DSP技术与应用/21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

段丽娜，虞沧，孟文中 编

图书标签:

• 数字信号处理
• DSP
• 电气工程
• 自动化
• 信号处理
• 通信工程
• 控制工程
• 规划教材
• 高等教育
• 21世纪教材

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115318336

版次：1

商品编码：11275441

包装：平装

丛书名： 21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材

开本：16开

出版时间：2013-07-01

页数：178

字数：286000

正文语种：中文

内容简介

　　《21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材：DSP技术与应用》以TMS320LF2xx系列DSP为例，重点介绍了TMS320C2xx及TMS320LF24x芯片的CPU结构、TMS320LF2407A的中断系统、事件管理器、ADC、SCI、SPI、CAN、通用I/O器、WD、PLL等丰富DSP集成外设模块的软硬件资源与编程方法，初学者可以按照书中给出的步骤动手操作，结合本书的实验教程掌握DSP应用技术。
　　《21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材：DSP技术与应用》既可作为高校自动化专业本科生和研究生学习DSP的教材和参考书，也可供从事DSP芯片开发与应用的广大工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 概述
1.1 引言
1.2 DSP芯片
1.2.1 DSP芯片概述
1.2.2 DSP芯片的结构特征
1.3 DSP控制器的基本原理

第2章 总体结构
2.1 总线结构
2.2 中央处理单元
2.2.1 输入比例部分
2.2.2 中央算术逻辑部分
2.2.3 乘法部分
2.3 辅助寄存器算术单元
2.4 状态寄存器ST0和ST1
2.5 存储器与I/O空间
2.5.1 与外部存储器和I/O空间接口的信号
2.5.2 程序存储器
2.5.3 局部数据存储器
2.5.4 全局数据存储器
2.5.5 I/O空间
2.6 程序控制
2.7 时钟源模块
2.8 系统复位

第3章 片内外设
3.1 事件管理模块
3.1.1 通用定时器
3.1.2 比较单元与PWM发生器
3.1.3 捕获单元
3.1.4 正交编码脉冲电路
3.2 模/数转换模块
3.2.1 结构概述
3.2.2 模/数转换控制与操作
3.3 SCI串行通信接口模块
3.3.1 串行通信的工作原理
3.3.2 串行通信接口模块SCI的结构
3.3.3 多机通信
3.4 SPI串行外设接口模块
3.4.1 串行外设接口结构与工作原理
3.4.2 SPI的多机通信
3.4.3 SPI引脚功能的选择
3.5 数字I/O端口
3.5.1 数字I/O端口概述
3.5.2 数字I/O端口寄存器
3.6 “看门狗”与实时时钟
3.7 中断管理系统
3.7.1 DSP内核中断
3.7.2 事件管理模块的中断
3.7.3 系统模块中断

第4章 寻址方式与指令系统
4.1 寻址方式
4.1.1 立即寻址方式
4.1.2 直接寻址方式
4.1.3 间接寻址方式
4.2 指令系统
4.2.1 指令集分类与列表
4.2.2 典型指令说明

第5章 CCS集成开发环境
5.1 开发流程和开发工具
5.1.1 代码生成工具
5.1.2 CCS的菜单和工具条
5.1.3 CCS工程管理
5.1.4 CCS源文件管理
5.1.5 通用扩展语言GEL
5.2 CCS 应用举例
5.2.1 基本应用
5.2.2 探针和显示图形的使用
5.3 CCS仿真
5.3.1 用Simulator仿真中断
5.3.2 用Simulator仿真I/O口
5.4 DSP/BIOS的功能
5.4.1 DSP/BIOS简介
5.4.2 一个简单的DSP/BIOS实例

第6章 应用实例
6.1 基于空间矢量的通用变频器
6.2 快速傅里叶变换（FFT）
6.2.1 快速傅里叶变换的基本原理
6.2.2 快速傅里叶变换的DSP实现
参考文献

前言/序言

数字信号处理（DSP）技术与应用 编者寄语： 在科技飞速发展的今天，数字信号处理（DSP）已成为驱动现代信息技术、通信系统、自动控制、医疗影像等诸多前沿领域发展的核心引擎。从我们日常使用的智能手机、高清电视，到复杂的雷达系统、医疗诊断设备，DSP技术的身影无处不在。 本书旨在为21世纪高等院校电气工程与自动化专业的学生提供一套全面、深入且富有实践指导意义的教材，帮助读者系统掌握DSP的基本原理、核心算法以及在实际工程中的应用。 我们深知，理论知识的掌握是构建坚实技术基础的关键，而工程实践能力的培养则是将理论转化为实际价值的桥梁。因此，本书在体系构建上，力求将两方面有机结合，循序渐进地引导读者从基础概念走向复杂的应用场景。 本书特色与内容概览： 第一部分：数字信号处理基础理论 这一部分是理解DSP技术精髓的基石。我们将从最基本的概念入手，逐步深入到更复杂的理论框架。 第一章：绪论 信号的分类与表示： 介绍连续时间信号与离散时间信号的区别，以及如何使用数学表达式、波形图等多种方式直观地表示信号。我们将强调信号作为信息载体的 fundamental role。 系统及其分类： 讲解线性系统、时不变系统、因果系统、稳定系统等基本系统性质，并分析它们的数学判据。理解系统的特性对于分析和设计信号处理系统至关重要。 数字信号处理的优势： 详细阐述与模拟信号处理相比，数字信号处理在精度、灵活性、稳定性、成本等方面所具有的显著优势，并展望DSP在未来的发展趋势。 第二章：离散时间信号与系统 基本离散时间信号： 深入探讨单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号、正弦信号等在离散时间域的特性及其重要性。 卷积与系统响应： 详细介绍线性时不变（LTI）系统的核心——卷积运算，以及如何通过卷积来预测系统的输出。我们将通过丰富的实例，帮助读者建立对卷积运算的直观理解。 系统函数与零极点分析： 引入系统函数（传递函数）的概念，解释其在描述系统频率响应和稳定性方面的作用。零极点分析将作为一种强大的工具，帮助我们洞察系统的内在特性。 第三章：傅里叶变换及其在信号分析中的应用 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 讲解DTFT如何将一个离散时间信号变换到频率域，并分析其性质。 傅里叶级数（DFS）： 针对周期性离散时间信号，介绍DFS的概念及其与DTFT的关系。 离散傅里叶变换（DFT）： 这是DSP中最为核心的变换之一。我们将详细介绍DFT的定义、性质、计算方法（如FFT算法），以及它在频谱分析、滤波等方面的广泛应用。 频率分辨率与泄漏： 深入探讨DFT的采样特性，分析频率分辨率的概念以及窗函数对信号泄漏的影响，并介绍不同窗函数（如矩形窗、汉宁窗、海明窗等）的特点和选择原则。 第四章：Z变换及其在系统分析中的应用 Z变换的定义与性质： 介绍Z变换作为DTFT的推广，以及其在分析离散时间系统时的强大能力。我们将详细讲解Z变换的收敛域（ROC）概念，并阐述其与系统稳定性的密切关系。 逆Z变换： 讲解求解逆Z变换的常用方法，如部分分式展开法、长除法等，以恢复时域信号。 系统函数与系统稳定性： 再次强调系统函数与Z变换在系统稳定性判断中的作用，并分析因果稳定LTI系统的条件。 第二部分：数字信号处理算法与实现 在掌握了基础理论后，本部分将聚焦于具体的DSP算法及其在计算机中的实现。 第五章：滤波器设计 滤波器概述： 介绍滤波器的基本功能、分类（如低通、高通、带通、带阻滤波器）以及设计目标。 IIR滤波器设计： 讲解IIR（无限长冲激响应）滤波器设计的几种经典方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器。我们将分析它们的幅频特性和相频特性，并探讨数字域到模拟域的变换方法（如脉冲不变法、双线性变换法）。 FIR滤波器设计： 讲解FIR（有限长冲激响应）滤波器设计的常用方法，如窗函数法和频率采样法。我们将强调FIR滤波器在相位特性上的优势，以及其稳定性保证。 滤波器设计实例： 通过具体的工程实例，演示如何根据性能指标选择合适的滤波器类型，并进行设计和参数计算。 第六章：快速傅里叶变换（FFT）算法 FFT算法原理： 深入剖析Cooley-Tukey算法等经典的FFT算法，讲解其“分治”思想，以及如何通过蝶形运算显著降低DFT的计算复杂度。 FFT算法的类型： 介绍按时间抽选（DIT）和按频率抽选（DIF）两种主要FFT算法，并分析它们的区别。 FFT算法的实现： 提供FFT算法在实际编程中的实现思路和注意事项，包括数据重排、蝶形运算等关键步骤。 FFT在信号分析中的应用： 再次强调FFT在频谱分析、相关分析、卷积计算等方面的核心地位。 第七章：采样定理与重构 奈奎斯特-香农采样定理： 详细阐述该定理的核心内容，解释为何需要以两倍于最高信号频率的速率进行采样，以避免混叠。 混叠现象与防止： 分析混叠产生的原理，以及如何通过抗混叠滤波器等技术来有效避免。 信号重构： 讲解如何利用插值技术（如零阶保持、一阶保持、sinc插值等）从离散采样点恢复原始连续时间信号。 第三部分：数字信号处理在工程中的应用 本部分将重点展示DSP技术在各个领域的实际应用，帮助读者理解理论知识的价值和工程实践的重要性。 第八章：语音信号处理 语音信号的特性： 分析语音信号的物理特性，如基频、共振峰、声门激励等。 语音信号的产生与感知模型： 介绍源-滤波器模型等语音产生模型，以及人耳的听觉感知特性。 语音编码与压缩： 讲解常用的语音编码技术（如PCM、ADPCM、CELP等），以及其在节省存储空间和传输带宽方面的作用。 语音识别与合成： 概述语音识别的基本流程（如特征提取、模型训练、匹配识别）和语音合成的技术原理。 语音信号的滤波与增强： 介绍如何利用DSP技术对语音信号进行去噪、均衡等处理，以提升语音质量。 第九章：图像与视频信号处理 数字图像的基本概念： 介绍像素、灰度、颜色空间、图像分辨率等基本概念。 图像的点运算与几何变换： 讲解亮度调整、对比度增强、图像缩放、旋转等基本图像处理操作。 图像的滤波与增强： 介绍平滑滤波（如均值滤波、高斯滤波）、锐化滤波（如拉普拉斯滤波）、边缘检测等图像增强技术。 图像的压缩： 阐述JPEG、MPEG等图像和视频压缩标准的基本原理，以及它们在减少数据量方面的关键作用。 图像的分割与识别： 介绍图像分割（将图像划分为不同区域）和图像识别（识别图像中的物体）的基本方法。 第十章：通信系统中的DSP技术 数字调制与解调： 介绍ASK、FSK、PSK、QAM等数字调制技术，以及相应的解调方法。 信道编码与纠错： 讲解汉明码、卷积码、Turbo码等纠错编码技术，以提高通信的可靠性。 自适应均衡： 介绍自适应均衡器在克服信道失真、消除码间串扰方面的作用。 软件无线电（SDR）： 探讨DSP在软件无线电中的核心地位，以及如何通过软件实现通信系统的灵活性。 OFDM技术： 详细介绍OFDM（正交频分复用）技术，及其在提高频谱利用率、抵抗多径干扰方面的优势，并分析其在Wi-Fi、4G/5G通信中的应用。 第十一章：自动控制与嵌入式DSP系统 数字控制系统的基本原理： 介绍采样、量化、数字控制器设计等概念。 PID数字控制器设计： 讲解如何将模拟PID控制器转换为数字形式，并进行参数整定。 状态空间方法在数字控制中的应用： 介绍离散时间状态空间模型及其在系统分析和控制器设计中的应用。 DSP芯片的选型与开发： 介绍常见的DSP处理器架构（如TI C6000系列、ARM Cortex-M系列等），以及开发环境、仿真调试工具的使用。 实时操作系统（RTOS）在嵌入式DSP中的作用： 探讨RTOS如何管理嵌入式DSP系统的任务调度、资源分配，确保系统的实时性。 案例分析： 通过具体的嵌入式DSP系统开发案例（如电机控制、数据采集系统等），展示DSP在实际工程中的应用流程。 学习方法与建议： 本书的编写力求做到深入浅出，但DSP技术本身具有一定的深度和广度。为了更好地掌握这些知识，我们建议读者： 1. 注重基础： 务必扎实掌握第一部分的理论基础，理解数学原理是后续深入学习的关键。 2. 动手实践： DSP技术强依赖于计算和仿真。我们强烈建议读者利用MATLAB/Simulink、Python（NumPy, SciPy, Matplotlib）等工具对书中的算法进行编程实现和仿真验证。 3. 结合硬件： 如果条件允许，尝试在实际的DSP开发板上运行程序，将理论知识与硬件实现相结合，会获得更直观的理解。 4. 问题导向： 在学习过程中，遇到不理解的概念或算法，主动去查阅相关文献，与同学、老师交流讨论。 5. 拓展视野： DSP技术日新月异，关注相关领域的最新研究进展和技术动态，保持学习的热情。 结语： 数字信号处理是一门既有深厚理论底蕴，又极富工程应用价值的学科。我们希望本书能够成为您探索DSP世界的良好起点，帮助您在未来的学习和职业生涯中，能够灵活运用DSP技术，解决实际工程问题，创造更大的价值。 预祝各位读者学习顺利，学有所成！

评分☆☆☆☆☆

从内容深度和广度来看，这本书给人的感觉是比较全面的，覆盖了DSP领域比较核心的知识点。我注意到书中在介绍DSP硬件平台时，对不同系列DSP芯片的特性和应用方向是否有比较详细的对比和分析？例如，TI的C6000系列、ADI的Sharc系列等等，它们各自的优势和适用场景是什么？我比较关心的是，书中是否会针对某个具体的DSP平台，提供一些实际的开发实例，包括硬件选型、开发环境搭建、调试方法等。此外，对于DSP软件开发方面，书中是否会介绍一些常用的开发工具、编程模型，以及如何进行性能分析和优化？我希望能够通过这本书，建立起一个完整的DSP软硬件协同开发的认知体系，为我今后的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在学习过程中，我发现书中对于实际工程问题的分析和解决方案的阐述，是它的一大亮点。例如，在处理实际采集到的信号时，往往会遇到各种噪声干扰，书中对于如何选择合适的滤波策略，以及如何根据噪声的特性来设计和调整滤波器参数，是否有比较系统和深入的探讨？我比较关注的是，书中是否会给出一些具体的案例，比如针对特定应用场景下的噪声抑制方法，并分析不同方法的优劣。此外，对于DSP系统中常见的量化误差、溢出等问题，书中是否有给出一些有效的处理技巧和优化建议？这对于提高DSP算法的鲁棒性和精度至关重要。我期待书中能够有更多这方面的实践指导，让我能够更好地将所学的理论知识应用到实际的工程开发中，解决实际遇到的难题。

评分☆☆☆☆☆

这套书我大概翻了一下，感觉整体框架还是比较扎实的，毕竟是21世纪高等院校的规划教材，理论基础这块应该没得说。我主要关注的是它在实际应用场景下的讲解深度。比如，书中对于一些经典的DSP算法，像是FFT、FIR、IIR滤波器等等，有没有深入剖析它们在不同应用领域，比如音频信号处理、图像处理、通信系统等方面的具体实现细节？我特别想知道，在结合实际硬件平台时，作者是怎么引导读者去理解和优化算法的，是不是会涉及到一些嵌入式DSP处理器的架构特点、指令集优化，甚至是汇编层面的代码解读？毕竟，理论再好，落地才是关键。我希望书中能有足够的篇幅去讲解如何将这些算法转化为高效、可靠的代码，并且能够应对实时性、功耗、成本等方面的挑战。另外，对于一些前沿的DSP应用，比如深度学习在DSP上的部署，或者是一些高级的调制解调技术，书中是否有所涉及？这些内容对我来说会非常有价值，能够帮助我跟上行业发展的步伐。

评分☆☆☆☆☆

我个人对DSP在通信领域的一些应用比较感兴趣，尤其是在无线通信系统中的信号处理。这本书在讲解相关内容时，对于一些关键的通信信号处理算法，比如信道估计、均衡、解调等，是否有比较深入的分析？我希望能够看到书中对这些算法在原理上的阐述，以及它们如何在实际的通信系统中发挥作用。例如，在介绍OFDM技术时，书中是否会详细讲解其原理，以及如何在DSP平台上实现OFDM的IFFT/FFT、CP添加/去除等关键步骤？另外，对于一些更高级的通信调制技术，如QAM、PSK等，书中是否有涉及其在DSP中的实现方式，以及如何通过DSP来优化通信系统的性能？这些内容对于我理解现代通信系统的设计和实现非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图给我留下了比较深刻的印象，设计上比较用心，能够直观地展示一些复杂的概念。我尤其欣赏它在介绍DSP基本原理时，所使用的图示化方法。比如，在讲解Z变换、傅里叶变换这些抽象的概念时，书中提供的那些示意图，能够帮助我更好地理解信号在频域、时域的变换过程，以及滤波器的工作原理。同时，我也注意到，书中对一些关键公式的推导过程也解释得比较详细，这对于我这种喜欢刨根问底的学生来说，是特别重要的。我会仔细对照着公式和图示，去理解每一项的物理意义。另外，书中在介绍DSP硬件结构时，有没有提供一些典型DSP芯片的框图和关键模块的详细介绍？例如，如何理解其流水线结构、内存访问机制，以及它与CPU在指令集和处理能力上的差异。我对这部分内容的理解程度，直接关系到我后续进行嵌入式DSP系统设计的能力，所以希望这部分内容能够足够深入和详实。