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馬永軍，劉霞 著

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• DSP
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齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563517510

商品編碼：29727860510

包裝：平裝

齣版時間：2008-06-01

基本信息

書名:21世紀高職高專規劃教材：DSP原理與應用

：19.00元

售價：12.9元,便宜6.1元,摺扣67

作者:馬永軍,劉霞

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2008-06-01

ISBN：9787563517510

字數：

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

數字信號處理器（Digital Signal Processcor，DSP）自20世紀70年代末問世以來，以其獨特的硬件結構和快速實現各種數字信號處理的突齣優點，發展十分迅速。並在通信、雷達、聲呐、語音閤成和識彆、圖像處理、高速控製、儀器儀錶、醫療設備、傢用電器等眾多領域獲得瞭廣泛的應用。
本書以TI公司的定點16位TMS320C54x係列DSP芯片為例，對DSP的原理及應用進行瞭介紹。本書突齣高等職業教育的特色，強調瞭DSP應用技術的基本概念和方法，側重於通過練習達到學習DSP應用技術的目的。
本書適閤於高等職業技術學院、高等專科學校的電子、信息和通信類專業學生選作DSP教材，也可供廣大工程技術人員作為DSP技術入門的參考用書。

內容提要

本書以TI公司的TMS320C54x DSP為例，介紹瞭DSP的內部結構和工作原理，重點介紹瞭指令係統、匯編語言設計、仿真集成環境cCs以及DSP片內外設的原理和應用。本書後介紹瞭DSP的常用軟件實驗和硬件實訓，並給齣瞭詳細的源程序，便於讀者在實踐中掌握DSP的基本應用。本書可作為高等職業技術學院、高等專科學校的電子、信息和通信類專業學生學習的教材，也可供廣大工程技術人員作為DSP技術入門的參考書籍。

目錄

章 緒論
1.1 數字信號處理概述
1.2 可編程DSP芯片
1.3 DSP芯片的發展及應用
本章小結
考題
第2章 TMS320C54x硬件係統
2.1 TMS320C54x硬件結構特性
2.1.1 TMS320C54x的硬件結構
2.1.2 TMS320C54x DSP的主要特性
2.2 總綫結構
2.3 中央處理單元
2.3.1 纍加器A和B
2.3.2 CPU狀態和控製寄存器
2.4 存儲器和I/O空間
2.4.1 存儲器空間的分配
2.4.2 程序存儲器
2.4.3 數據存儲器
2.4.4 I/O存儲器
2.5 硬件復位操作
2.6 TMS320VC5402引腳及說明
本章小結
思考題
第3章 TMS320C54x指令係統
3.1 尋址方式
3.1.1 立即數尋址
3.1.2 尋址
3.1.3 纍加器尋址
3.1.4 直接尋址
3.1.5 間接尋址
3.1.6 存儲器映射寄存器尋址
3.1.7 堆棧尋址
3.2 指令係統
3.2.1 數據傳送指令
3.2.2 算術運算指令
3.2.3 邏輯運算指令
3.2.4 程序控製指令
本章小結
思考題
第4章 TMS320C54x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 匯編語言源程序格式
4.2.2 鏈接命令文件
4.2.3 匯編語言中的常數和運算符
4.2.4 堆棧的使用
4.3 匯編語言程序設計實例
4.3.1 程序的控製與轉移
4.3.2 重復操作
4.3.3 數據塊傳送
4.3.4 雙操作數乘法
4.3.5 長字運算和並行運算
4.3.6 浮點運算
4.4 軟件編程時需注意的幾個問題
本章小結
思考題
第5章 CCS集成開發軟件
5.1 CCS主要功能
5.2 CCS的安裝和設置
5.2.1 CCS係統安裝
5.2.2 CCS係統設置
5.3 CCS的使用
5.3.1 窗口
5.3.2 菜單
5.4 用CCS實現簡單程序開發
5.4.1 創建新的工程文件
5.4.2 將文件添加到工程中
5.4.3 生成和運行工程文件
5.5 CCS工程文件的調試
5.5.1 斷點調試
5.5.2 代碼執行時間分析
5.5.3 查看調試中的信息
5.5.4 CCS對數據的文件處理
5.6 CCS的圖形顯示功能
5.7 CCS中的其他問題
本章小結
思考題
第6章 TMS320C54x片內外設
6.1 TMS320C54x中斷係統
6.1.1 中斷概述
6.1.2 中斷寄存器
6.1.3 中斷響應過程
6.1.4 重新映射中斷嚮量地址
6.1.5 中斷服務程序
6.2 定時器
6.3 時鍾發生器
6.4 軟件可編程等待狀態發生器
6.5 可編程分區轉換邏輯
6.6 通用I/O引腳
6.7 主機接口
6.7.1 HPI-8接口的結構
6.7.2 HPI-8控製寄存器和接口信號
6.7.3 HPI-8與主機的接口
6.7.4 應用舉例
6.8 串行接口
6.8.1 串行接口概述
6.8.2 多通道緩衝串行接口
本章小結
思考題
第7章 DSP實驗與實訓
7.1 DSP實驗
7.1.1 循環操作
7.1.2 雙操作數乘法
7.1.3 並行運算
7.1.4 小數運算
7.1.5 長字運算
7.1.6 浮點運算
7.2 DSP實訓
7.2.1 中斷與定時器應用
7.2.2 高精度音頻A/D與D/A轉換
參考程序
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

21世紀高職高專規劃教材：DSP原理與應用 課程定位與目標 本教材麵嚮高等職業技術院校電子信息類、自動化類等相關專業，旨在為學生打下紮實的數字信號處理（DSP）基礎，並引導學生將其應用於實際工程問題。在21世紀信息技術飛速發展的時代背景下，DSP技術已經滲透到通信、音頻、視頻、圖像、雷達、醫療、工業控製等眾多領域，成為現代電子工程不可或缺的核心技術之一。因此，掌握DSP的基本原理和應用方法，對於培養高素質的技術技能人纔至關重要。 本教材的編寫目標是： 理論知識係統性: 全麵、深入地介紹DSP的核心概念、數學原理和算法。 實踐能力培養: 突齣DSP的工程應用，通過豐富的實例和實驗，讓學生掌握DSP係統的設計、實現和調試能力。 前沿技術導嚮: 適度引入DSP領域的新進展和發展趨勢，激發學生的學習興趣和創新潛力。 易於理解與掌握: 語言通俗易懂，結構清晰，符閤高職高專學生的認知特點和學習規律，幫助學生紮實掌握DSP知識。 教材內容概述 本教材共分為十五章，內容循序漸進，由淺入深，涵蓋瞭DSP原理與應用的關鍵環節。 第一章 緒論 本章首先對數字信號處理（DSP）進行初步介紹，闡述其在現代科技和社會發展中的重要地位和廣泛應用。我們將探討模擬信號與數字信號的區彆，以及數字信號處理的優勢。接著，梳理DSP的發展曆程，從早期的理論研究到如今的硬件集成和軟件普及，讓學生對DSP有一個宏觀的認識。最後，介紹學習DSP的重要性和必要性，為後續章節的學習奠定思想基礎。 第二章 離散時間信號與係統 本章是DSP的基石。我們將深入講解離散時間信號的錶示方法，包括單位衝激信號、單位階躍信號等基本信號。在此基礎上，介紹離散時間係統的基本概念，如因果性、穩定性、綫性時不變（LTI）係統等。重點講解LTI係統的核心描述——捲積，以及如何通過捲積計算LTI係統的零輸入響應和零狀態響應。此外，還將引入離散傅裏葉變換（DFT）的概念，為後續章節的頻譜分析打下基礎。 第三章 Z變換 Z變換是分析和處理離散時間信號與係統的重要數學工具。本章詳細介紹Z變換的定義、性質及其收斂域的概念。我們將學習如何利用Z變換將復雜的時域係統運算轉化為代數運算，從而簡化係統的分析。重點講解Z變換在求解差分方程、判斷係統穩定性以及進行係統頻率響應分析中的應用。同時，介紹逆Z變換的方法，以將變換域的解轉換迴時域。 第四章 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 本章是DSP的核心分析工具。我們將深入理解離散傅裏葉變換（DFT）的定義、性質及其在信號頻譜分析中的作用。學生將學習如何通過DFT獲取信號的頻域信息，並理解頻譜泄漏、柵欄效應等問題。在此基礎上，重點介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法，講解其原理以及與DFT相比的計算優勢，如蝶形運算等。通過FFT，可以高效地計算DFT，從而實現實時頻譜分析。 第五章 數字濾波器的設計 數字濾波器是DSP中最基礎也是最重要的應用之一。本章將介紹數字濾波器的基本概念，包括低通、高通、帶通、帶阻等濾波器類型。我們將重點講解兩種主要的數字濾波器設計方法：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 IIR濾波器設計: 介紹幾種經典的IIR濾波器設計方法，如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器等，以及它們在幅頻特性和相頻特性上的權衡。 FIR濾波器設計: 重點講解窗函數法和頻率采樣法等FIR濾波器設計技術，分析它們在綫性相位設計上的優勢。 第六章 數字濾波器的實現 設計齣濾波器後，還需要將其轉化為可執行的算法。本章將探討數字濾波器的各種實現結構，如直接型、並聯型、串聯型等。我們將分析不同結構在計算量、存儲需求和數值穩定性方麵的差異。此外，還將介紹濾波器的量化效應和截斷誤差，以及如何選擇閤適的量化位寬來保證濾波器的性能。 第七章 離散捲積與相關 本章將深入探討離散捲積的數學原理及其在信號處理中的應用。學生將學習如何計算兩個離散信號的捲積，並理解其在係統響應、濾波等方麵的意義。同時，介紹離散相關運算，包括自相關和互相關，以及它們在信號檢測、匹配濾波、參數估計等領域的應用。 第八章 采樣定理與重構 采樣是模擬信號轉換為數字信號的關鍵步驟。本章將詳細闡述采樣定理（奈奎斯特定理），理解其對信號采樣的基本要求，即采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍。我們將分析欠采樣和過采樣的現象及其後果。接著，介紹數字信號重構（插值）的方法，如零階保持、綫性插值、sinc插值等，以及如何通過插值將離散時間信號恢復為連續時間信號。 第九章 模數（A/D）和數模（D/A）轉換器 本章關注數字信號與模擬信號之間的轉換器件。我們將介紹模數（A/D）轉換器的工作原理，包括其關鍵參數如分辨率、采樣速率、量化誤差等。講解常見的A/D轉換器類型，如逐次逼近型、雙積分型、Δ-Σ型等。同樣，介紹數模（D/A）轉換器的工作原理，以及其在將數字信號還原為模擬信號過程中的作用。 第十章 離散傅裏葉變換（DFT）的性質與應用 本章將進一步深化對DFT的理解，並展示其更廣泛的應用。除瞭前麵介紹的周期性、對稱性等基本性質外，還將探討DFT的移位性質、綫性性質、捲積性質等。重點講解DFT在信號的頻譜分析、係統函數的頻域錶示、頻譜相乾性分析等方麵的具體應用。 第十一章 離散傅裏葉變換（DFT）的計算——FFT算法 本章將專注於計算DFT的兩種主要算法：按時間抽選的FFT（Cooley-Tukey算法）和按頻率抽選的FFT。我們將詳細解析FFT的算法流程，包括蝶形運算的實現和寄存器重排。學生將理解FFT如何通過分治策略將N點DFT的計算復雜度從O(N^2)降低到O(N log N)，從而實現高效的頻譜分析。 第十二章 信號的譜估計 除瞭通過DFT/FFT進行參數譜估計外，本章還將介紹一些經典的非參數譜估計方法。包括周期圖法、改進的周期圖法（Welch法）以及熄滅譜估計等。我們將分析這些方法的優缺點，以及它們在不同噪聲環境下對信號功率譜的估計效果。 第十三章 信號的變換域分析 本章將引入一些更高級的信號分析工具，以應對更復雜的信號特性。我們將介紹短時傅裏葉變換（STFT），理解其如何在時域和頻域之間進行權衡，實現信號的時頻分析。在此基礎上，還將初步介紹小波變換（Wavelet Transform）的基本思想，包括其多分辨率分析的特點，以及在信號去噪、特徵提取等方麵的潛力。 第十四章 DSP在通信係統中的應用 本章將DSP的核心概念與通信工程緊密結閤。我們將講解DSP在調製解調、信道編碼、均衡、多速率信號處理、語音編碼、圖像壓縮等方麵的具體應用。通過具體的通信係統實例，如數字調製解調器的設計、自適應均衡器的實現等，讓學生瞭解DSP在提高通信質量、傳輸速率和頻譜利用率中的關鍵作用。 第十五章 DSP在其他領域的應用 本章將拓展DSP的應用視野，展示其在更廣泛工程技術領域的魅力。我們將探討DSP在音頻信號處理（如迴聲消除、降噪、效果器）、圖像與視頻處理（如圖像增強、邊緣檢測、特徵提取、視頻壓縮）、生物醫學工程（如心電圖分析、醫學成像）、自動控製（如數字PID控製器）以及工業自動化等領域的典型應用案例。通過這些案例，進一步鞏固學生對DSP原理的理解，並激發其應用創新意識。 教材特色與教學建議 理論與實踐相結閤: 每章在闡述理論知識的同時，配有適量的計算例題和分析說明。並鼓勵學生利用MATLAB/Simulink等仿真工具進行驗證和實驗。 循序漸進的教學安排: 內容由淺入深，逐步引入復雜的概念和算法，確保學生能夠平穩過渡。 豐富的工程案例: 結閤實際工程應用，展示DSP技術的價值和解決實際問題的能力。 重點突齣與難點解析: 對DSP核心概念、關鍵算法和易混淆點進行詳細講解和歸納。 緊跟時代發展: 適度介紹DSP領域的新技術和發展趨勢，引導學生關注行業動態。 學習方法建議 打牢基礎: 認真學習前幾章的核心概念，特彆是離散時間信號、係統和Z變換。 動手實踐: 積極利用仿真軟件進行編程練習，驗證理論推導，熟悉算法實現。 理解原理: 不僅要記住公式和算法，更要理解其背後的數學原理和物理意義。 融會貫通: 將不同章節的知識點聯係起來，形成一個完整的DSP知識體係。 關注應用: 思考所學知識在實際工程問題中的應用，培養解決問題的能力。 通過本教材的學習，相信學生能夠全麵掌握DSP的基本原理，熟練運用相關算法和工具，為未來從事電子信息、通信、自動化等相關領域的工程技術工作打下堅實的基礎，並能夠將DSP技術應用於解決實際工程問題，為我國信息技術的發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

從排版和校對的角度來看，這本書的質量可以說是中規中矩，符閤一本標準化的教材水準。紙張的手感尚可，油墨的附著度也均勻，閱讀體驗不至於太差。然而，在涉及到大量公式和程序代碼的章節時，字體和行間距的調整顯得不夠人性化。特彆是那些嵌套較深的C語言代碼片段，常常因為縮進混亂或者字體過小，導緻邏輯關係難以一眼分辨，這在調試代碼思路時非常影響效率。更讓人費心的是，我發現幾處專業術語的翻譯似乎存在細微的偏差，雖然不影響大局理解，但在嚴謹的學術交流中，這種不一緻性是需要避免的。比如，某個地方將“Aliasing”譯為“混疊”，在另一處卻齣現瞭“鏡像乾擾”的錶述，雖然意思相近，但在專業語境下，應當保持統一的術語體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題設計是另一個讓我感到睏惑的地方。很多題目，尤其是章節末尾的那些“思考題”，更像是對課本例題的直接換皮，缺乏那種真正能激發批判性思維和解決復雜問題的設計。舉個例子，當涉及到濾波器設計時，題目會要求設計一個特定截止頻率和通帶衰減的濾波器，但很少有題目會引導讀者去思考：在資源受限的DSP平颱上，如何權衡計算復雜度與濾波性能之間的矛盾？或者，如何將兩種不同的設計方案在實際部署中進行對比優化？這種“標準答案式”的練習，對於培養未來工程師的工程決策能力是遠遠不夠的。它似乎更傾嚮於考察學生是否記住瞭公式，而非是否掌握瞭應用公式的智慧。我期望看到更多開放性、探索性的問題，迫使我們跳齣書本的框架去思考。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的亮點，或許在於它對新興技術趨勢的捕捉和整閤上，盡管這種整閤略顯零散。作者沒有固步自封於傳統的固定點DSP架構，而是花瞭相當的篇幅去討論如FFT在現代通信中的優化應用，以及嵌入式視覺處理中的部分加速技巧。這種前瞻性的內容安排，對於身處快速迭代的電子信息行業的高職學生來說，無疑是提供瞭寶貴的知識儲備。它至少讓我們知道，學到的知識點不是孤立的古代技能，而是與當前工業界接軌的“活水”。不過，處理這些前沿內容時，深度又成瞭製約因素。比如在介紹定點運算與浮點運算的切換策略時，理論講解占瞭主導，但缺乏具體的案例分析來說明在不同采樣率和動態範圍內，哪種策略的成本效益最高。總而言之，這本書像是一張廣闊的地圖，標示齣瞭重要的地標，但對於如何高效地穿越這些區域，具體的導航指南則需要讀者自己去補充和摸索瞭。

評分☆☆☆☆☆

閱讀完前幾章後，我最大的感受是，這本書在工程實踐的引入上顯得有些猶豫和不連貫。教材似乎在努力平衡學術的嚴謹性和職業教育的實用性之間，結果導緻兩邊都沒能做到極緻。比如，在詳細介紹瞭DSP芯片的基本架構後，緊接著就跳到瞭復雜的實時操作係統調度問題，中間缺乏一個有效的中間環節來鞏固學習者對硬件資源如何映射到軟件實現的理解。如果能增加一些基於某款主流DSP芯片（比如TI的C6000係列或ADI的Blackfin係列）的簡單流水綫操作示例，哪怕隻是僞代碼層麵的模擬，都會大大增強讀者的“觸感”。現在讀起來，感覺像是在看一本理論指導手冊，而不是一本可以帶進實驗室的工具書。理論知識的闡述本身是紮實的，這無可厚非，但對於“應用”二字的體現，著實顯得有些單薄和概念化，少瞭一股子真槍實彈的味道。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的封麵設計著實引人注目，那種將抽象的數字信號處理概念視覺化的嘗試，雖然算不上驚艷，但至少在眾多工科教材中顯得不那麼刻闆。初拿到手時，我本以為會是一本堆砌公式和晦澀理論的“硬骨頭”，畢竟“DSP”這個詞本身就帶著一股子專業壁壘的氣息。然而，翻開目錄，我發現作者在內容的組織上顯然下瞭一番功夫，試圖搭建一個從基礎到實踐的平滑階梯。尤其是對基礎理論部分的闡述，那種力求用最直觀的方式去解釋傅裏葉變換、Z變換這些核心概念的努力，是值得肯定的。比如，書中在講解離散捲積時，沒有直接拋齣復雜的數學定義，而是先引入瞭一個貼近生活的例子，雖然這個例子本身的處理略顯粗糙，但至少為我這個初學者打開瞭一扇理解的門。唯一美中不足的是，在某些深入的章節，比如多相濾波器的介紹部分，圖示的清晰度有所下降，使得我在對照文字理解其結構時，不得不花費額外的時間去腦補。總體而言，它給人的第一印象是：一本試圖將高深技術“親民化”的嘗試，雖然過程有瑕疵，但方嚮是正確的。