DSP原理与应用（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘伟 编

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

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121302473

版次：2

商品编码：12033409

包装：平装

丛书名： 电子信息科学与工程类专业规划教材

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

页数：304

字数：510000

正文语种：中文

内容简介

本书主要介绍TMS320C67xx系列DSP芯片的基本特点、硬件结构及内部各模块的功能，并结合应用示例讲解各模块的工作原理；详细介绍Code Composer Studio集成开发环境，说明基本的C语言应用程序框架及混合编程的方法，并讲述系统自启动的过程。书中还包含大量DSP芯片的应用和算法示例程序，并给出时序控制寄存器各字段的计算方法，以及硬件读/写时序的测试波形。本书内容全面、通俗易懂、实用性强，可作为电子信息工程、通信工程、自动化等专业高年级本科生和研究生“DSP原理与应用”课程的教材或参考书，也可供从事DSP芯片开发应用的工程技术人员参考。

作者简介

刘伟，2006年任讲师，2009年晋升副教授，现为山东理工大学电气与电子工程学院硕士生导师。承担数字信号处理等本科生和研究生课程。

目录

第1章 DSP概述
1．1 DSP芯片的概念
1．2 DSP芯片的发展
1．3 DSP芯片的特点
1．4 DSP芯片的分类
1．5 TI系列DSP芯片
思考题与习题1
第2章 CPU结构与指令集
2．1 CPU的结构
2．2 存储器映射
2．3 汇编指令集
2．3．1 指令集概述
2．3．2 寻址方式
2．3．3 读取/存储类指令
2．3．4 算术运算类指令
2．3．5 逻辑及字段操作类指令
2．3．6 搬移类指令
2．3．7 程序转移类指令
2．3．8 浮点运算指令
2．3．9 资源对指令的约束
2．3．10 乘累加示例程序
2．3．11 汇编指令集汇总
2．4 流水线
2．5 中断
2．5．1 中断类型和中断信号
2．5．2 中断服务表
2．5．3 中断控制寄存器
2．5．4 中断性能和编程考虑事项
思考题与习题2
第3章 集成软件开发环境
3．1 CCS的使用
3．1．1 CCS介绍
3．1．2 CCS配置
3．1．3 新建和导入工程
3．1．4 程序调试与性能分析
3．1．5 硬件仿真和实时数据交换
3．1．6 DSP/BIOS
3．2 CCS程序设计基础
3．2．1 源文件和头文件
3．2．2 库文件
3．2．3 公共目标文件
3．2．4 链接器命令文件
3．2．5 #pragma伪指令
3．2．6 中断向量表
3．3 混合语言编程
3．3．1 混合编程的方法
3．3．2 混合编程的接口规范
3．3．3 混合编程示例程序
3．4 芯片支持库
3．5 系统自启动
思考题与习题3
第4章 锁相环
4．1 概述
4．2 功能描述
4．3 配置锁相环
4．4 寄存器
4．5 锁相环示例程序
思考题与习题4
第5章 定时器
5．1 概述
5．2 控制寄存器
5．3 计数器工作模式
5．4 定时器示例程序
思考题与习题5
第6章 外部存储器接口
6．1 接口信号与控制寄存器
6．2 SDRAM同步接口设计
6．3 异步接口设计
思考题与习题6
第7章 增强的直接存储器访问
7．1 概述
7．2 EDMA术语
7．3 EDMA传输方式
7．4 EDMA控制寄存器
7．5 参数RAM与通道传输参数
7．6 EDMA的传输操作
7．7 QDMA数据传输
7．8 EDMA传输示例
7．9 QDMA数据搬移示例程序
思考题与习题7
第8章 多通道缓冲串口
8．1 信号接口
8．2 控制寄存器
8．3 时钟和帧同步信号
8．4 标准模式传输操作
8．5 串口的初始化
8．6 多通道传输方式
8．7 SPI接口
8．8 串口作为通用输入/输出引脚
8．9 McBSP示例程序
思考题与习题8
第9章 多通道音频串口
9．1 McASP术语
9．2 McASP架构
9．2．1 接口信号
9．2．2 寄存器
9．2．3 时钟和帧同步信号发生器
9．2．4 串行器
9．2．5 格式化单元
9．2．6 时钟检查电路
9．2．7 引脚控制
9．3 McASP操作
9．3．1 启动与初始化
9．3．2 传输模式
9．3．3 数据发送和接收
9．3．4 格式化器
9．3．5 中断
9．3．6 错误处理和管理
9．3．7 回送模式
9．4 McASP示例程序
思考题与习题9
第10章 I2C接口
10．1 I2C接口简介
10．2 功能概述
10．3 寄存器
10．4 详细操作
10．5 中断请求
10．6 EDMA事件
10．7 复位/禁止I2C模块
10．8 编程指南
10．9 I2C模块应用示例
思考题与习题10
第11章 主机接口
11．1 HPI接口
11．2 HPI寄存器
11．3 HPI总线访问
11．4 主机访问顺序
思考题与习题11
第12章 通用输入/输出端口
12．1 GPIO接口
12．2 GPIO寄存器
12．3 通用输入/输出端口功能
12．4 中断和事件产生
12．4．1 直通模式
12．4．2 逻辑模式
12．4．3 GPINT与GP0和/或GPINT0的复用
12．5 GPIO中断/事件
12．6 GPIO应用示例
思考题与习题12
第13章 硬件系统设计
13．1 DSP硬件系统
13．2 电源
13．3 时钟
13．4 硬件仿真接口
13．5 总线扩展
13．6 串行通信接口
13．7 PCI接口
思考题与习题13
第14章 DSP算法及其实现
14．1 卷积算法的实现
14．2 有限冲激响应滤波器(FIR)的实现
14．3 快速傅里叶变换(FFT)的实现
思考题与习题14
附录A TMS320C6000编程常用伪指令及关键字
附录B TMS320C6000编译器的内联函数
参考文献

前言/序言

随着智能终端设备的普及，数字信号处理器(DSP)在通信、医疗等领域得到了大量的应用，并逐渐渗透到消费电子产品领域，深刻影响着人们的生活，人们已无法离开DSP芯片。现在主要的DSP厂商包括美国德州仪器(TI)公司、美国模拟器件(AD)公司和飞思卡尔(Freescale)等十几家公司，其中TI公司的DSP产品占据了市场的绝大部分份额，因此了解掌握TI公司DSP芯片的工作原理及使用方法，无论是对学习还是应用DSP，均具有重要的意义。

TI公司的DSP芯片分TMS320C2000、C5000和C6000三大系列。C6000系列DSP是高速、高性能的芯片，包括4个子系列：OMAP-L1x DSP + ARM9双核子系列、66AK2x Multicore DSP + ARM多核子系列、C66x Multicore DSP多核子系列、C674x Low Power DSP低功耗子系列。其中C67xx系列DSP是TI公司高性能32位浮点数字信号处理器产品，该系列包括TMS320C6713、TMS320C6727和TMS320C6748等多种型号芯片。

作者结合多年的数字信号处理相关教学和工程开发经验编写此书，以TMS320C6713芯片为例详细介绍了DSP芯片的基本结构、内部各模块的功能和软件集成开发环境，说明了应用程序的基本框架，并结合每章节内容给出了示例程序。

本书主要作为电子信息、通信工程和自动化等专业高年级本科生和研究生学习DSP课程的教材或参考书，包括实验在内参考学时48～60学时，也可供从事DSP芯片开发应用的工程技术人员参考。

全书共分14章，第1～8章由刘伟编写，第9、10、14章由王玮编写，第11章由卢恒炜编写，第12、13章由陈文钢编写，全书由刘伟、张雪审校。在本书编写过程中，参考了大量的国内外著作和文献，在此致以由衷的谢意。硕士研究生秦福元、秦一博、张楠楠、谭成勋、陆文玲、张红霞、张宪林参与了资料的整理工作，在此表示感谢。

本书提供配套的电子课件及相关例程程序，读者可登录华信教育资源网：www.hxedu.com.cn，注册后免费下载。

由于编者水平有限，书中难免存在错误和不当之处，敬请读者批评指正。有关问题可发邮件至weikey@sdut.edu.cn。

《数字信号处理：理论与实践（第三版）》 内容简介 《数字信号处理：理论与实践（第三版）》是一部系统阐述数字信号处理（DSP）核心概念、算法原理及其广泛应用的权威著作。本书在继承前两版广受好评的基础上，融入了最新的理论进展和实际工程应用案例，旨在为读者提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的学习平台。无论是初学者入门，还是专业人士进阶，都能从中获益匪浅。 本书共分为四个主要部分：基础理论、算法与实现、系统设计与分析、以及前沿应用与发展。 第一部分：基础理论 本部分为读者打下坚实的理论基础，是理解后续章节的关键。 信号与系统的基本概念： 深入介绍了连续时间信号和离散时间信号的分类、性质（如周期性、奇偶性、能量与功率等）。详细阐述了线性时不变（LTI）系统的基本原理，包括卷积积分和卷积和的概念及其在系统响应分析中的作用。此外，还探讨了系统的因果性、稳定性、记忆性等重要特性。 傅里叶分析： 这是数字信号处理的基石。本部分详尽介绍了傅里叶级数（FS）和傅里叶变换（FT）的理论，揭示了信号在时域和频域之间的转换关系。在此基础上，重点讲解了离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其性质。DFT是实际应用中的核心，本书深入分析了其计算方法，包括快速傅里叶变换（FFT）算法的原理，如Cooley-Tukey算法，以及不同的FFT实现形式，为高效的频谱分析奠定了基础。 Z变换： Z变换是离散时间LTI系统分析和设计的有力工具。本部分详细讲解了Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性。深入分析了Z变换的性质，如线性、时移、尺度变换、卷积定理等。通过Z变换，可以更方便地分析系统的稳定性、因果性，并推导系统的系统函数（传递函数）。本书还介绍了逆Z变换的求法，以便将系统函数转换回时域表示。 概率论与随机信号： 实际信号往往带有噪声，因此对随机信号的理解至关重要。本部分回顾了概率论的基础知识，包括随机变量、概率密度函数（PDF）、累积分布函数（CDF）、期望、方差等。深入介绍了平稳随机过程、自相关函数、功率谱密度（PSD）等概念，以及它们在描述和分析随机信号中的作用。 第二部分：算法与实现 本部分聚焦于数字信号处理中的核心算法，并探讨其在实际计算中的实现细节。 数字滤波器设计： 滤波器是DSP中最常见的应用之一。本部分全面介绍了数字滤波器的工作原理和分类，包括无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 IIR滤波器设计： 详细介绍了利用模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）通过双线性变换、脉冲不变法等经典方法将模拟滤波器转换为数字滤波器。讨论了IIR滤波器设计中的幅频和相频特性的权衡，以及其在实现高阶滤波时的优势和潜在的稳定性问题。 FIR滤波器设计： 深入探讨了FIR滤波器的设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。特别强调了窗函数法中不同窗函数的特性及其对滤波器过渡带宽度和阻带衰减的影响。还介绍了最优FIR滤波器设计方法，如Remez-Exchange算法（Parks-McClellan算法），该算法能够设计出在特定条件下达到最佳性能的FIR滤波器。 采样与量化： 模拟信号到数字信号的转换过程是DSP的起点。本部分详细讲解了奈奎斯特采样定理，阐述了过采样和欠采样的概念及其对信号保真度的影响。深入分析了采样信号的重构原理，包括理想低通滤波器在信号恢复中的作用。此外，详细讨论了量化过程，包括量化误差的产生、量化器的类型（均匀量化、非均匀量化）及其对信号动态范围和信噪比的影响。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）算法： 在基础理论部分对DFT和FFT进行了介绍，本部分将进一步深入其实现细节。详细讲解了各种FFT算法，如按时间抽取的FFT（DIT-FFT）和按频率抽取的FFT（DIF-FFT）的蝶形运算原理。讨论了不同FFT算法在硬件和软件实现上的优缺点，以及如何通过算法优化来提高计算效率。 离散卷积与相关： 卷积是LTI系统响应的核心运算，相关则在模式匹配、信号检测等领域有广泛应用。本部分详细阐述了离散卷积和离散相关运算的定义、性质以及计算方法。重点介绍了如何利用FFT来加速卷积和相关运算（如循环卷积），这在实际工程中大大提高了计算效率。 第三部分：系统设计与分析 本部分将DSP理论与实际系统设计紧密结合，为读者提供工程应用指导。 多速率信号处理： 许多实际信号处理系统需要对信号进行不同速率的采样和处理，如语音编码、数据压缩和通信系统。本部分详细介绍了多速率信号处理的基本概念，包括抽取（Downsampling）和插值（Upsampling）的操作，以及它们对信号频谱的影响。重点讲解了抽取滤波器和插值滤波器的设计，以及它们的级联和并行结构。详细阐述了polyphase结构在高效实现多速率滤波器中的关键作用。 自适应信号处理： 在未知或变化的信号环境中，自适应信号处理技术能够动态地调整滤波器参数以达到最优性能。本部分介绍了自适应信号处理的基本原理，重点讲解了最小均方（LMS）算法及其变种（如归一化LMS、NLMS）和递归最小二乘（RLS）算法。详细阐述了这些算法在噪声消除、回声消除、信道均衡等实际问题中的应用。 谱估计： 对信号的功率谱密度进行准确估计是信号分析的关键。本部分介绍了多种经典的谱估计方法，包括基于周期图的非参数方法（如周期图、Welch法）以及基于模型假设的参数方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。深入分析了各种方法的优缺点，以及它们在噪声抑制和分辨率方面的权衡。 二维信号处理： 图像和视频等二维信号的处理是DSP的重要分支。本部分将DSP理论推广到二维，介绍了二维离散傅里叶变换（2D DFT）、二维卷积、二维滤波等概念。讨论了二维图像的采样、量化、边缘检测、平滑和锐化等基本处理技术。 第四部分：前沿应用与发展 本部分将理论知识延伸至当前热门的DSP应用领域，并展望未来的发展趋势。 语音信号处理： 深入探讨了语音信号的产生机制、时域和频域特征。详细介绍了语音信号的预处理技术，如端点检测、预加重、分帧和加窗。重点讲解了语音信号的分析方法，如短时傅里叶变换（STFT）、梅尔频率倒谱系数（MFCCs）的提取。此外，还介绍了语音编码（如PCM、ADPCM）、语音识别、语音合成等关键应用。 图像与视频处理： 在二维信号处理的基础上，本部分进一步深入图像与视频的特定处理技术。介绍了图像增强（如对比度增强、直方图均衡）、图像复原（如去模糊、去噪）、图像分割、特征提取（如SIFT、HOG）等技术。对于视频信号，则涵盖了运动估计、视频编码（如MPEG标准）、视频增强和视频分析等内容。 通信系统中的DSP： DSP在现代通信系统中扮演着核心角色。本部分将DSP理论应用于数字通信系统的设计，涵盖了基带信号处理（如脉冲成形、匹配滤波）、带通信号处理（如调制与解调，如ASK、FSK、PSK、QAM）、信道估计与均衡、误差控制编码（如卷积码、BCH码、LDPC码）以及同步技术。 多媒体信号处理： 随着多媒体技术的飞速发展，DSP在音频、图像、视频的压缩、传输和播放等方面至关重要。本部分介绍了音频编码（如MP3、AAC）、图像压缩（如JPEG）、视频压缩（如H.264、H.265）等标准及其背后的DSP原理。 DSP硬件与嵌入式系统： 探讨了DSP处理器（如TI C6000系列、Analog Devices SHARC系列）的体系结构、指令集特点以及与通用微处理器（CPU）的区别。介绍了DSP在嵌入式系统中的应用，包括实时性要求、功耗管理以及与FPGA、ASIC等硬件加速器的协同设计。 新兴领域与发展趋势： 展望了DSP在机器学习、人工智能（如深度学习中的卷积神经网络、循环神经网络）、物联网（IoT）、5G通信、生物医学信号处理（如ECG、EEG分析）等新兴领域的前沿应用。讨论了DSP算法的并行化、低功耗化、以及与其他学科的交叉融合所带来的发展机遇。 本书特色 理论严谨与实践结合： 本书在清晰阐述数学原理的同时，注重算法的实际计算实现和应用。 内容全面且深入： 涵盖了DSP的核心理论、经典算法以及广泛的应用领域。 图文并茂： 大量使用图示和表格，帮助读者直观理解复杂的概念。 丰富的例题与习题： 每章配有精心设计的例题和习题，帮助读者巩固所学知识，提高解决实际问题的能力。 代码示例： 提供了基于MATLAB、Python（NumPy, SciPy）等常用工程计算工具的算法实现示例，方便读者动手实践。 结构清晰，逻辑性强： 从基础理论到前沿应用，循序渐进，逻辑严密，适合不同层次的读者。 《数字信号处理：理论与实践（第三版）》将是数字信号处理领域一本不可多得的经典参考书和学习指南，为读者在学术研究、工程实践和技术创新方面提供坚实的支持。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对数字信号处理这个领域都充满了好奇，特别是它如何能够将现实世界中的模拟信号转换成数字信息，并进行各种神奇的操作。最近，我下定决心要系统地学习一下DSP。《DSP原理与应用（第2版）》这本书是我朋友强烈推荐的，他说这本书的讲解非常生动有趣，即使是初学者也能很快上手。我被它吸引住的原因是，它不仅仅是教你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么这么做”。比如，在讲解滤波器时，它会从物理实现的层面去解释，而不仅仅是给出数学公式。书中还有很多精彩的图示和流程图，这对于理解抽象的概念非常有帮助。我特别喜欢书中对于不同类型滤波器的比较分析，让我对它们的优缺点有了更直观的认识。虽然我还在学习的初期，但这本书已经让我感受到了DSP的魅力，也让我对未来的学习充满了期待。我打算一步一个脚印，先把基础打牢，然后慢慢挑战更深入的内容。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《DSP原理与应用（第2版）》这本书，感觉沉甸甸的，翻开目录，密密麻麻的章节标题就让我对数字信号处理这个领域有了初步的敬畏。虽然我目前的工作主要还是围绕着基础的通信协议和硬件调试，但随着技术的发展，DSP的应用场景越来越广泛，从音频视频处理到通信基带、从工业控制到医疗影像，无处不在。我一直想系统地学习一下DSP的原理，了解它到底是如何工作的，背后的数学模型是如何构建的，以及在实际工程中又是如何实现的。这本书的第二版，意味着它已经经过了市场的检验和读者的反馈，应该在内容上更加成熟和完善。我特别关注那些关于滤波器设计、FFT算法以及各种调制解调技术的章节，这些都是DSP核心的应用。我希望通过阅读这本书，能够打下坚实的理论基础，为以后能够独立进行DSP算法的设计和优化做好准备。目前还在初步翻阅阶段，但已经能感受到作者的严谨和内容的深度，期待能够一步步啃下这本“硬骨头”。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚入门的嵌入式工程师，在项目开发中经常会遇到需要处理传感器数据的场景，比如音频采集、姿态识别等。虽然之前接触过一些基本的数字信号处理概念，但总感觉不够系统，遇到复杂的问题时常常无从下手。了解到《DSP原理与应用（第2版）》这本书在业界的口碑不错，于是抱着试试看的心态购入。这本书的优点在于，它不仅讲解了DSP的基本原理，还结合了大量的实际应用案例，这对我这种偏向实践的开发者来说非常有帮助。我特别喜欢书中关于实时信号处理和嵌入式DSP系统设计的章节，这让我对如何在资源有限的嵌入式平台上高效地实现DSP算法有了更清晰的认识。书中的代码示例也比较丰富，虽然我还没有深入去调试，但光是看着就觉得很有启发性。我计划先从基础的离散时间信号和系统理论开始，逐步深入到更复杂的算法，争取在接下来的几个月里能够掌握书中的核心内容，并尝试将学到的知识应用到我正在进行的项目中。

评分☆☆☆☆☆

这本《DSP原理与应用（第2版）》给我最大的感受就是它的“接地气”。虽然DSP的理论听起来很高深，但这本书的内容安排非常合理，从最基础的采样定理、量化开始，层层递进，逐步引入更复杂的概念，比如Z变换、离散傅里叶变换以及各种滤波器设计方法。书中的例子设计得非常巧妙，紧密联系实际生活中的应用，比如手机通信中的信号处理、MP3播放器中的音频压缩等等。这让我觉得DSP并不是遥不可及的技术，而是我们日常生活中随处可见的“魔法”。我特别喜欢书的最后几章，里面详细介绍了DSP在通信系统中的应用，包括调制、解调、信道编码等等，这些内容对我从事通信相关的技术工作非常有指导意义。这本书的第二版，在内容更新上肯定也跟上了最新的技术发展，这一点非常重要。我正在计划利用业余时间，深入研究其中的相关章节，并尝试用一些开源的DSP库去实现书中的算法，以加深理解。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在信号处理领域摸爬滚打多年的老兵，我深知理论与实践相结合的重要性。市面上关于DSP的书籍不在少数，但很多要么过于偏重理论，枯燥晦涩，要么过于偏重应用，缺乏深度。而《DSP原理与应用（第2版）》这本书，恰恰在这两者之间找到了一个很好的平衡点。我特别欣赏书中对一些关键算法的推导过程，例如快速傅里叶变换（FFT）的各种变种，以及自适应滤波器的原理和实现。作者并没有回避那些复杂的数学公式，而是通过详细的推导和清晰的解释，让读者能够理解其内在逻辑。同时，书中也提供了大量的实例，涵盖了通信、音频、图像等多个领域，这些实例的设计都紧密结合了实际工程中的常见问题，给出了行之有效的解决方案。对于我而言，这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，它帮助我梳理了多年来零散的知识点，加深了我对DSP技术演进脉络的理解，也为我解决一些疑难问题提供了新的思路。