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《數(shù)字信號處理》Ovs紅軟基地
Digital Signal ProcessingOvs紅軟基地
目錄Ovs紅軟基地
緒論Ovs紅軟基地
離散時間信號與系統(tǒng)Ovs紅軟基地
離散時間與系統(tǒng)的變換域分析Ovs紅軟基地
離散傅立葉變換及其快速算法Ovs紅軟基地
數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)Ovs紅軟基地
IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計Ovs紅軟基地
FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計Ovs紅軟基地
數(shù)字信號處理中的有限字長效應(yīng)Ovs紅軟基地
MATLAB及其在信號處理中的應(yīng)用Ovs紅軟基地
緒論Ovs紅軟基地
重點：Ovs紅軟基地
 數(shù)字信號處理過程Ovs紅軟基地
數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法Ovs紅軟基地
難點：Ovs紅軟基地
數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法Ovs紅軟基地
內(nèi)  容Ovs紅軟基地
一.引言Ovs紅軟基地
二.信號的分類Ovs紅軟基地
三.數(shù)字信號處理研究的內(nèi)容Ovs紅軟基地
四.數(shù)字信號處理學(xué)科研究的范圍及發(fā)展?fàn)顩rOvs紅軟基地
五.數(shù)字信號處理系統(tǒng)的典型框圖Ovs紅軟基地
六. 數(shù)字信號處理的優(yōu)點Ovs紅軟基地
七.本課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法Ovs紅軟基地
八.參考書籍Ovs紅軟基地
九.數(shù)字信號處理的應(yīng)用Ovs紅軟基地
一、引言Ovs紅軟基地
數(shù)字信號處理（Digital Signal Processing，簡稱DSP）Ovs紅軟基地
1、基本概念Ovs紅軟基地
數(shù)字信號處理Ovs紅軟基地
用數(shù)字的方式對數(shù)字形式的信號進(jìn)行處理 Ovs紅軟基地
數(shù)字信號Ovs紅軟基地
數(shù)字方式 Ovs紅軟基地
DSP Ovs紅軟基地
狹義：DSP處理器Ovs紅軟基地
廣義：數(shù)字信號處理技術(shù)Ovs紅軟基地
2、本課程性質(zhì)Ovs紅軟基地
電子信息類專業(yè)大學(xué)本科的必修課程Ovs紅軟基地
電子信息專業(yè)核心課程Ovs紅軟基地
DSP(理論、實現(xiàn)與應(yīng)用)Ovs紅軟基地
單片機|嵌入系統(tǒng)Ovs紅軟基地
FPAG|CPLD： ASIC (Application Specific Integrated Circuit ）Ovs紅軟基地
數(shù)字信號處理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特點： （1）在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法； （2）程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)； （3）片內(nèi)具有快速RAM，通�？赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問； （4）具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持； （5）快速的中斷處理和硬件I/O支持； （6）具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器； （7）可以并行執(zhí)行多個操作； （8）支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。 當(dāng)然，與通用微處理器相比，DSP芯片的其他通用功能相對較弱些。Ovs紅軟基地
單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。 特點：具有位處理、控制功能強Ovs紅軟基地
與單片機相比，DSP器件具有較高的集成度。DSP具有更快的CPU，更大容量的存儲器，內(nèi)置有波特率發(fā)生器和FIFO緩沖器。提供高速、同步串口和標(biāo)準(zhǔn)異步串口。有的片內(nèi)集成了A/D和采樣/保持電路，可提供PWM輸出。DSP器件采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有獨立的程序和數(shù)據(jù)空間，允許同時存取程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)置高速的硬件乘法器，增強的多級流水線，使DSP器件具有高速的數(shù)據(jù)運算能力。DSP器件比16位單片機單指令執(zhí)行時間快8～10倍，完成一次乘加運算快16～30倍。DSP器件還提供了高度專業(yè)化的指令集，提高了FFT快速傅里葉變換和濾波器的運算速度。Ovs紅軟基地
目前國內(nèi)推廣應(yīng)用最為廣泛的DSP器件是美國德州儀器(TI)公司生產(chǎn)的TMS320系列 Ovs紅軟基地
單片機：Ovs紅軟基地
MCS51、ARV(atmel公司)、Motorola （Freescale飛思卡爾） 、 PIC單片機、Philips 、MSP430 、凌陽單片機、 PSD單片機（WSI公司）、 WinbondOvs紅軟基地
嵌入系統(tǒng)：Ovs紅軟基地
ARM 、 Ovs紅軟基地
Freescale（飛思卡爾）：ColdFire 、MPC、PowerPCOvs紅軟基地
PC104 Ovs紅軟基地
WinCE 、VxWorks 、pSOS、QNX、Nucleus 、嵌入式Linux(μClinux 、RTLiinux)、μC/OS-II 、eCosOvs紅軟基地
CPLD/FPGAOvs紅軟基地
ALTERA、Xilinx、 Lattice、 Actel、Cypress 、Quicklogic 、ATMEL 、WSI Ovs紅軟基地
二、信號的分類Ovs紅軟基地
1、物理分類：Ovs紅軟基地
2、數(shù)學(xué)分類：Ovs紅軟基地
確定信號與隨機信號Ovs紅軟基地
線性與非線性信號Ovs紅軟基地
三、《數(shù)字信號處理》研究的內(nèi)容與實現(xiàn)方法 Ovs紅軟基地
1．研究內(nèi)容Ovs紅軟基地
用數(shù)學(xué)的方法和數(shù)字系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理，包括 兩個方面：Ovs紅軟基地
①信號處理的數(shù)學(xué)模型一各種算法，誤差分析 ；Ovs紅軟基地
②算法的實現(xiàn)。Ovs紅軟基地
2、數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法Ovs紅軟基地
(1)采用大、中小型計算機和微機（如PC機），用軟件實現(xiàn)；Ovs紅軟基地
(2)在通用計算機系統(tǒng)中加上專用的加速處理機實現(xiàn)；Ovs紅軟基地
(3)用單片機 Ovs紅軟基地
(4)利用通用DSP芯片，如：TI(美國德州)  TMS32C00。 Ovs紅軟基地
(5)用專用的DSP芯片實現(xiàn)。Ovs紅軟基地
(6) 用可編程器件CPLD/FPGAOvs紅軟基地
四.數(shù)字信號處理學(xué)科研究的范圍及發(fā)展?fàn)顩rOvs紅軟基地
研究范圍Ovs紅軟基地
①離散時間線性時不變系統(tǒng)理論〔包括時域頻域及各種變換〕Ovs紅軟基地
②頻譜分析(包括有限字長效應(yīng))：FFT譜分析方法及統(tǒng)計分析方法Ovs紅軟基地
③數(shù)字濾波器設(shè)計及濾波過程的實現(xiàn)(包括有限字長效應(yīng))Ovs紅軟基地
④時頻-信號分析Ovs紅軟基地
⑤多維信號處理[壓縮與編碼及其在多媒體中的應(yīng)用]Ovs紅軟基地
⑥非線性信號處理Ovs紅軟基地
⑦隨機信號處理Ovs紅軟基地
⑧模式識別人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Ovs紅軟基地
⑨信號處理單片機(DSP)及各種專用芯片(ASIC)，信號處理系統(tǒng)實現(xiàn)Ovs紅軟基地
發(fā)展歷史：Ovs紅軟基地
1．理論基礎(chǔ)（經(jīng)典數(shù)值計算or計算數(shù)學(xué)）：Ovs紅軟基地
2．DSP獨立學(xué)科的形成Ovs紅軟基地
3．FFT對DSP迅速發(fā)展起了極大的推動作用：Ovs紅軟基地
4．?dāng)?shù)字濾波器（Digital Filter）設(shè)計方法的研究是DSP迅速發(fā)展的另一個標(biāo)志；Ovs紅軟基地
有限沖擊響應(yīng)（FIR－Finite Impulse Response）；Ovs紅軟基地
無限沖擊響應(yīng)（IIR－Infinite Impulse Response）；Ovs紅軟基地
5．計算機技術(shù)和專用DSP芯片的快速發(fā)展反過來促進(jìn)了DSP理論研究的迅速發(fā)展。Ovs紅軟基地
通用微處理器結(jié)構(gòu)：馮.諾依曼結(jié)構(gòu)；Ovs紅軟基地
DSP芯片：哈佛結(jié)構(gòu)（指令并發(fā)和流水線技術(shù)）；Ovs紅軟基地
代表產(chǎn)品：TI公司的TMS320CXXX系列產(chǎn)品。Ovs紅軟基地
五.數(shù)字信號處理系統(tǒng)的典型框圖 Ovs紅軟基地
數(shù)字信號處理過程Ovs紅軟基地
六、數(shù)字信號處理的優(yōu)點Ovs紅軟基地
1．精度高；Ovs紅軟基地
2．可控性好，靈活性好；Ovs紅軟基地
3．穩(wěn)定性好，可靠性高；Ovs紅軟基地
4．容易大規(guī)模集成；Ovs紅軟基地
5．容易時分復(fù)用；Ovs紅軟基地
6．可重復(fù)性好，容易獲得高性能指標(biāo)；Ovs紅軟基地
7．可進(jìn)行二維和多維處理。Ovs紅軟基地
七、本課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法 Ovs紅軟基地
基本內(nèi)容：Ovs紅軟基地
1、 離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析方法； Ovs紅軟基地
2、 變換域分析方法，包括Z變換，頻域分析；Ovs紅軟基地
3、 離散傅立葉變換與快速算法及其應(yīng)用；Ovs紅軟基地
4、 數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方法及其結(jié)構(gòu)；Ovs紅軟基地
5、 IIR與FIR濾波器的設(shè)計方法；Ovs紅軟基地
6、 數(shù)字信號處理中的有限字長效應(yīng)；Ovs紅軟基地
學(xué)習(xí)方法Ovs紅軟基地
在以弄清基本概念、理論的基礎(chǔ)上，配合適當(dāng)練習(xí)，并結(jié)合上機實驗理解理論知識。Ovs紅軟基地
實驗：Ovs紅軟基地
DSP軟件平臺：MATLAB 6.1、MATLAB 6.5、 MATLAB 7.0、 MATLAB 7.1Ovs紅軟基地
本課程的前修課程Ovs紅軟基地
1．高等數(shù)學(xué)；Ovs紅軟基地
2．復(fù)變函數(shù)；Ovs紅軟基地
3．信號與系統(tǒng)；Ovs紅軟基地
4．微機原理（計算機基礎(chǔ)、程序設(shè)計等）。Ovs紅軟基地
后續(xù)課程Ovs紅軟基地
數(shù)字圖像處理Ovs紅軟基地
模式識別Ovs紅軟基地
八、參考書籍Ovs紅軟基地
1.《數(shù)字信號處理》程佩青，清華大學(xué)出版社Ovs紅軟基地
2.《數(shù)字信號處理》（第二版），丁玉美，高西全 編著，西安電子科技大學(xué)出版社； Ovs紅軟基地
3.《數(shù)字信號處理---理論、算法與實現(xiàn)》，胡廣書，清華大學(xué)出版社。Ovs紅軟基地
4.《數(shù)字信號處理》，王世一，北京理工大學(xué)出版社； Ovs紅軟基地
5.《基于Matlab的系統(tǒng)分析與設(shè)計--信號處理》，樓順天，李博菡 編著，西安電子科大出版社。Ovs紅軟基地
6.《Digital Signal Processing》 A.V.Oppenheim & R.W.Schaffer；Prentice-Hall，INC. 1975。中譯本：《數(shù)字信號處理》，A.V.奧本海姆，R.W.謝弗著；董士嘉，楊耀增 譯，科學(xué)出版社，1980。Ovs紅軟基地
九、數(shù)字信號處理的應(yīng)用 Ovs紅軟基地
通信Ovs紅軟基地
計算機網(wǎng)絡(luò)Ovs紅軟基地
雷達(dá)Ovs紅軟基地
自動控制Ovs紅軟基地
地球物理Ovs紅軟基地
聲學(xué)Ovs紅軟基地
天文Ovs紅軟基地
生物醫(yī)學(xué)Ovs紅軟基地
消費電子產(chǎn)品 Ovs紅軟基地
1、通信手機Ovs紅軟基地
2、數(shù)字無線電 Ovs紅軟基地
3、雷達(dá)Ovs紅軟基地
4、生物指紋系統(tǒng) Ovs紅軟基地
5、DSP在圖像擴頻通信系統(tǒng)中的應(yīng)用框圖Ovs紅軟基地
6、數(shù)字語音 Ovs紅軟基地
7、汽車多媒體Ovs紅軟基地
8、數(shù)字馬達(dá)Ovs紅軟基地
9、MP3Ovs紅軟基地
10、ADSL Ovs紅軟基地
ADSL的DMT調(diào)制解調(diào)框圖：Ovs紅軟基地
11、網(wǎng)絡(luò)安全攝象機 Ovs紅軟基地
12、網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)Ovs紅軟基地
13、醫(yī)院監(jiān)視系統(tǒng) Ovs紅軟基地
14、數(shù)字掃描儀 Ovs紅軟基地
15、機頂盒Ovs紅軟基地

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