DSP技术与应用基础（第3版） / 高等院校电子信息类专业“互联网+”创新规划教材
定价：￥59.00
作者： 曹洪龙，邵雷，俞一彪
出版时间：2025-10
最新印次日期：2026-1
出版社：北京大学出版社
江苏省高等学校重点教材
- 北京大学出版社
- 9787301368664
- 3版
- 575250
- 16开
- 2025-10
- 工学
- 电子信息类
- 电子信息类、电气类、自动化类、生物医学工程
- 本科
作者简介
内容简介
本书主要介绍DSP基本概念与应用系统的基础开发技术，包括DSP结构与工作原理、应用程序与硬件电路的设计方法。全书共分9章，内容包括DSP概述、TMS320C54x的结构与工作原理、CCS集成开发环境、DSP程序的调试与分析、基于DSP/BIOS的程序设计、汇编语言程序设计、音频信号处理应用程序设计、DSP硬件系统设计、DSP嵌入式系统设计实例。本书内容全面，介绍由浅入深、先易后难，第3～8章附有实验指导，便于教师教学和学生巩固课堂知识。 本书面向DSP技术与应用系统设计的初学者，是一本入门性教材，适合各类高等院校电子信息类、电气类、自动化类和生物医学工程等本科专业学生学习，也可以供相关专业的研究生和相关领域的工程师和技术人员参考。
目录
第1章DSP概述........................................... 1
1.1 DSP基本概念........................................... 3
1.1.1模拟技术与数字技术................... 3
1.1.2数字信号处理系统的构成............ 4
1.1.3数字信号处理的实现方法............ 4
1.2 DSP芯片简介........................................... 5
1.2.1 DSP芯片的发展历史................... 5
1.2.2 DSP芯片的特点........................... 6
1.2.3 DSP芯片的分类........................... 7
1.2.4 DSP芯片的性能指标................... 7
1.3 TI公司DSP芯片简介............................. 8
1.3.1 C2000系列简介............................ 8
1.3.2 C5000系列简介............................ 9
1.3.3 C6000系列简介...........................10
1.3.4 OMAP系列简介..........................12
1.3.5 DaVinci系列简介........................14
1.3.6 KeyStone系列简介......................15
1.4基于DSP的嵌入式系统.........................16
1.4.1设计流程......................................16
1.4.2开发工具与实验平台..................17
1.4.3典型的DSP嵌入式系统.............18
1.4.4 DSP嵌入式系统的特点..............20
本章小结.........................................21
习题.........................................23
第2章TMS320C54x的结构与
工作原理...........................................24
2.1中央处理器..............................................26
2.1.1算术逻辑单元..............................27
2.1.2累加器A和B ..............................28
2.1.3桶形移位寄存器..........................30
2.1.4乘法/累加器.................................32
2.1.5比较、选择和存储单元..............33
2.1.6指数编码器..................................34
2.1.7 CPU状态和控制寄存器.............. 35
2.2总线结构.................................................. 39
2.3存储器...................................................... 40
2.3.1普通存储器的概念...................... 40
2.3.2存储器空间分配.......................... 41
2.3.3程序空间...................................... 43
2.3.4数据空间...................................... 45
2.3.5 I/O空间........................................ 47
2.4片内外设与外部引脚.............................. 48
2.4.1软件可编程等待状态发生器....... 48
2.4.2可编程分区转换逻辑电路.......... 49
2.4.3主机接口...................................... 50
2.4.4串行口.......................................... 52
2.4.5定时器.......................................... 56
2.4.6时钟发生器.................................. 57
2.4.7 DMA控制器................................ 59
2.4.8外部引脚...................................... 60
2.5中断系统.................................................. 63
2.5.1中断分类...................................... 64
2.5.2中断寄存器.................................. 65
2.5.3中断处理步骤.............................. 66
本章小结...................... 67
习题........................................... 69
第3章CCS集成开发环境....................... 70
3.1 DSP程序开发流程................................. 71
3.1.1 DSP程序开发基本流程.............. 71
3.1.2 C语言程序开发流程................... 72
3.1.3 C54x C语言简介......................... 72
3.2 DSP实验开发平台................................. 74
3.3 CCS集成开发环境简介......................... 76
3.3.1 CCS的安装................................. 76
3.3.2 CCS的配置................................. 78
3.3.3 CCS的启动及用户界面.............. 79
3.3.4 CCS菜单......................................81
3.3.5 CCS工具栏..................................85
3.4使用CCS设计DSP程序的流程...........88
3.4.1 CCS中的工程..............................88
3.4.2源程序文件建立..........................90
3.4.3库文件..........................................91
3.4.4链接命令文件..............................92
3.4.5编译与链接..................................96
3.4.6加载并运行out文件...................99
3.5信号频谱分析的DSP实现.....................99
3.5.1离散信号的离散傅里叶变换的定义............. 100
3.5.2 DFT程序设计示例.................... 100
3.5.3基于DSPLIB的DFT程序优化...................... 102
3.5.4基于CSL的DSP程序设计...... 104
3.6 CCS5.x中DSP应用程序设计............. 106
3.6.1 DSP目标平台设置.................... 106
3.6.2利用CCS5.x实现信号频谱分析.................... 106
本章小结......................................... 108
习题................................ 109
实验一DFT频谱分析................................ 110
第4章DSP程序的调试与分析............ 112
4.1 DSP程序的基本调试方法.................... 115
4.1.1诊断信息形式............................ 115
4.1.2编译警告和错误及其解决方法.................. 115
4.1.3链接警告和错误及其解决方法.............. 117
4.2 CCS的常用调试工具和命令................ 118
4.2.1常用调试工具............................ 118
4.2.2常用调试命令............................ 119
4.3 DSP程序的输入/输出分析................... 119
4.3.1 C语言的输入/输出函数............ 120
4.3.2 Watch窗口................................. 120
4.3.3图形分析窗口............................ 121
4.3.4 File I/O应用............................... 126
4.3.5数据的加载与保存.................... 129
4.4剖析方法................................................ 130
4.4.1时钟剖析.................................... 130
4.4.2剖析会话.................................... 132
4.4.3剖析应用示例............................ 135
4.5通用扩展语言........................................ 135
4.5.1 GEL的语法............................... 136
4.5.2加载/卸载GEL文件................. 141
4.5.3 GEL文件应用示例................... 141
4.6 CCS5.x中DSP程序的调试与分析方法........................... 142
本章小结........................................................ 144
习题..................................... 147
实验二DFT频谱分析——调试与剖析....................... 148
第5章基于DSP/BIOS的程序设计...................... 150
5.1 DSP/BIOS简介..................................... 151
5.1.1 DSP/BIOS的优点...................... 151
5.1.2 DSP/BIOS的组成...................... 152
5.2 DSP/BIOS配置工具的应用................. 155
5.2.1创建、保存、打开DSP/BIOS
配置文件.................................... 156
5.2.2编辑DSP/BIOS配置文件......... 157
5.3 DSP/BIOS程序执行顺序和组成.......... 169
5.3.1 DSP/BIOS程序执行顺序.......... 170
5.3.2 DSP/BIOS程序组成和开发过程.............. 172
5.4基于DSP/BIOS的DFT频谱分析程序设计....................... 173
5.5 DSP/BIOS分析工具应用..................... 179
5.6 CCS5.x中DSP/BIOS简介................... 185
本章小结................................. 186
习题.......................................... 188
实验三基于DSP/BIOS的DFT频谱分析...................... 188
第6章汇编语言程序设计....................... 190
6.1汇编语言概述........................................ 191
6.1.1汇编语言常量............................ 192
6.1.2汇编语言中的符号.................... 192
6.1.3汇编语言中的表达式................ 196
6.1.4汇编语言程序格式.................... 196
6.1.5汇编语言指令寻址方式............ 197
6.2汇编指令系统........................................ 202
6.2.1算术运算指令............................ 202
6.2.2逻辑运算指令............................ 211
6.2.3程序控制指令............................ 214
6.2.4存储和装入指令........................ 219
6.3汇编伪指令和宏指令............................ 224
6.3.1汇编伪指令................................ 224
6.3.2汇编宏指令................................ 227
6.4汇编工具................................................ 228
6.4.1汇编器........................................ 229
6.4.2链接器........................................ 230
6.4.3 COFF文件................................. 231
6.4.4汇编器对COFF的处理............ 231
6.4.5链接器对COFF的处理............ 233
6.5汇编语言程序设计................................ 236
6.5.1汇编和C语言混合编程............ 236
6.5.2汇编编程举例............................ 238
本章小结............................... 242
习题................................... 244
实验四FIR数字滤波器.............................. 245
第7章音频信号处理应用程序设计........................ 251
7.1音频信号的采集与输入/输出............... 252
7.1.1音频芯片PCM3002 ................... 253
7.1.2 PCM3002的应用程序接口....... 255
7.2程序外部控制与信息提示.................... 261
7.2.1 DIP开关控制............................. 261
7.2.2 LED指示灯控制........................ 262
7.3 Flash存储器的读/写............................. 263
7.3.1 Flash存储器结构与基本特性............... 263
7.3.2 Flash存储器的应用程序接口................ 265
7.4音频信号处理程序................................ 268
7.4.1总体设计.................................... 268
7.4.2音频信号的采集与存储............ 269
7.4.3音频信号的回放输出................ 270
7.4.4音频信号的加密........................ 271
7.4.5音频信号的解密........................ 273
7.4.6总控——功能选择控制与
信息提示.................................... 274
本章小结......................................... 275
习题............................................ 277
实验五语音保密通信................................. 278
第8章DSP硬件系统设计..................... 280
8.1电源、复位与时钟电路设计................ 282
8.1.1电源电路.................................... 282
8.1.2省电模式设计............................ 284
8.1.3复位电路.................................... 284
8.1.4时钟电路.................................... 286
8.2 I/O电平转换设计................................. 287
8.2.1各种电平标准............................ 287
8.2.2 3.3V与5V电平转换................ 287
8.2.3转换电路实现方法.................... 288
8.3 JTAG仿真接口电路............................. 289
8.4外部存储器和I/O扩展设计................. 290
8.4.1外部程序存储器扩展................ 290
8.4.2外部数据存储器扩展................ 291
8.4.3 I/O扩展...................................... 292
8.5 ADC和DAC接口电路........................ 295
8.5.1 ADC接口设计........................... 296
8.5.2 DAC接口设计........................... 299
8.6 DSP系统自举....................................... 301
8.6.1 DSP系统自举模式.................... 301
8.6.2 DSP选择自举模式的检测次序............ 302
8.6.3 Bootloader程序的
自举列表.................................... 306
8.6.4 FlashBurn的应用....................... 310
本章小结........................................................ 314
习题....................................... 319
实验六可自举的音频信号处理系统......... 319
第9章DSP嵌入式系统设计实例........ 322
9.1脉象测试分析系统的设计目标分析........................... 323
9.1.1设计目标.................................... 323
9.1.2目标分析.................................... 323
9.2脉象测试分析系统的方案确定............ 325
9.2.1方案的分析................................ 325
9.2.2方案的形成................................ 327
9.3脉象测试分析系统的硬件实现............ 328
9.3.1原理图设计................................ 328
9.3.2 PCB设计.................................... 329
9.3.3 PCB焊接和调试........................ 329
9.4脉象测试分析系统的软件设计............ 329
9.5高清视频采集系统的设计目标分析.................. 331
9.5.1设计目标.................................... 331
9.5.2目标分析.................................... 331
9.6高清视频采集系统的方案确定............ 333
9.6.1方案的分析................................ 333
9.6.2操作系统的确定........................ 333
9.6.3方案的确定................................ 334
9.7高清视频采集系统开发平台搭建........ 334
9.7.1嵌入式Linux操作系统开发环境搭建............. 334
9.7.2嵌入式系统内核裁剪与移植.............................. 336
9.7.3系统引导程序编译与移植........ 338
9.7.4根文件系统制作........................ 339
9.8高清视频采集系统的软件设计............ 341
9.8.1视频采集驱动程序设计............ 341
9.8.2视频采集与显示程序设计........ 344
9.9基于Qt的界面开发.............................. 349
9.9.1 Qt/E介绍................................... 349
9.9.2 Qt/E界面设计与实现................ 350
本章小结........................................................ 352
1.1 DSP基本概念........................................... 3
1.1.1模拟技术与数字技术................... 3
1.1.2数字信号处理系统的构成............ 4
1.1.3数字信号处理的实现方法............ 4
1.2 DSP芯片简介........................................... 5
1.2.1 DSP芯片的发展历史................... 5
1.2.2 DSP芯片的特点........................... 6
1.2.3 DSP芯片的分类........................... 7
1.2.4 DSP芯片的性能指标................... 7
1.3 TI公司DSP芯片简介............................. 8
1.3.1 C2000系列简介............................ 8
1.3.2 C5000系列简介............................ 9
1.3.3 C6000系列简介...........................10
1.3.4 OMAP系列简介..........................12
1.3.5 DaVinci系列简介........................14
1.3.6 KeyStone系列简介......................15
1.4基于DSP的嵌入式系统.........................16
1.4.1设计流程......................................16
1.4.2开发工具与实验平台..................17
1.4.3典型的DSP嵌入式系统.............18
1.4.4 DSP嵌入式系统的特点..............20
本章小结.........................................21
习题.........................................23
第2章TMS320C54x的结构与
工作原理...........................................24
2.1中央处理器..............................................26
2.1.1算术逻辑单元..............................27
2.1.2累加器A和B ..............................28
2.1.3桶形移位寄存器..........................30
2.1.4乘法/累加器.................................32
2.1.5比较、选择和存储单元..............33
2.1.6指数编码器..................................34
2.1.7 CPU状态和控制寄存器.............. 35
2.2总线结构.................................................. 39
2.3存储器...................................................... 40
2.3.1普通存储器的概念...................... 40
2.3.2存储器空间分配.......................... 41
2.3.3程序空间...................................... 43
2.3.4数据空间...................................... 45
2.3.5 I/O空间........................................ 47
2.4片内外设与外部引脚.............................. 48
2.4.1软件可编程等待状态发生器....... 48
2.4.2可编程分区转换逻辑电路.......... 49
2.4.3主机接口...................................... 50
2.4.4串行口.......................................... 52
2.4.5定时器.......................................... 56
2.4.6时钟发生器.................................. 57
2.4.7 DMA控制器................................ 59
2.4.8外部引脚...................................... 60
2.5中断系统.................................................. 63
2.5.1中断分类...................................... 64
2.5.2中断寄存器.................................. 65
2.5.3中断处理步骤.............................. 66
本章小结...................... 67
习题........................................... 69
第3章CCS集成开发环境....................... 70
3.1 DSP程序开发流程................................. 71
3.1.1 DSP程序开发基本流程.............. 71
3.1.2 C语言程序开发流程................... 72
3.1.3 C54x C语言简介......................... 72
3.2 DSP实验开发平台................................. 74
3.3 CCS集成开发环境简介......................... 76
3.3.1 CCS的安装................................. 76
3.3.2 CCS的配置................................. 78
3.3.3 CCS的启动及用户界面.............. 79
3.3.4 CCS菜单......................................81
3.3.5 CCS工具栏..................................85
3.4使用CCS设计DSP程序的流程...........88
3.4.1 CCS中的工程..............................88
3.4.2源程序文件建立..........................90
3.4.3库文件..........................................91
3.4.4链接命令文件..............................92
3.4.5编译与链接..................................96
3.4.6加载并运行out文件...................99
3.5信号频谱分析的DSP实现.....................99
3.5.1离散信号的离散傅里叶变换的定义............. 100
3.5.2 DFT程序设计示例.................... 100
3.5.3基于DSPLIB的DFT程序优化...................... 102
3.5.4基于CSL的DSP程序设计...... 104
3.6 CCS5.x中DSP应用程序设计............. 106
3.6.1 DSP目标平台设置.................... 106
3.6.2利用CCS5.x实现信号频谱分析.................... 106
本章小结......................................... 108
习题................................ 109
实验一DFT频谱分析................................ 110
第4章DSP程序的调试与分析............ 112
4.1 DSP程序的基本调试方法.................... 115
4.1.1诊断信息形式............................ 115
4.1.2编译警告和错误及其解决方法.................. 115
4.1.3链接警告和错误及其解决方法.............. 117
4.2 CCS的常用调试工具和命令................ 118
4.2.1常用调试工具............................ 118
4.2.2常用调试命令............................ 119
4.3 DSP程序的输入/输出分析................... 119
4.3.1 C语言的输入/输出函数............ 120
4.3.2 Watch窗口................................. 120
4.3.3图形分析窗口............................ 121
4.3.4 File I/O应用............................... 126
4.3.5数据的加载与保存.................... 129
4.4剖析方法................................................ 130
4.4.1时钟剖析.................................... 130
4.4.2剖析会话.................................... 132
4.4.3剖析应用示例............................ 135
4.5通用扩展语言........................................ 135
4.5.1 GEL的语法............................... 136
4.5.2加载/卸载GEL文件................. 141
4.5.3 GEL文件应用示例................... 141
4.6 CCS5.x中DSP程序的调试与分析方法........................... 142
本章小结........................................................ 144
习题..................................... 147
实验二DFT频谱分析——调试与剖析....................... 148
第5章基于DSP/BIOS的程序设计...................... 150
5.1 DSP/BIOS简介..................................... 151
5.1.1 DSP/BIOS的优点...................... 151
5.1.2 DSP/BIOS的组成...................... 152
5.2 DSP/BIOS配置工具的应用................. 155
5.2.1创建、保存、打开DSP/BIOS
配置文件.................................... 156
5.2.2编辑DSP/BIOS配置文件......... 157
5.3 DSP/BIOS程序执行顺序和组成.......... 169
5.3.1 DSP/BIOS程序执行顺序.......... 170
5.3.2 DSP/BIOS程序组成和开发过程.............. 172
5.4基于DSP/BIOS的DFT频谱分析程序设计....................... 173
5.5 DSP/BIOS分析工具应用..................... 179
5.6 CCS5.x中DSP/BIOS简介................... 185
本章小结................................. 186
习题.......................................... 188
实验三基于DSP/BIOS的DFT频谱分析...................... 188
第6章汇编语言程序设计....................... 190
6.1汇编语言概述........................................ 191
6.1.1汇编语言常量............................ 192
6.1.2汇编语言中的符号.................... 192
6.1.3汇编语言中的表达式................ 196
6.1.4汇编语言程序格式.................... 196
6.1.5汇编语言指令寻址方式............ 197
6.2汇编指令系统........................................ 202
6.2.1算术运算指令............................ 202
6.2.2逻辑运算指令............................ 211
6.2.3程序控制指令............................ 214
6.2.4存储和装入指令........................ 219
6.3汇编伪指令和宏指令............................ 224
6.3.1汇编伪指令................................ 224
6.3.2汇编宏指令................................ 227
6.4汇编工具................................................ 228
6.4.1汇编器........................................ 229
6.4.2链接器........................................ 230
6.4.3 COFF文件................................. 231
6.4.4汇编器对COFF的处理............ 231
6.4.5链接器对COFF的处理............ 233
6.5汇编语言程序设计................................ 236
6.5.1汇编和C语言混合编程............ 236
6.5.2汇编编程举例............................ 238
本章小结............................... 242
习题................................... 244
实验四FIR数字滤波器.............................. 245
第7章音频信号处理应用程序设计........................ 251
7.1音频信号的采集与输入/输出............... 252
7.1.1音频芯片PCM3002 ................... 253
7.1.2 PCM3002的应用程序接口....... 255
7.2程序外部控制与信息提示.................... 261
7.2.1 DIP开关控制............................. 261
7.2.2 LED指示灯控制........................ 262
7.3 Flash存储器的读/写............................. 263
7.3.1 Flash存储器结构与基本特性............... 263
7.3.2 Flash存储器的应用程序接口................ 265
7.4音频信号处理程序................................ 268
7.4.1总体设计.................................... 268
7.4.2音频信号的采集与存储............ 269
7.4.3音频信号的回放输出................ 270
7.4.4音频信号的加密........................ 271
7.4.5音频信号的解密........................ 273
7.4.6总控——功能选择控制与
信息提示.................................... 274
本章小结......................................... 275
习题............................................ 277
实验五语音保密通信................................. 278
第8章DSP硬件系统设计..................... 280
8.1电源、复位与时钟电路设计................ 282
8.1.1电源电路.................................... 282
8.1.2省电模式设计............................ 284
8.1.3复位电路.................................... 284
8.1.4时钟电路.................................... 286
8.2 I/O电平转换设计................................. 287
8.2.1各种电平标准............................ 287
8.2.2 3.3V与5V电平转换................ 287
8.2.3转换电路实现方法.................... 288
8.3 JTAG仿真接口电路............................. 289
8.4外部存储器和I/O扩展设计................. 290
8.4.1外部程序存储器扩展................ 290
8.4.2外部数据存储器扩展................ 291
8.4.3 I/O扩展...................................... 292
8.5 ADC和DAC接口电路........................ 295
8.5.1 ADC接口设计........................... 296
8.5.2 DAC接口设计........................... 299
8.6 DSP系统自举....................................... 301
8.6.1 DSP系统自举模式.................... 301
8.6.2 DSP选择自举模式的检测次序............ 302
8.6.3 Bootloader程序的
自举列表.................................... 306
8.6.4 FlashBurn的应用....................... 310
本章小结........................................................ 314
习题....................................... 319
实验六可自举的音频信号处理系统......... 319
第9章DSP嵌入式系统设计实例........ 322
9.1脉象测试分析系统的设计目标分析........................... 323
9.1.1设计目标.................................... 323
9.1.2目标分析.................................... 323
9.2脉象测试分析系统的方案确定............ 325
9.2.1方案的分析................................ 325
9.2.2方案的形成................................ 327
9.3脉象测试分析系统的硬件实现............ 328
9.3.1原理图设计................................ 328
9.3.2 PCB设计.................................... 329
9.3.3 PCB焊接和调试........................ 329
9.4脉象测试分析系统的软件设计............ 329
9.5高清视频采集系统的设计目标分析.................. 331
9.5.1设计目标.................................... 331
9.5.2目标分析.................................... 331
9.6高清视频采集系统的方案确定............ 333
9.6.1方案的分析................................ 333
9.6.2操作系统的确定........................ 333
9.6.3方案的确定................................ 334
9.7高清视频采集系统开发平台搭建........ 334
9.7.1嵌入式Linux操作系统开发环境搭建............. 334
9.7.2嵌入式系统内核裁剪与移植.............................. 336
9.7.3系统引导程序编译与移植........ 338
9.7.4根文件系统制作........................ 339
9.8高清视频采集系统的软件设计............ 341
9.8.1视频采集驱动程序设计............ 341
9.8.2视频采集与显示程序设计........ 344
9.9基于Qt的界面开发.............................. 349
9.9.1 Qt/E介绍................................... 349
9.9.2 Qt/E界面设计与实现................ 350
本章小结........................................................ 352
