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目录 3

上篇 数字信号处理技术的理论基础 3

第1章　连续时间信号分析 3

1.1　概述 3

1.2　连续时间信号的时域分析 3

1.2.1　信号的分类 3

1.2.2　典型信号 5

1.2.3　信号的基本运算 7

1.2.4　奇异信号 12

1.2.5　信号的分解 15

1.2.6　线性相关 16

1.3　连续时间信号的频域分析 17

1.3.1　周期信号的频谱 17

1.3.2　非周期信号的频谱 21

1.3.3　傅里叶变换的基本性质 24

1.3.4　周期信号的傅里叶变换 26

1.4　抽样及抽样定理 27

1.4.1　时域抽样 27

1.4.2　频域抽样 30

1.5　连续时间信号的s域分析 31

1.5.1　双边拉氏变换及其收敛域 31

1.5.2　单边拉氏变换及其基本性质 32

1.5.3　单边拉氏反变换 34

1.5.4　由X（s）的零、极点分布确定信号的时域特性 37

1.5.5　单边拉氏变换与傅里叶变换的关系 38

习题和实验指导 39

2.1.2　系统分析 43

2.1.1　信号与系统的关系 43

2.1　概述 43

第2章　连续时间系统分析 43

2.2　线性时不变连续时间系统的时域分析 44

2.2.1　线性时不变连续时间系统 44

2.2.2　线性时不变连续时间系统的响应 46

2.3　线性时不变连续时间系统的s域分析 52

2.3.1　用单边拉氏变换求系统的响应 52

2.3.2　系统函数 53

2.4　线性时不变连续时间系统的频域分析 56

2.4.1　系统的频率响应特性 56

2.4.2　系统的滤波特性 59

2.5　无失真传输 63

2.5.1　失真的概念 63

2.5.2　无失真传输的条件 64

习题和实验指导 65

第3章　离散时间信号与系统时域分析 68

3.1　概述 68

3.1.1　数字信号处理系统的基本组成 68

3.1.2　数字信号处理的主要特点 69

3.1.3　数字信号处理的学科概貌 70

3.2　离散时间信号的时域分析 71

3.2.1　离散时间信号——序列 71

3.2.2　序列的基本运算 71

3.2.3　典型序列 76

3.2.4　序列的周期性 80

3.2.5　共轭对称序列和共轭反对称序列 81

3.3.1　线性移不变离散时间系统 82

3.3　线性移不变离散时间系统时域分析 82

3.3.2　单位抽样响应 84

习题和实验指导 88

第4章　离散时间信号与系统频域分析 91

4.1　z变换 91

4.1.1　z变换的定义及其收敛域 91

4.1.2　z变换的基本性质和定理 96

4.1.3　z反变换 99

4.2　离散时间信号的频域分析 104

4.2.1　序列的z变换与连续时间信号的拉氏变换之间的关系 104

4.2.2　序列的傅里叶变换 106

4.3　线性移不变离散时间系统的z域分析 108

4.3.1　系统函数 108

4.3.2　IIR系统与FIR系统 109

4.3.3　系统响应的z域求解 110

4.4　线性移不变离散时间系统的频域分析 112

4.4.1　系统的频率响应特性 112

4.4.2　全通系统与最小相位系统 116

习题和实验指导 119

第5章 离散时间信号与系统数字频域分析 122

5.1　时域-频域的周期-离散对应关系 122

5.1.1　连续时间非周期信号的傅里叶变换 122

5.1.2　连续时间周期信号的傅里叶级数 122

5.1.3　非周期序列的傅里叶变换 123

5.1.4　周期序列的离散傅里叶级数 123

5.2　离散傅里叶级数 124

5.3.1　离散傅里叶变换 126

5.3　离散傅里叶变换及其性质 126

5.3.2　DFT与DTFT及z变换的关系 127

5.3.3　离散傅里叶变换的性质 129

5.4　DFT的快速算法——快速傅里叶变换 134

5.4.1　减少DFT运算量的基本途径 135

5.4.2　按时间抽取的基-2 FFT算法 136

5.4.3　按频率抽取的基-2 FFT算法 141

5.4.4　离散傅里叶反变换的快速算法 143

5.5　用DFT计算线性卷积和 144

5.5.1　圆周卷积和与线性卷积和的关系 144

5.5.2　线性卷积和的分段计算法 146

5.6　用DFT对连续时间信号进行频谱分析 148

习题和实验指导 151

6.1.1　数字滤波器设计的主要内容和方法 155

6.1.2　数字滤波器的技术指标要求 155

第6章　IIR数字滤波器设计 155

6.1　数字滤波器设计的基本概念 155

6.2　IIR数字滤波器的基本结构 157

6.2.1　信号流图与系统函数、差分方程的转换 157

6.2.2　直接型结构 158

6.2.3　级联型结构 161

6.2.4　并联型结构 163

6.3　模拟滤波器设计 165

6.3.1　模拟滤波器设计的基本概念 165

6.3.2　设计IIR滤波器的常用Matlab函数 166

6.3.3　模拟低通滤波器设计 167

6.3.4　模拟高通、带通和带阻滤波器设计 173

6.4.1　模拟滤波器到数字滤波器的映射 179

6.4　数字滤波器设计 179

6.4.2　数字滤波器的间接设计 183

习题和实验指导 186

第7章　FIR数字滤波器设计 188

7.1　FIR数字滤波器的基本结构 188

7.1.1　直接型结构 189

7.1.2　级联型结构 189

7.1.3　频率抽样型结构 190

7.2　线性相位FIR数字滤波器的条件和特点 193

7.2.1　FIR数字滤波器的线性相位条件 193

7.2.2　线性相位FIR数字滤波器的幅频特性 195

7.2.3　线性相位FIR数字滤波器的零点分布 197

7.2.4　线性相位结构 198

7.3.1　窗函数法 199

7.3　线性相位FIR数字滤波器设计 199

7.3.2　常用窗函数 203

7.3.3　窗函数法的设计步骤 206

7.4　IIR与FIR数字滤波器的比较 209

习题和实验指导 210

下篇 数字信号处理技术的实现与应用 213

第8章　TMS320C54x数字信号处理器 213

8.1　DSP芯片概述 213

8.1.1　DSP芯片的主要特点 213

8.1.2　DSP芯片的分类 215

8.1.3　DSP芯片的发展历程和发展趋势 216

8.2　TMS320C54x DSP芯片 217

8.2.1　TMS320C系列DSP芯片 217

8.2.2　TMS320C54x芯片的特点 218

8.3　TMS320C54x芯片的组成结构 219

8.4　TMS320C54x芯片的总线结构 220

8.5　TMS320C54x芯片的中央处理器（CPU） 221

8.5.1　TMS320C54xCPU的基本组成 221

8.5.2　算术逻辑运算单元（ALU） 221

8.5.3　累加器 222

8.5.4　桶形移位寄存器 222

8.5.5　乘法器／加法器 223

8.5.6　比较、选择、存储单元（CSSU） 224

8.5.7　指数编码器 225

8.5.8　CPU状态控制寄存器 225

8.6　TMS320C54x芯片的存储空间结构 227

8.6.1　存储器空间的总体结构 227

8.6.2　程序存储空间 229

8.6.3　数据存储空间 230

8.6.4　特殊功能寄存器 230

8.6.5　I/O存储空间 231

8.7　TMS320C54x芯片的引脚 231

8.7.1　TMS320C54x芯片的引脚分布 231

8.7.2　TMS320C5402芯片各引脚的功能 232

8.8　TMS320C54x芯片的片内外设电路 236

8.8.1　通用I/O引脚 237

8.8.2　主机接口HPI 237

8.8.3　定时器 238

8.8.4　时钟发生器 239

8.8.5　软件可编程等待状态发生器 240

8.8.6　串行通信接口 240

习题与思考 244

9.1　TMS320C54x指令的数据寻址方式 245

9.1.1　立即寻址 245

第9章　TMS320C54x的指令系统 245

9.1.2　绝对寻址 246

9.1.3　累加器寻址 247

9.1.4　直接寻址 247

9.1.5　间接寻址 248

9.1.6　存储器映射寄存器寻址 253

9.1.7　堆栈寻址 253

9.2　TMS320C54x指令系统概述 254

9.2.1　汇编语言源程序格式 254

9.2.2　指令系统中规定的符号和缩写 255

9.3.1　算术运算指令 257

9.3　TMS320C54x的指令系统 257

9.3.2　逻辑运算指令 265

9.3.2　程序控制指令 269

9.3.4　加载和存储指令 273

习题与思考 279

第10章　DSP应用程序设计 280

10.1　DSP应用程序设计的开发过程 280

10.1.1　基于TMS320C54x芯片的应用程序设计开发流程 280

10.1.2　软件（代码）调试工具简介 282

10.2　DSP集成开发环境CCS及其使用 283

10.2.1　CCS的主要功能和特点 283

10.2.2　CCS的安装及设置 284

10.2.3　CCS集成开发环境应用 285

10.2.4　CCS工程项目的调试 286

10.2.5　查看调试过程中的数据和信息 290

习题与思考 291

第11章　TMS320C54x的接口与应用 292

11.1　典型的数字信号处理系统 292

11.2　TMS320C54x与D/A转换器的接口 293

11.2.1　TLC7528工作特点 293

11.2.2　TLC7528器件的引脚 293

11.2.3　TLC7528工作原理及与TMS320C54x的连接 294

11.3　TMS320C54x与A/D转换器的接口 295

11.3.1　TLV1578的特点和工作条件 295

11.3.2　TLV1578的引脚及功能 295

11.3.3　TLV1578的组成结构 296

11.3.4　TLV1578的工作原理及与TMS320C54x的连接 296

11.4.1　TMS320C54x的程序存储器扩展 299

11.4　TMS320C54x的外部存储器和I/O扩展 299

11.4.2　数据存储器的扩展 301

11.4.3　I/O扩展 302

11.5　FIR数字滤波器的TMS320C54x实现 304

11.5.1　FIR数字滤波器的结构特点 305

11.5.2　z-1算法的实现 305

11.5.3　FIR数字滤波器的TMS320C54x实现 307

11.6　IIR数字滤波器的TMS320C54x实现 308

11.6.1　IIR数字滤波器的结构特点 308

11.6.2　二阶IIR数字滤波器的TMS320C54x实现 309

11.6.3　高阶IIR数字滤波器 311

习题与思考 311

参考文献 312