 緒論
1.1 引言
1.1.1 數字信號處理概念簡介
1.1.2 研究數字信號處理實現技術的必要性
1.1.3 數字信號處理的實現
1.1.4 DSP係統簡介
1.1.5 DSP係統的特點
1.2 DSP芯片
1.2.1 DSP芯片的結構特點
1.2.2 DSP芯片的分類
1.2.3 DSP芯片的發展及趨勢
1.2.4 DSP芯片的應用
1.3 TI主要DSP芯片概述
1.3.1 TIDSP芯片命名規則
1.3.2 DSP芯片係列簡介
1.4 DSP係統設計概要
1.4.1 DSP係統設計過程
1.4.2 DSP芯片的選擇

第2章 TMS320C54x的硬件結構
2.1 TMS320C54x的基本結構及特性
2.1.1 TMS320C54x的基本結構
2.1.2 TMS320C54x的主要特性
2.2 總綫結構
2.2.1 內部總綫結構
2.2.2 外部總綫結構
2.3 中央處理單元
2.3.1 算術邏輯運算單元（ALU）
2.3.2 纍加器A和B
2.3.3 桶形移位器
2.3.4 乘法器/加法器單元（MAC）
2.3.5 比較、選擇和存儲單元（CSSU）
2.3.6 指數編碼器（EXP）
2.3.7 CPU狀態和控製寄存器
2.4 存儲器和I／O空間
2.4.1 存儲器空間
2.4.2 程序存儲器
2.4.3 數據存儲器
2.4.4 I/O存儲空間
2.5 TMS320C54x係統控製
2.5.1 程序地址的産生
2.5.2 流水綫
2.5.3 中斷
2.5.4 係統復位
2.5.5 省電和保持方式
2.6 TMS320VC5416的結構、特性與引腳

第3章 TMS320C54x的指令係統
3.1 指令的錶示方法
3.1.1 指令中的符號
3.1.2 指令中的運算符
3.2 尋址方式
3.2.1 立即尋址
3.2.2 尋址
3.2.3 纍加器尋址
3.2.4 直接尋址
3.2.5 間接尋址
3.2.6 存儲器映像寄存器尋址
3.2.7 堆棧尋址
3.3 指令係統
3.3.1 算術運算指令
3.3.2 邏輯運算指令
3.3.3 程序控製指令
3.3.4 存儲和裝入指令

第4章 TMS320C54x的軟件開發
4.1 TMS320C54x軟件開發過程
4.2 匯編語言程序的編寫方法
4.2.1 匯編語言源程序舉例
4.2.2 匯編語言常量
4.2.3 匯編源程序中的字符串
4.2.4 匯編源程序中的符號
4.2.5 匯編源程序中的錶達式
4.3 匯編僞指令和宏指令
4.3.1 匯編僞指令
4.3.2 宏及宏的使用
4.4 匯編語言程序設計
4.4.1 程序的控製與轉移
4.4.2 數據塊傳送程序
4.4.3 算術運算類程序
4.5 公共目標文件格式--COFF
4.5.1 COFF文件中的段
4.5.2 匯編器對段的處理
4.5.3 鏈接器對段的處理
4.6 匯編源程序的編輯、匯編和鏈接過程

第5章 DSP集成開發環境
5.1 CCS集成開發環境簡介
5.1.1 CCS的安裝及設置
5.1.2 CCS的窗口、菜單和工具條
5.2 CCS應用舉例
5.2.1 應用實例
5.2.2 基本應用
5.2.3 探針和顯示圖形的使用
5.3 CCS工程項目的創建與調試
5.3.1 CCS工程項目的管理
5.3.2 CCS源文件的管理
5.3.3 通用擴展語言--GEL
5.3.4 程序的運行和控製
5.3.5 圖形工具的使用
5.3.6 數據輸入與輸齣

第6章 TMS320C54x片內外設
6.1 DSP片內外設概述
6.2 可編程定時器
6.3 串行口
6.3.1 串行口概述
6.3.2 標準同步串行口（SP）
6.3.3 帶緩衝的串行接口（BSP）
6.3.4 時分復用串行接口（TDM）
6.3.5 多通道緩衝串行接口（McBSP）
6.4 主機接口（HPI）
6.4.1 HPI與主機的連接框圖
6.4.2 HPI控製寄存器
6.4.3 標準8位主機接口HPI��8
6.4.4 增強的8位HPI（HPI��8）
6.4.5 應用舉例

第7章 TMS320C54x基本係統設計
7.1 硬件設計概述
7.2 時鍾電路
7.2.1 時鍾發生器
7.2.2 硬件配置的PLL
7.2.3 軟件可編程PLL
7.3 復位電路
7.4 電源電路
7.4.1 電源電壓及電流要求
7.4.2 電源電壓的産生
7.4.3 電源解決方案
7.4.4 電平轉換電路
7.5 A/D和D/A接口設計
7.5.1 A/D接口設計
7.5.2 D/A接口設計
7.6 外部存儲器和I/O擴展
7.6.1 C54x的外部總綫結構
7.6.2 C54x外部訪問等待狀態的産生
7.6.3 外部存儲器的擴展
7.6.4 TMS320C54xDSP與MPS430微處理器的接口設計
7.6.5 TMS320C54xDSP與PC並行接口的接口設計
7.6.6 TMS320C54x與PCI總綫的接口設計
7.7 JTAG在綫仿真調試接口電路設計

第8章 匯編應用程序設計
8.1 DSP應用係統設計的基本步驟
8.2 正弦信號發生器
8.2.1 信號産生算法原理
8.2.2 正弦波信號發生器的設計與實現
8.3 FIR數字濾波器
8.3.1 FIR濾波器的基本原理和結構
8.3.2 FIR濾波器的設計方法
8.4 快速傅裏葉變換（FFT）

第9章 語音信號采集係統設計
9.1 語音接口芯片TLV320AIC23簡介
9.1.1 引腳介紹
9.1.2 控製接口
9.1.3 寄存器映射
9.1.4 模擬接口
9.1.5 數字音頻接口
9.1.6 音頻采樣率
9.2 硬件設計
9.3 軟件設計

0章 實驗
10.1 實驗箱說明書
10.1.1 簡介
10.1.2 實驗箱各單元的結構和功能
10.2 實驗1（驗證性實驗）：CCS軟件的使用
10.3 實驗2（驗證性實驗）：基本運算（一）
10.4 實驗3（驗證性實驗）：基本運算（二）
10.5 實驗4（驗證性實驗）：存儲器實驗
10.6 實驗5（驗證性實驗）：FFT變換
10.7 實驗6（綜閤性實驗）：FIR濾波器設計
10.8 實驗7（設計性實驗）：步進電動機驅動
附錄
附錄ATMS320C54x指令係統一覽錶（按指令字母順序排列）
附錄B僞指令匯總錶
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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模擬信號的數字世界：現代數字信號處理技術揭秘 在信息爆炸的時代，從我們耳畔的音樂，到手機的通信，再到醫療影像的診斷，幾乎所有的現代科技都離不開數字信號處理（DSP）的身影。它如同數字世界的“煉金術”，能夠將雜亂無章的模擬信號轉化為有序、可控的數字信息，並對其進行精妙的操作，從而實現各種神奇的功能。本書旨在帶領讀者深入探索現代DSP技術的奧秘，揭示其核心原理、關鍵算法以及在各行各業的廣泛應用，助您領略數字信號處理的無窮魅力。 DSP：理解數字世界的基石 數字信號處理，顧名思義，是對數字信號進行分析、變換、增強、恢復、壓縮、識彆等一係列操作的學科。與模擬信號的連續變化不同，數字信號是以離散的數值錶示，這使得我們可以利用計算機強大的計算能力對其進行高效、精確的處理。DSP的核心在於將模擬世界的美妙信息，通過采樣、量化、編碼等過程，轉化為數字世界可識彆和處理的語言。 核心概念與理論：DSP的“語法” 要理解DSP，首先需要掌握其基礎理論。本書將從以下幾個關鍵概念齣發，為您構建紮實的理論基礎： 信號的數學錶示： 信號是信息傳輸和存儲的載體。我們將學習如何用數學語言描述不同類型的信號，包括時域、頻域錶示，以及傅裏葉變換、拉普拉斯變換等重要的信號分析工具。例如，您將理解為何我們能聽到聲音，以及聲音在不同頻率上的分布如何影響其音色。 采樣理論： 將連續的模擬信號轉化為離散的數字信號，其關鍵步驟便是采樣。奈奎斯特-香農采樣定理是這一過程的基石，它告訴我們，為瞭不丟失原始信號的信息，采樣頻率必須足夠高。我們將深入探討采樣過程中的各種細節，以及過采樣和欠采樣的影響。 量化與編碼： 采樣得到的信號幅度也是連續的，需要將其離散化到有限的數值級彆，這個過程稱為量化。量化精度直接影響信號的失真程度。之後，這些量化後的數值將被編碼成計算機能夠存儲和傳輸的二進製形式。我們將分析量化誤差的來源，以及不同的編碼方式如何影響數據的大小和精度。 離散時間係統： 數字信號經過一係列的處理，構成瞭一個離散時間係統。本書將深入研究綫性時不變（LTI）係統，這是DSP中最核心的係統模型。我們將學習如何用差分方程描述LTI係統，以及捲積運算在係統響應分析中的作用。 傅裏葉變換及其在DSP中的地位： 傅裏葉變換是將信號從時域轉換到頻域的強大工具，它揭示瞭信號中包含的不同頻率分量。離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法——快速傅裏葉變換（FFT），是DSP中最核心的計算工具，廣泛應用於頻譜分析、濾波、調製解調等領域。我們將詳細解析FFT的原理和實現，理解其在處理海量數據時的效率優勢。 Z變換： Z變換是離散時間係統分析的有力工具，它類似於拉普拉斯變換在連續時間係統中的作用。通過Z變換，我們可以更直觀地分析係統的穩定性、頻率響應等特性，並設計齣滿足要求的濾波器。 關鍵算法與技術：DSP的“行動指南” 掌握瞭基礎理論，我們便能深入學習實現各種信號處理功能的關鍵算法和技術。本書將重點介紹以下幾個方麵： 濾波技術： 濾波是DSP中最基本也是最重要的技術之一，用於去除信號中的噪聲，提取所需的頻率成分，或者改變信號的頻譜特性。我們將學習兩種主要的濾波器類型： 無限脈衝響應（IIR）濾波器： 具有更低的計算復雜度，能夠用較少的階數實現陡峭的濾波特性。我們將探討IIR濾波器的設計方法，例如雙綫性變換法，並分析其潛在的穩定性問題。 有限脈衝響應（FIR）濾波器： 具有良好的綫性相位特性，不會引入相位失真，在音頻、圖像處理等領域應用廣泛。我們將學習窗函數法、頻率采樣法等FIR濾波器設計技術。 變換域處理： 除瞭時域處理，在頻域、小波域等變換域進行信號處理也能帶來意想不到的效果。 FFT的實際應用： 除瞭作為基礎計算工具，FFT還可以用於實現快速捲積、頻譜分析、相關運算等。我們將通過實例展示FFT在信號分析中的強大能力。 短時傅裏葉變換（STFT）和連續小波變換（CWT）： 當信號的頻率成分隨時間變化時，傳統的傅裏葉變換就顯得力不從心。STFT和CWT能夠同時捕捉信號的時域和頻域信息，實現時頻分析。我們將探討它們在語音分析、故障診斷等領域的應用。 自適應信號處理： 在某些應用中，信號的特性會隨時間發生變化，需要能夠實時調整自身參數的自適應算法。 最小均方（LMS）算法： 一種簡單高效的自適應濾波算法，廣泛應用於噪聲消除、迴聲消除等場景。我們將深入理解LMS算法的工作原理，以及其收斂性分析。 遞歸最小二乘（RLS）算法： 相比LMS算法，RLS算法具有更快的收斂速度，但計算復雜度也更高。我們將介紹RLS算法的核心思想，並與LMS算法進行對比分析。 多速率信號處理： 在許多係統中，需要處理不同采樣率的信號，例如將信號升采樣或降采樣。多速率信號處理技術能夠高效地實現這些操作，並避免引入混疊等失真。我們將學習插值和抽取的基本原理，以及其在通信係統中的應用。 數字信號處理硬件： 現代DSP技術離不開強大的硬件支持。本書還將介紹常見的DSP處理器架構，包括其特點、指令集以及開發環境，幫助讀者理解DSP算法如何在實際硬件上高效運行。 廣泛的應用領域：DSP的“觸角” 數字信號處理並非紙上談兵，其應用已經深入到我們生活的方方麵麵。本書將通過大量的實例，展示DSP在以下領域的關鍵作用： 通信係統： 從手機的語音編碼、信號調製解調，到無綫網絡的信道估計、乾擾抑製，DSP是現代通信係統不可或缺的核心技術。您將瞭解到，是如何通過DSP技術，實現我們能夠順暢地進行語音通話和數據傳輸的。 音頻與語音處理： 音頻信號的壓縮（如MP3）、降噪、語音識彆、語音閤成、音樂效果處理等，都離不開DSP。我們將探討如何利用DSP技術，實現更清晰、更逼真的音頻體驗，以及讓機器聽懂並迴應我們的語言。 圖像與視頻處理： 圖像的壓縮（如JPEG）、去噪、增強、邊緣檢測、目標識彆，以及視頻的編碼、解碼、特效製作，都高度依賴DSP。您將看到DSP如何在數字相機、電視、安防監控等領域發揮著至關重要的作用。 醫療與生物醫學工程： 醫學影像（如CT、MRI）的處理與分析、心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生理信號的監測與分析，以及輔助診斷係統的開發，都大量運用DSP技術。 控製係統： 在工業自動化、機器人、航空航天等領域，DSP用於實現精確的傳感器數據處理、反饋控製算法的執行，從而保證係統的穩定運行和精確控製。 雷達與聲納係統： DSP在目標探測、距離測量、速度估計等方麵發揮著核心作用，是軍事和科學研究中不可或缺的技術。 數據壓縮： 隨著數據量的爆炸式增長，高效的數據壓縮技術變得尤為重要。DSP在音頻、視頻、圖像等媒體數據的壓縮編碼中扮演著關鍵角色，大大降低瞭存儲和傳輸的成本。 本書的特色與價值 本書在內容組織上，注重理論與實踐的結閤。在介紹每一個核心概念和算法時，都力求用清晰易懂的語言進行闡述，並輔以直觀的圖示和數學推導，幫助讀者深入理解其內在邏輯。同時，本書不會僅限於理論的講解，更會著重分析這些技術如何在實際工程中得到應用，並提供一些常見的應用案例，讓讀者能夠更好地理解DSP的實際價值。 通過閱讀本書，您將不僅能夠掌握數字信號處理的理論精髓，更能夠培養分析和解決實際工程問題的能力。無論您是希望深入瞭解數字世界運行機製的學生，還是緻力於在相關領域進行技術研發的工程師，本書都將是您寶貴的學習資源和參考工具。讓我們一同踏上這段探索數字信號處理的精彩旅程，解鎖信息時代的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的實用性遠遠超齣瞭我最初的預期。我本來是衝著“應用”這兩個字來的，但很多教材的“應用”部分往往隻是淺嘗輒止，充數而已。然而，這本《現代DSP技術及應用》的後半部分，簡直是一部濃縮的工程實踐手冊。它花瞭大量的篇幅介紹實時係統的構建和高速算法的實現，這對於我們這些未來想從事嵌入式係統開發的人來說，簡直是如獲至寶。例如，書中對於FFT算法在具體硬件平颱上的優化策略，以及如何避免常見的量化誤差和溢齣問題，講解得細緻入微，甚至提到瞭某些特定的流水綫設計技巧。我記得有一次我們小組做一個實時音頻處理項目，遇到瞭睏擾很久的延遲問題，後來翻閱這本書中關於DSP處理器架構的那一章，特彆是關於乘纍加（MAC）單元工作原理的描述，纔恍然大悟，原來是我們對指令周期的理解不夠深入。這本書的理論深度足以支撐學術研究，但其語言風格又非常貼近工程實踐中的真實需求，這種平衡把握得非常到位，不像有些純理論書籍那樣高高在上，也不像某些純應用指南那樣缺乏底層原理支撐。

評分☆☆☆☆☆

作為一本麵嚮電子信息類專業的高校規劃教材，這本書的知識體係覆蓋麵廣而精。它在基礎理論的紮實性上做得非常好，確保學生在進入高階應用前，對離散捲積、相關性分析等基本概念有牢固的掌握。然而，最讓我印象深刻的是它對現代譜分析技術的處理。如今的頻譜分析已經遠遠超齣瞭簡單的快速傅裏葉變換（FFT）。書中對Welch平均法、多窗口法以及更高級的子空間分解方法（如MUSIC、ESPRIT）的介紹，盡管篇幅有限，但關鍵點都抓住瞭。這些內容在很多同類教材中往往被一帶而過，但在實際的雷達信號處理或射頻識彆中卻是核心技術。作者在介紹這些方法時，非常注重其統計特性和分辨率/方差之間的權衡，這對於培養學生的科學思維至關重要。它不是簡單地告訴你“用這個公式”，而是讓你理解“為什麼用這個公式，以及它在什麼情況下錶現最優”。這種注重方法論和批判性思考的教學方式，是當前很多教材所缺乏的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源和整體組織結構，體現瞭現代教材應有的嚴謹和前瞻性。首先，全書的邏輯鏈條非常完整，從連續信號到離散信號的轉化，再到係統的建模與分析，最終落腳於具體的硬件實現和軟件設計，形成瞭一個完美的閉環。其次，它對軟件工具的應用指導非常細緻，不僅僅局限於理論推導，還提供瞭大量關於DSP芯片特性、匯編級優化的概述，這對於想深入瞭解硬件加速的讀者來說，提供瞭寶貴的綫索。我尤其欣賞它在最後幾章中對圖像處理和視頻編解碼中DSP技術的簡要介紹，雖然這部分內容不如前麵對純信號處理的深入，但它清晰地展示瞭DSP技術在多媒體領域的廣闊前景。這本書的語言風格是那種典型的學術嚴謹中又不失清晰流暢的風格，沒有冗餘的廢話，每一個段落都承載著重要的信息量。讀完後，我感覺自己不僅掌握瞭一門技術，更重要的是建立瞭一套係統化的信號處理思維框架，受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這套書簡直是為我這種剛剛接觸數字信號處理（DSP）領域的“小白”量身定做的！我花瞭很長時間在網上尋找一本既有理論深度，又不至於枯燥到讓人望而生畏的教材。當我翻開這本《現代DSP技術及應用》時，那種感覺就像是找到瞭一個經驗豐富的導師。它沒有一開始就拋齣復雜的數學公式和令人頭暈的傅裏葉變換細節，而是從最直觀的信號采集和量化講起，循序漸進地構建起整個DSP的知識體係。尤其是它對Z變換和離散時間係統的講解，簡直是點睛之筆。作者似乎深諳我們這些初學者的“痛點”，用大量的工程實例來佐證理論，比如講解FIR和IIR濾波器設計時，不是乾巴巴地羅列公式，而是會詳細分析為什麼在實際應用中，我們傾嚮於選擇哪種結構，以及它們各自的優缺點。書中穿插的那些關於MATLAB仿真的片段，更是救瞭我好幾次，直接動手操作，能極大地加深對理論的理解，讓人感覺DSP不再是抽象的數學符號，而是可以觸摸、可以實現的工程技術。我特彆欣賞它在緒論部分對DSP發展曆史和未來趨勢的簡要勾勒，這讓我對這個領域有瞭更宏大的視角，而不是僅僅局限於眼前的幾章內容。這本書的排版也很舒服，邏輯清晰，閱讀起來毫無壓力，簡直是自學DSP的首選良伴。

評分☆☆☆☆☆

我給這本書打高分，很大程度上是因為它對現代通信係統中DSP應用的講解非常到位。在我看來，DSP技術的核心價值就體現在如何高效處理復雜的調製解調信號。這本書在這方麵下瞭真功夫。它沒有僅僅停留在基本的抽樣定理層麵，而是深入剖析瞭過采樣、欠采樣技術在現代無綫通信中的重要性。關於數字下變頻（DDC）和數字上變頻（DUC）模塊的設計原理和實現細節，這本書的闡述是清晰且富有洞察力的。我特彆喜歡它將鎖相環（PLL）的概念融入到數字頻率閤成器的講解中，這種跨領域的知識融閤，極大地拓寬瞭我的思路。此外，書中對自適應濾波算法，比如LMS和RLS的介紹，不僅僅是給齣瞭收斂性分析，更重要的是結閤噪聲消除和迴聲消除的實際案例進行瞭演示。這種將抽象算法與具體應用場景緊密結閤的方式，使得即便是初次接觸這些復雜算法的學習者，也能迅速抓住其核心思想，而不是被數學推導所睏住。這本書對信號處理在信息時代的核心地位，有著非常深刻的認識。