现代DSP技术及应用/21世纪高等学校规划教材 电子信息 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁义涛 等 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302270720

商品编码：29737227293

包装：平装

出版时间：2012-02-01

基本信息

书名：现代DSP技术及应用/21世纪高等学校规划教材 电子信息

定价：38.00元

作者：梁义涛 等

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-02-01

ISBN：9787302270720

字数：

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版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.540kg

编辑推荐

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内容提要

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《21世纪高等学校规划教材·电子信息：现代DSP技术及应用》以德州仪器（TI）公司的16位定点DSP TMS320C54x和CVT�睤SP�并蚴笛橄低澄�例，详细描述了DSP系统的设计与实现方法。首先，绪论部分介绍了DSP的基础知识、新的技术发展以及DSP系统的设计概要； 然后详细讲解了TMS320C54x的硬件结构、TMS320C54x的指令系统、
TMS320C54x的软件开发和DSP集成开发环境； 接着讨论了TMS320C54x片内外设和TMS320C54x基本系统设计，并介绍了汇编应用程序设计及语音信号采集系统设计； 后结合CVT�睤SP�并蚴笛橄低常�由浅入深地给出7个完整的实验设计，方便读者更深入地理解和掌握DSP系统的开发语言和开发环境。
《21世纪高等学校规划教材·电子信息：现代DSP技术及应用》可作为高等院校电子信息类学科的研究生和高年级学生的教材，也可供从事DSP芯片开发应用的广大工程人员参考。

目录

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目录
章 绪论
1.1 引言
1.1.1 数字信号处理概念简介
1.1.2 研究数字信号处理实现技术的必要性
1.1.3 数字信号处理的实现
1.1.4 DSP系统简介
1.1.5 DSP系统的特点
1.2 DSP芯片
1.2.1 DSP芯片的结构特点
1.2.2 DSP芯片的分类
1.2.3 DSP芯片的发展及趋势
1.2.4 DSP芯片的应用
1.3 TI主要DSP芯片概述
1.3.1 TIDSP芯片命名规则
1.3.2 DSP芯片系列简介
1.4 DSP系统设计概要
1.4.1 DSP系统设计过程
1.4.2 DSP芯片的选择

第2章 TMS320C54x的硬件结构
2.1 TMS320C54x的基本结构及特性
2.1.1 TMS320C54x的基本结构
2.1.2 TMS320C54x的主要特性
2.2 总线结构
2.2.1 内部总线结构
2.2.2 外部总线结构
2.3 中央处理单元
2.3.1 算术逻辑运算单元（ALU）
2.3.2 累加器A和B
2.3.3 桶形移位器
2.3.4 乘法器/加法器单元（MAC）
2.3.5 比较、选择和存储单元（CSSU）
2.3.6 指数编码器（EXP）
2.3.7 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
2.4.2 程序存储器
2.4.3 数据存储器
2.4.4 I/O存储空间
2.5 TMS320C54x系统控制
2.5.1 程序地址的产生
2.5.2 流水线
2.5.3 中断
2.5.4 系统复位
2.5.5 省电和保持方式
2.6 TMS320VC5416的结构、特性与引脚

第3章 TMS320C54x的指令系统
3.1 指令的表示方法
3.1.1 指令中的符号
3.1.2 指令中的运算符
3.2 寻址方式
3.2.1 立即寻址
3.2.2 寻址
3.2.3 累加器寻址
3.2.4 直接寻址
3.2.5 间接寻址
3.2.6 存储器映像寄存器寻址
3.2.7 堆栈寻址
3.3 指令系统
3.3.1 算术运算指令
3.3.2 逻辑运算指令
3.3.3 程序控制指令
3.3.4 存储和装入指令

第4章 TMS320C54x的软件开发
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 汇编语言源程序举例
4.2.2 汇编语言常量
4.2.3 汇编源程序中的字符串
4.2.4 汇编源程序中的符号
4.2.5 汇编源程序中的表达式
4.3 汇编伪指令和宏指令
4.3.1 汇编伪指令
4.3.2 宏及宏的使用
4.4 汇编语言程序设计
4.4.1 程序的控制与转移
4.4.2 数据块传送程序
4.4.3 算术运算类程序
4.5 公共目标文件格式--COFF
4.5.1 COFF文件中的段
4.5.2 汇编器对段的处理
4.5.3 链接器对段的处理
4.6 汇编源程序的编辑、汇编和链接过程

第5章 DSP集成开发环境
5.1 CCS集成开发环境简介
5.1.1 CCS的安装及设置
5.1.2 CCS的窗口、菜单和工具条
5.2 CCS应用举例
5.2.1 应用实例
5.2.2 基本应用
5.2.3 探针和显示图形的使用
5.3 CCS工程项目的创建与调试
5.3.1 CCS工程项目的管理
5.3.2 CCS源文件的管理
5.3.3 通用扩展语言--GEL
5.3.4 程序的运行和控制
5.3.5 图形工具的使用
5.3.6 数据输入与输出

第6章 TMS320C54x片内外设
6.1 DSP片内外设概述
6.2 可编程定时器
6.3 串行口
6.3.1 串行口概述
6.3.2 标准同步串行口（SP）
6.3.3 带缓冲的串行接口（BSP）
6.3.4 时分复用串行接口（TDM）
6.3.5 多通道缓冲串行接口（McBSP）
6.4 主机接口（HPI）
6.4.1 HPI与主机的连接框图
6.4.2 HPI控制寄存器
6.4.3 标准8位主机接口HPI��8
6.4.4 增强的8位HPI（HPI��8）
6.4.5 应用举例

第7章 TMS320C54x基本系统设计
7.1 硬件设计概述
7.2 时钟电路
7.2.1 时钟发生器
7.2.2 硬件配置的PLL
7.2.3 软件可编程PLL
7.3 复位电路
7.4 电源电路
7.4.1 电源电压及电流要求
7.4.2 电源电压的产生
7.4.3 电源解决方案
7.4.4 电平转换电路
7.5 A/D和D/A接口设计
7.5.1 A/D接口设计
7.5.2 D/A接口设计
7.6 外部存储器和I/O扩展
7.6.1 C54x的外部总线结构
7.6.2 C54x外部访问等待状态的产生
7.6.3 外部存储器的扩展
7.6.4 TMS320C54xDSP与MPS430微处理器的接口设计
7.6.5 TMS320C54xDSP与PC并行接口的接口设计
7.6.6 TMS320C54x与PCI总线的接口设计
7.7 JTAG在线仿真调试接口电路设计

第8章 汇编应用程序设计
8.1 DSP应用系统设计的基本步骤
8.2 正弦信号发生器
8.2.1 信号产生算法原理
8.2.2 正弦波信号发生器的设计与实现
8.3 FIR数字滤波器
8.3.1 FIR滤波器的基本原理和结构
8.3.2 FIR滤波器的设计方法
8.4 快速傅里叶变换（FFT）

第9章 语音信号采集系统设计
9.1 语音接口芯片TLV320AIC23简介
9.1.1 引脚介绍
9.1.2 控制接口
9.1.3 寄存器映射
9.1.4 模拟接口
9.1.5 数字音频接口
9.1.6 音频采样率
9.2 硬件设计
9.3 软件设计

0章 实验
10.1 实验箱说明书
10.1.1 简介
10.1.2 实验箱各单元的结构和功能
10.2 实验1（验证性实验）：CCS软件的使用
10.3 实验2（验证性实验）：基本运算（一）
10.4 实验3（验证性实验）：基本运算（二）
10.5 实验4（验证性实验）：存储器实验
10.6 实验5（验证性实验）：FFT变换
10.7 实验6（综合性实验）：FIR滤波器设计
10.8 实验7（设计性实验）：步进电动机驱动
附录
附录ATMS320C54x指令系统一览表（按指令字母顺序排列）
附录B伪指令汇总表
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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模拟信号的数字世界：现代数字信号处理技术揭秘 在信息爆炸的时代，从我们耳畔的音乐，到手机的通信，再到医疗影像的诊断，几乎所有的现代科技都离不开数字信号处理（DSP）的身影。它如同数字世界的“炼金术”，能够将杂乱无章的模拟信号转化为有序、可控的数字信息，并对其进行精妙的操作，从而实现各种神奇的功能。本书旨在带领读者深入探索现代DSP技术的奥秘，揭示其核心原理、关键算法以及在各行各业的广泛应用，助您领略数字信号处理的无穷魅力。 DSP：理解数字世界的基石 数字信号处理，顾名思义，是对数字信号进行分析、变换、增强、恢复、压缩、识别等一系列操作的学科。与模拟信号的连续变化不同，数字信号是以离散的数值表示，这使得我们可以利用计算机强大的计算能力对其进行高效、精确的处理。DSP的核心在于将模拟世界的美妙信息，通过采样、量化、编码等过程，转化为数字世界可识别和处理的语言。 核心概念与理论：DSP的“语法” 要理解DSP，首先需要掌握其基础理论。本书将从以下几个关键概念出发，为您构建扎实的理论基础： 信号的数学表示： 信号是信息传输和存储的载体。我们将学习如何用数学语言描述不同类型的信号，包括时域、频域表示，以及傅里叶变换、拉普拉斯变换等重要的信号分析工具。例如，您将理解为何我们能听到声音，以及声音在不同频率上的分布如何影响其音色。 采样理论： 将连续的模拟信号转化为离散的数字信号，其关键步骤便是采样。奈奎斯特-香农采样定理是这一过程的基石，它告诉我们，为了不丢失原始信号的信息，采样频率必须足够高。我们将深入探讨采样过程中的各种细节，以及过采样和欠采样的影响。 量化与编码： 采样得到的信号幅度也是连续的，需要将其离散化到有限的数值级别，这个过程称为量化。量化精度直接影响信号的失真程度。之后，这些量化后的数值将被编码成计算机能够存储和传输的二进制形式。我们将分析量化误差的来源，以及不同的编码方式如何影响数据的大小和精度。 离散时间系统： 数字信号经过一系列的处理，构成了一个离散时间系统。本书将深入研究线性时不变（LTI）系统，这是DSP中最核心的系统模型。我们将学习如何用差分方程描述LTI系统，以及卷积运算在系统响应分析中的作用。 傅里叶变换及其在DSP中的地位： 傅里叶变换是将信号从时域转换到频域的强大工具，它揭示了信号中包含的不同频率分量。离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法——快速傅里叶变换（FFT），是DSP中最核心的计算工具，广泛应用于频谱分析、滤波、调制解调等领域。我们将详细解析FFT的原理和实现，理解其在处理海量数据时的效率优势。 Z变换： Z变换是离散时间系统分析的有力工具，它类似于拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用。通过Z变换，我们可以更直观地分析系统的稳定性、频率响应等特性，并设计出满足要求的滤波器。 关键算法与技术：DSP的“行动指南” 掌握了基础理论，我们便能深入学习实现各种信号处理功能的关键算法和技术。本书将重点介绍以下几个方面： 滤波技术： 滤波是DSP中最基本也是最重要的技术之一，用于去除信号中的噪声，提取所需的频率成分，或者改变信号的频谱特性。我们将学习两种主要的滤波器类型： 无限脉冲响应（IIR）滤波器： 具有更低的计算复杂度，能够用较少的阶数实现陡峭的滤波特性。我们将探讨IIR滤波器的设计方法，例如双线性变换法，并分析其潜在的稳定性问题。 有限脉冲响应（FIR）滤波器： 具有良好的线性相位特性，不会引入相位失真，在音频、图像处理等领域应用广泛。我们将学习窗函数法、频率采样法等FIR滤波器设计技术。 变换域处理： 除了时域处理，在频域、小波域等变换域进行信号处理也能带来意想不到的效果。 FFT的实际应用： 除了作为基础计算工具，FFT还可以用于实现快速卷积、频谱分析、相关运算等。我们将通过实例展示FFT在信号分析中的强大能力。 短时傅里叶变换（STFT）和连续小波变换（CWT）： 当信号的频率成分随时间变化时，传统的傅里叶变换就显得力不从心。STFT和CWT能够同时捕捉信号的时域和频域信息，实现时频分析。我们将探讨它们在语音分析、故障诊断等领域的应用。 自适应信号处理： 在某些应用中，信号的特性会随时间发生变化，需要能够实时调整自身参数的自适应算法。 最小均方（LMS）算法： 一种简单高效的自适应滤波算法，广泛应用于噪声消除、回声消除等场景。我们将深入理解LMS算法的工作原理，以及其收敛性分析。 递归最小二乘（RLS）算法： 相比LMS算法，RLS算法具有更快的收敛速度，但计算复杂度也更高。我们将介绍RLS算法的核心思想，并与LMS算法进行对比分析。 多速率信号处理： 在许多系统中，需要处理不同采样率的信号，例如将信号升采样或降采样。多速率信号处理技术能够高效地实现这些操作，并避免引入混叠等失真。我们将学习插值和抽取的基本原理，以及其在通信系统中的应用。 数字信号处理硬件： 现代DSP技术离不开强大的硬件支持。本书还将介绍常见的DSP处理器架构，包括其特点、指令集以及开发环境，帮助读者理解DSP算法如何在实际硬件上高效运行。 广泛的应用领域：DSP的“触角” 数字信号处理并非纸上谈兵，其应用已经深入到我们生活的方方面面。本书将通过大量的实例，展示DSP在以下领域的关键作用： 通信系统： 从手机的语音编码、信号调制解调，到无线网络的信道估计、干扰抑制，DSP是现代通信系统不可或缺的核心技术。您将了解到，是如何通过DSP技术，实现我们能够顺畅地进行语音通话和数据传输的。 音频与语音处理： 音频信号的压缩（如MP3）、降噪、语音识别、语音合成、音乐效果处理等，都离不开DSP。我们将探讨如何利用DSP技术，实现更清晰、更逼真的音频体验，以及让机器听懂并回应我们的语言。 图像与视频处理： 图像的压缩（如JPEG）、去噪、增强、边缘检测、目标识别，以及视频的编码、解码、特效制作，都高度依赖DSP。您将看到DSP如何在数字相机、电视、安防监控等领域发挥着至关重要的作用。 医疗与生物医学工程： 医学影像（如CT、MRI）的处理与分析、心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生理信号的监测与分析，以及辅助诊断系统的开发，都大量运用DSP技术。 控制系统： 在工业自动化、机器人、航空航天等领域，DSP用于实现精确的传感器数据处理、反馈控制算法的执行，从而保证系统的稳定运行和精确控制。 雷达与声纳系统： DSP在目标探测、距离测量、速度估计等方面发挥着核心作用，是军事和科学研究中不可或缺的技术。 数据压缩： 随着数据量的爆炸式增长，高效的数据压缩技术变得尤为重要。DSP在音频、视频、图像等媒体数据的压缩编码中扮演着关键角色，大大降低了存储和传输的成本。 本书的特色与价值 本书在内容组织上，注重理论与实践的结合。在介绍每一个核心概念和算法时，都力求用清晰易懂的语言进行阐述，并辅以直观的图示和数学推导，帮助读者深入理解其内在逻辑。同时，本书不会仅限于理论的讲解，更会着重分析这些技术如何在实际工程中得到应用，并提供一些常见的应用案例，让读者能够更好地理解DSP的实际价值。 通过阅读本书，您将不仅能够掌握数字信号处理的理论精髓，更能够培养分析和解决实际工程问题的能力。无论您是希望深入了解数字世界运行机制的学生，还是致力于在相关领域进行技术研发的工程师，本书都将是您宝贵的学习资源和参考工具。让我们一同踏上这段探索数字信号处理的精彩旅程，解锁信息时代的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

作为一本面向电子信息类专业的高校规划教材，这本书的知识体系覆盖面广而精。它在基础理论的扎实性上做得非常好，确保学生在进入高阶应用前，对离散卷积、相关性分析等基本概念有牢固的掌握。然而，最让我印象深刻的是它对现代谱分析技术的处理。如今的频谱分析已经远远超出了简单的快速傅里叶变换（FFT）。书中对Welch平均法、多窗口法以及更高级的子空间分解方法（如MUSIC、ESPRIT）的介绍，尽管篇幅有限，但关键点都抓住了。这些内容在很多同类教材中往往被一带而过，但在实际的雷达信号处理或射频识别中却是核心技术。作者在介绍这些方法时，非常注重其统计特性和分辨率/方差之间的权衡，这对于培养学生的科学思维至关重要。它不是简单地告诉你“用这个公式”，而是让你理解“为什么用这个公式，以及它在什么情况下表现最优”。这种注重方法论和批判性思考的教学方式，是当前很多教材所缺乏的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源和整体组织结构，体现了现代教材应有的严谨和前瞻性。首先，全书的逻辑链条非常完整，从连续信号到离散信号的转化，再到系统的建模与分析，最终落脚于具体的硬件实现和软件设计，形成了一个完美的闭环。其次，它对软件工具的应用指导非常细致，不仅仅局限于理论推导，还提供了大量关于DSP芯片特性、汇编级优化的概述，这对于想深入了解硬件加速的读者来说，提供了宝贵的线索。我尤其欣赏它在最后几章中对图像处理和视频编解码中DSP技术的简要介绍，虽然这部分内容不如前面对纯信号处理的深入，但它清晰地展示了DSP技术在多媒体领域的广阔前景。这本书的语言风格是那种典型的学术严谨中又不失清晰流畅的风格，没有冗余的废话，每一个段落都承载着重要的信息量。读完后，我感觉自己不仅掌握了一门技术，更重要的是建立了一套系统化的信号处理思维框架，受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这套书简直是为我这种刚刚接触数字信号处理（DSP）领域的“小白”量身定做的！我花了很长时间在网上寻找一本既有理论深度，又不至于枯燥到让人望而生畏的教材。当我翻开这本《现代DSP技术及应用》时，那种感觉就像是找到了一个经验丰富的导师。它没有一开始就抛出复杂的数学公式和令人头晕的傅里叶变换细节，而是从最直观的信号采集和量化讲起，循序渐进地构建起整个DSP的知识体系。尤其是它对Z变换和离散时间系统的讲解，简直是点睛之笔。作者似乎深谙我们这些初学者的“痛点”，用大量的工程实例来佐证理论，比如讲解FIR和IIR滤波器设计时，不是干巴巴地罗列公式，而是会详细分析为什么在实际应用中，我们倾向于选择哪种结构，以及它们各自的优缺点。书中穿插的那些关于MATLAB仿真的片段，更是救了我好几次，直接动手操作，能极大地加深对理论的理解，让人感觉DSP不再是抽象的数学符号，而是可以触摸、可以实现的工程技术。我特别欣赏它在绪论部分对DSP发展历史和未来趋势的简要勾勒，这让我对这个领域有了更宏大的视角，而不是仅仅局限于眼前的几章内容。这本书的排版也很舒服，逻辑清晰，阅读起来毫无压力，简直是自学DSP的首选良伴。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的实用性远远超出了我最初的预期。我本来是冲着“应用”这两个字来的，但很多教材的“应用”部分往往只是浅尝辄止，充数而已。然而，这本《现代DSP技术及应用》的后半部分，简直是一部浓缩的工程实践手册。它花了大量的篇幅介绍实时系统的构建和高速算法的实现，这对于我们这些未来想从事嵌入式系统开发的人来说，简直是如获至宝。例如，书中对于FFT算法在具体硬件平台上的优化策略，以及如何避免常见的量化误差和溢出问题，讲解得细致入微，甚至提到了某些特定的流水线设计技巧。我记得有一次我们小组做一个实时音频处理项目，遇到了困扰很久的延迟问题，后来翻阅这本书中关于DSP处理器架构的那一章，特别是关于乘累加（MAC）单元工作原理的描述，才恍然大悟，原来是我们对指令周期的理解不够深入。这本书的理论深度足以支撑学术研究，但其语言风格又非常贴近工程实践中的真实需求，这种平衡把握得非常到位，不像有些纯理论书籍那样高高在上，也不像某些纯应用指南那样缺乏底层原理支撑。

评分☆☆☆☆☆

我给这本书打高分，很大程度上是因为它对现代通信系统中DSP应用的讲解非常到位。在我看来，DSP技术的核心价值就体现在如何高效处理复杂的调制解调信号。这本书在这方面下了真功夫。它没有仅仅停留在基本的抽样定理层面，而是深入剖析了过采样、欠采样技术在现代无线通信中的重要性。关于数字下变频（DDC）和数字上变频（DUC）模块的设计原理和实现细节，这本书的阐述是清晰且富有洞察力的。我特别喜欢它将锁相环（PLL）的概念融入到数字频率合成器的讲解中，这种跨领域的知识融合，极大地拓宽了我的思路。此外，书中对自适应滤波算法，比如LMS和RLS的介绍，不仅仅是给出了收敛性分析，更重要的是结合噪声消除和回声消除的实际案例进行了演示。这种将抽象算法与具体应用场景紧密结合的方式，使得即便是初次接触这些复杂算法的学习者，也能迅速抓住其核心思想，而不是被数学推导所困住。这本书对信号处理在信息时代的核心地位，有着非常深刻的认识。