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马永军，刘霞 著

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出版社： 北京邮电大学出版社有限公司

ISBN：9787563517510

商品编码：29711923487

包装：平装

出版时间：2008-06-01

基本信息

书名:21世纪高职高专规划教材：DSP原理与应用

定价：19.00元

售价：12.9元,便宜6.1元,折扣67

作者:马永军,刘霞

出版社：北京邮电大学出版社有限公司

出版日期：2008-06-01

ISBN：9787563517510

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.281kg

编辑推荐

数字信号处理器（Digital Signal Processcor，DSP）自20世纪70年代末问世以来，以其独特的硬件结构和快速实现各种数字信号处理的突出优点，发展十分迅速。并在通信、雷达、声呐、语音合成和识别、图像处理、高速控制、仪器仪表、医疗设备、家用电器等众多领域获得了广泛的应用。
本书以TI公司的定点16位TMS320C54x系列DSP芯片为例，对DSP的原理及应用进行了介绍。本书突出高等职业教育的特色，强调了DSP应用技术的基本概念和方法，侧重于通过练习达到学习DSP应用技术的目的。
本书适合于高等职业技术学院、高等专科学校的电子、信息和通信类专业学生选作DSP教材，也可供广大工程技术人员作为DSP技术入门的参考用书。

内容提要

本书以TI公司的TMS320C54x DSP为例，介绍了DSP的内部结构和工作原理，重点介绍了指令系统、汇编语言设计、仿真集成环境cCs以及DSP片内外设的原理和应用。本书后介绍了DSP的常用软件实验和硬件实训，并给出了详细的源程序，便于读者在实践中掌握DSP的基本应用。本书可作为高等职业技术学院、高等专科学校的电子、信息和通信类专业学生学习的教材，也可供广大工程技术人员作为DSP技术入门的参考书籍。

目录

章 绪论
1.1 数字信号处理概述
1.2 可编程DSP芯片
1.3 DSP芯片的发展及应用
本章小结
考题
第2章 TMS320C54x硬件系统
2.1 TMS320C54x硬件结构特性
2.1.1 TMS320C54x的硬件结构
2.1.2 TMS320C54x DSP的主要特性
2.2 总线结构
2.3 中央处理单元
2.3.1 累加器A和B
2.3.2 CPU状态和控制寄存器
2.4 存储器和I/O空间
2.4.1 存储器空间的分配
2.4.2 程序存储器
2.4.3 数据存储器
2.4.4 I/O存储器
2.5 硬件复位操作
2.6 TMS320VC5402引脚及说明
本章小结
思考题
第3章 TMS320C54x指令系统
3.1 寻址方式
3.1.1 立即数寻址
3.1.2 寻址
3.1.3 累加器寻址
3.1.4 直接寻址
3.1.5 间接寻址
3.1.6 存储器映射寄存器寻址
3.1.7 堆栈寻址
3.2 指令系统
3.2.1 数据传送指令
3.2.2 算术运算指令
3.2.3 逻辑运算指令
3.2.4 程序控制指令
本章小结
思考题
第4章 TMS320C54x软件开发
4.1 TMS320C54x软件开发过程
4.2 汇编语言程序的编写方法
4.2.1 汇编语言源程序格式
4.2.2 链接命令文件
4.2.3 汇编语言中的常数和运算符
4.2.4 堆栈的使用
4.3 汇编语言程序设计实例
4.3.1 程序的控制与转移
4.3.2 重复操作
4.3.3 数据块传送
4.3.4 双操作数乘法
4.3.5 长字运算和并行运算
4.3.6 浮点运算
4.4 软件编程时需注意的几个问题
本章小结
思考题
第5章 CCS集成开发软件
5.1 CCS主要功能
5.2 CCS的安装和设置
5.2.1 CCS系统安装
5.2.2 CCS系统设置
5.3 CCS的使用
5.3.1 窗口
5.3.2 菜单
5.4 用CCS实现简单程序开发
5.4.1 创建新的工程文件
5.4.2 将文件添加到工程中
5.4.3 生成和运行工程文件
5.5 CCS工程文件的调试
5.5.1 断点调试
5.5.2 代码执行时间分析
5.5.3 查看调试中的信息
5.5.4 CCS对数据的文件处理
5.6 CCS的图形显示功能
5.7 CCS中的其他问题
本章小结
思考题
第6章 TMS320C54x片内外设
6.1 TMS320C54x中断系统
6.1.1 中断概述
6.1.2 中断寄存器
6.1.3 中断响应过程
6.1.4 重新映射中断向量地址
6.1.5 中断服务程序
6.2 定时器
6.3 时钟发生器
6.4 软件可编程等待状态发生器
6.5 可编程分区转换逻辑
6.6 通用I/O引脚
6.7 主机接口
6.7.1 HPI-8接口的结构
6.7.2 HPI-8控制寄存器和接口信号
6.7.3 HPI-8与主机的接口
6.7.4 应用举例
6.8 串行接口
6.8.1 串行接口概述
6.8.2 多通道缓冲串行接口
本章小结
思考题
第7章 DSP实验与实训
7.1 DSP实验
7.1.1 循环操作
7.1.2 双操作数乘法
7.1.3 并行运算
7.1.4 小数运算
7.1.5 长字运算
7.1.6 浮点运算
7.2 DSP实训
7.2.1 中断与定时器应用
7.2.2 高精度音频A/D与D/A转换
参考程序
参考文献

作者介绍

文摘

序言

21世纪高职高专规划教材：DSP原理与应用 本书的价值定位与目标读者 在信息技术飞速发展的今天，数字信号处理（DSP）作为实现智能化、高清化、实时化信息交互的关键技术，其重要性日益凸显。从智能手机的音频解码到医疗影像的实时分析，从通信系统的信号调制到工业生产的自动化控制，DSP技术几乎渗透到现代社会的每一个角落。高职高专阶段作为培养一线技术人才的重要基地，肩负着为国家产业发展输送具备扎实理论基础和实践能力的技能型人才的重任。 《21世纪高职高专规划教材：DSP原理与应用》正是顺应这一时代需求而精心编撰。本书致力于为高职高专院校相关专业的学生提供一本系统、实用、易懂的DSP教材。我们深知，高职高专教育的核心在于“学以致用”，因此，本书在内容编排上，始终贯穿理论与实践相结合的原则。本书的目标读者群体包括但不限于： 高职高专院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等专业的学生。 希望系统学习DSP技术，并将其应用于实际项目中的在校学生及青年工程师。 对数字信号处理基础概念和核心算法感兴趣的广大技术从业者。 本书力求打破传统教材的枯燥与晦涩，以更加贴近行业实际、面向实际应用的方式，引导读者循序渐进地掌握DSP的核心知识。我们相信，通过学习本书，读者不仅能深刻理解DSP的底层原理，更能熟练运用相关工具和技术，解决实际工程中的问题，为未来的职业发展打下坚实基础。 核心内容概览与章节设计思路 本书内容严谨、结构清晰、层次分明，旨在帮助读者构建完整的DSP知识体系。我们的章节设计充分考虑了高职高专学生的认知规律和学习需求，力求从基础概念入手，逐步深入到核心理论，再拓展到实际应用。 第一部分：DSP基础理论的奠基 绪论：数字信号处理的时代脉搏 本章将带领读者回顾信号处理的简要发展历程，揭示数字信号处理（DSP）如何从模拟信号处理的局限中脱颖而出，成为现代信息技术不可或缺的驱动力。我们将探讨DSP技术的广泛应用领域，如通信、音频、视频、医学、工业控制等，以此激发读者对DSP学习的兴趣和对未来应用前景的认识。同时，本章也将明确本书的学习目标和基本内容框架，为后续学习指明方向。 第二章：离散时间信号与系统 数字信号处理的核心在于对离散时间信号的分析和处理。本章将系统介绍离散时间信号的基本概念，包括序列、采样、量化等，并重点讲解周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等分类。在此基础上，我们将引入离散时间系统的概念，如线性时不变（LTI）系统，并通过差分方程、卷积和等核心工具来描述和分析系统的特性。理解LTI系统是掌握后续所有DSP算法的基础，我们将通过大量的数学推导和实例分析，帮助读者建立直观的认识。 第三章：傅里叶变换及其性质 傅里叶变换是信号分析中最强大的数学工具之一，它能够将信号从时域转换到频域，揭示信号的频率成分。本章将详细介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）、傅里叶级数（DFS）以及它们之间的联系。我们将深入探讨傅里叶变换的各项重要性质，如线性性、时移性、频移性、卷积性质等，并演示如何利用这些性质来简化信号分析和系统分析。理解傅里叶变换对于理解滤波、调制解调等关键DSP技术至关重要。 第四章：Z变换及其性质 Z变换是时域信号转换为频域表示的另一种重要方法，尤其在分析离散时间系统时，Z变换比傅里叶变换更为通用和方便。本章将系统介绍Z变换的定义，包括单边Z变换和双边Z变换，并着重讲解收敛域（ROC）的概念及其重要性。我们将详细阐述Z变换的各种性质，如线性性、时移性、卷积性质、微分性质等，并演示如何利用Z变换来求解LTI系统的零输入响应和零状态响应。Z变换是理解离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）的基础，也是分析系统稳定性和实现数字滤波器设计的关键。 第二部分：DSP核心算法与实现 第五章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 在实际的数字信号处理中，我们通常需要处理有限长度的信号，这时离散傅里叶变换（DFT）就显得尤为重要。本章将深入讲解DFT的定义、性质以及其与DTFT的关系。在此基础上，我们将重点介绍两种经典的FFT算法：Decimation-in-Time（DIT）和Decimation-in-Frequency（DIF）。我们将详细解析FFT算法的原理，展示如何通过蝶形运算和位倒序等技术，将DFT的计算复杂度从O(N^2)降低到O(N log N)，从而实现高效的频域分析。我们将通过伪代码和流程图，帮助读者理解FFT的实现过程。 第六章：数字滤波器设计基础 数字滤波器是DSP系统中实现信号选择性处理的核心组件。本章将从基本概念出发，介绍数字滤波器的分类，包括无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。我们将详细讲解两种滤波器的基本原理、特点和设计思路。对于IIR滤波器，我们将介绍冲激不变法、双线性变换法等经典设计方法；对于FIR滤波器，我们将讲解窗函数法和频率采样法。通过本章的学习，读者将能够理解不同类型滤波器的适用场景，并掌握其基本的设计流程。 第七章：无限冲激响应（IIR）滤波器设计 本章将深入探讨IIR滤波器的设计。我们将详细介绍如何将模拟滤波器（如Butterworth、Chebyshev、Elliptic滤波器）的性能指标转化为数字滤波器设计需求。我们将重点讲解冲激不变法和双线性变换法，并详细推导设计步骤，包括原型设计、参数选择、传递函数变换等。通过具体的算例，读者将能掌握将模拟滤波器设计转换为数字滤波器设计的实际操作。 第八章：有限冲激响应（FIR）滤波器设计 FIR滤波器因其具有线性相位特性，在许多应用中具有不可替代的优势。本章将详细讲解FIR滤波器的设计。我们将重点介绍窗函数法，包括矩形窗、汉宁窗、海明窗、巴特沃斯窗等各种窗函数的特点及其对滤波性能的影响。我们将详细解析如何根据设计指标选择合适的窗函数，并计算出FIR滤波器的系数。此外，我们还将简要介绍频率采样法等其他设计方法。 第三部分：DSP应用与实践 第九章：多速率信号处理 在许多实际系统中，信号的采样率需要进行改变，例如在数字通信、音频处理和图像处理中。多速率信号处理技术就是解决这一问题的关键。本章将介绍上采样（插值）和下采样（抽取）的基本原理，并重点讲解多速率信号处理的常用结构，如插值器和抽取器。我们将深入探讨多速率滤波器的设计，以及如何利用多速率技术实现信号的压缩和高效传输。 第十章：自适应信号处理 自适应信号处理技术能够根据输入信号的变化自动调整系统的参数，以达到最优的滤波或预测效果。本章将介绍自适应信号处理的基本概念和应用场景，重点讲解两种经典的自适应算法：最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法。我们将详细分析它们的原理、收敛性能和计算复杂度，并演示它们在噪声消除、回声消除和信道均衡等方面的应用。 第十一章：DSP处理器介绍与开发平台 本章将对目前主流的DSP处理器进行介绍，包括德州仪器（TI）、意法半导体（STMicroelectronics）等公司的代表性产品系列。我们将分析不同DSP处理器的架构特点、性能指标和应用领域。同时，我们将介绍常用的DSP开发工具链，如集成开发环境（IDE）、编译器、调试器等，并简要介绍如何使用这些工具进行DSP程序的开发和调试。 第十二章：DSP应用实例分析 理论学习最终需要回归实践。本章将通过多个典型的DSP应用实例，将前面所学的理论知识和算法应用到实际场景中。我们将选取具有代表性的应用，例如： 音频信号处理： 音频降噪、回声消除、语音识别中的特征提取等。 通信信号处理： 调制解调、信道估计、均衡等。 图像与视频信号处理： 图像滤波、边缘检测、运动估计等。 生物医学信号处理： 心电图（ECG）信号的去噪与分析，脑电图（EEG）信号的处理等。 每个实例将结合具体的应用背景，分析其DSP需求，并展示如何运用书中所学的理论和算法来解决问题。通过这些实例，读者将能够更直观地理解DSP技术的强大能力和实际价值。 本书的特色与优势 理论与实践紧密结合： 本书在介绍理论概念的同时，大量引用实际工程问题和应用场景，使读者能够理解理论知识的实际意义。 内容循序渐进，由浅入深： 章节设计符合高职高专学生的认知规律，从基础概念逐步深入到核心算法和应用。 数学推导清晰详尽，配以图示辅助理解： 重要的数学推导过程清晰呈现，并辅以大量的图表、流程图和波形图，帮助读者直观理解抽象概念。 贴近工业界实际需求： 在算法选择和应用实例的选取上，充分考虑了当前工业界对DSP技术的需求，使读者学到的知识更具实用性。 配套资源丰富（设想）： （虽然目前没有，但教材的价值可以通过其可能提供的配套资源来体现）未来可配套丰富的实验指导、源代码示例、在线学习平台等，为读者提供更全面的学习支持。 结语 《21世纪高职高专规划教材：DSP原理与应用》不仅是一本教材，更是您通往数字信号处理世界的一扇窗口。我们希望通过本书，能够点燃您对DSP技术的学习热情，为您在信息时代的职业生涯发展打下坚实的基础。我们诚挚地邀请您一同踏上这场精彩的数字信号处理探索之旅，用您的智慧和双手，创造属于您的数字未来！

评分☆☆☆☆☆

在深入到高级主题，例如自适应滤波和数字滤波器设计时，我发现本书在理论深度和工程实用性之间找到了一个非常微妙的平衡点。许多参考书在讲到LMS算法时，往往只停留在理论模型的介绍，但这本书却深入剖析了算法在有限字长、噪声环境下的实际收敛特性和计算复杂度。它用非常清晰的图表对比了FIR和IIR滤波器的优劣，并给出了在不同资源限制下如何选择合适架构的工程判断标准。对我这种需要快速上手解决实际问题的读者来说，这种“知道做什么”和“知道为什么这么做”的双重指导，比单纯罗列公式要有用得多。尤其是关于滤波器原型设计（如巴特沃斯和切比雪夫）的选取标准，讲解得非常透彻，避免了盲目套用公式的弊端。

评分☆☆☆☆☆

总体而言，这本书的语言风格偏向于严谨而又不失亲和力，像一位经验丰富但又愿意耐心指导学生的导师。它的章节组织逻辑性极强，从信号的离散化到复杂的系统实现，层层递进，很少出现逻辑断裂或知识点跳跃的情况。唯一的遗憾（如果非要找一个的话）可能是对于最新一代嵌入式DSP架构的介绍略显保守，更多地聚焦于经典的定点运算平台。不过，对于夯实DSP的基础理论和经典算法的掌握来说，这本书无疑是一部非常扎实、可靠的教材。它不仅仅是教会了我们如何计算，更重要的是教会了我们如何用数字信号处理的思维去分析和解决工程问题，这才是其最大的价值所在。

评分☆☆☆☆☆

接下来的章节，进入了DSP系统的核心架构和基本运算环节。坦白说，这是我感觉最考验耐心的部分，毕竟涉及大量的复数运算和Z变换。但值得称赞的是，作者在处理这些难啃的骨头时，采用了非常“循序渐进”的教学策略。他没有一下子把所有理论砸过来，而是将复杂的算法拆解成若干个小步骤，每一步都配有详细的推导过程和对应的汇编级别伪代码注释。我特别欣赏它对流水线结构和并行处理效率的讨论，这部分内容对于理解现代DSP芯片的高速运算能力至关重要。书中还穿插了一些“陷阱提示”的小框，专门指出初学者在理解快速傅里叶变换（FFT）时最容易犯的错误，比如对蝶形运算的理解偏差，这种带着“过来人”经验的指导，无疑是极其宝贵的学习辅助，帮我少走了不少弯路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实验和实践环节设置得非常精妙，可以说是真正体现了“高职高专”特色的地方。理论学习很容易让人感觉漂浮，但这本书紧密结合了实际的实验平台和开发工具。它没有仅仅停留在MATLAB的仿真层面，而是提供了基于特定DSP处理器（比如德州仪器的C5000系列或类似架构）的硬件接口和编程实例。我尝试着跟着书上的步骤，搭建了一个简单的数字滤波器项目。从头文件配置、寄存器设置到最终的程序调试，每一步的指导都清晰且可复现。这种“边学边做，学以致用”的模式，极大地提升了我对知识的掌握深度，让我从一个纯粹的理论学习者，变成了一个能够动手操作的初级工程师，这对于职业技能的培养来说是无可替代的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当朴实，米黄色的封皮上印着深蓝色的字体，给人一种老派教材的踏实感。我原本是抱着一种“工具书”的心态翻开它的，毕竟“DSP原理与应用”这个名字本身就预示着硬核的技术内容。然而，第一章导论部分就让我感到一丝意外的惊喜。它没有直接跳进复杂的数学公式和晦涩的定义，而是花了大量篇幅去描绘数字信号处理在现代生活中的具体应用场景——从手机通话的降噪算法到医疗影像的重建技术。这种自上而下的叙事方式，极大地激发了我继续深入学习的兴趣。它成功地将抽象的理论与鲜活的现实需求联系了起来，让一个初学者也能迅速建立起“我为什么要学这个”的认知框架。尤其是在介绍采样定理时，作者不仅仅是给出了Nyquist的公式，还配上了生动的时域和频域图示，解释了欠采样导致的混叠现象如何影响最终信号的重建，这种细致入微的讲解，远超我预期的普通教材水平。