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《數(shù)字信號處理》LYV紅軟基地
Digital Signal ProcessingLYV紅軟基地
目錄LYV紅軟基地
緒論LYV紅軟基地
離散時(shí)間信號與系統(tǒng)LYV紅軟基地
離散時(shí)間與系統(tǒng)的變換域分析LYV紅軟基地
離散傅立葉變換及其快速算法LYV紅軟基地
數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)LYV紅軟基地
IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)LYV紅軟基地
FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)LYV紅軟基地
數(shù)字信號處理中的有限字長效應(yīng)LYV紅軟基地
MATLAB及其在信號處理中的應(yīng)用LYV紅軟基地
緒論LYV紅軟基地
重點(diǎn)：LYV紅軟基地
 數(shù)字信號處理過程LYV紅軟基地
數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)方法LYV紅軟基地
難點(diǎn)：LYV紅軟基地
數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)方法LYV紅軟基地
內(nèi)  容LYV紅軟基地
一.引言LYV紅軟基地
二.信號的分類LYV紅軟基地
三.數(shù)字信號處理研究的內(nèi)容LYV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rLYV紅軟基地
五.數(shù)字信號處理系統(tǒng)的典型框圖LYV紅軟基地
六. 數(shù)字信號處理的優(yōu)點(diǎn)LYV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LYV紅軟基地
八.參考書籍LYV紅軟基地
九.數(shù)字信號處理的應(yīng)用LYV紅軟基地
一、引言LYV紅軟基地
數(shù)字信號處理（Digital Signal Processing，簡稱DSP）LYV紅軟基地
1、基本概念LYV紅軟基地
數(shù)字信號處理LYV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 LYV紅軟基地
數(shù)字信號LYV紅軟基地
數(shù)字方式 LYV紅軟基地
DSP LYV紅軟基地
狹義：DSP處理器LYV紅軟基地
廣義：數(shù)字信號處理技術(shù)LYV紅軟基地
2、本課程性質(zhì)LYV紅軟基地
電子信息類專業(yè)大學(xué)本科的必修課程LYV紅軟基地
電子信息專業(yè)核心課程LYV紅軟基地
DSP(理論、實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用)LYV紅軟基地
單片機(jī)|嵌入系統(tǒng)LYV紅軟基地
FPAG|CPLD： ASIC (Application Specific Integrated Circuit ）LYV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(diǎn)： （1）在一個(gè)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(shí)訪問指令和數(shù)據(jù)； （3）片內(nèi)具有快速RAM，通�？赏ㄟ^獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)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(gè)硬件地址產(chǎn)生器； （7）可以并行執(zhí)行多個(gè)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。LYV紅軟基地
單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。 特點(diǎn)：具有位處理、控制功能強(qiáng)LYV紅軟基地
與單片機(jī)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(dú)立的程序和數(shù)據(jù)空間，允許同時(shí)存取程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)置高速的硬件乘法器，增強(qiáng)的多級流水線，使DSP器件具有高速的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力。DSP器件比16位單片機(jī)單指令執(zhí)行時(shí)間快8～10倍，完成一次乘加運(yùn)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(yùn)算速度。LYV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 LYV紅軟基地
單片機(jī)：LYV紅軟基地
MCS51、ARV(atmel公司)、Motorola （Freescale飛思卡爾） 、 PIC單片機(jī)、Philips 、MSP430 、凌陽單片機(jī)、 PSD單片機(jī)（WSI公司）、 WinbondLYV紅軟基地
嵌入系統(tǒng)：LYV紅軟基地
ARM 、 LYV紅軟基地
Freescale（飛思卡爾）：ColdFire 、MPC、PowerPCLYV紅軟基地
PC104 LYV紅軟基地
WinCE 、VxWorks 、pSOS、QNX、Nucleus 、嵌入式Linux(μClinux 、RTLiinux)、μC/OS-II 、eCosLYV紅軟基地
CPLD/FPGALYV紅軟基地
ALTERA、Xilinx、 Lattice、 Actel、Cypress 、Quicklogic 、ATMEL 、WSI LYV紅軟基地
二、信號的分類LYV紅軟基地
1、物理分類：LYV紅軟基地
2、數(shù)學(xué)分類：LYV紅軟基地
確定信號與隨機(jī)信號LYV紅軟基地
線性與非線性信號LYV紅軟基地
三、《數(shù)字信號處理》研究的內(nèi)容與實(shí)現(xiàn)方法 LYV紅軟基地
1．研究內(nèi)容LYV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(gè)方面：LYV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 ；LYV紅軟基地
②算法的實(shí)現(xiàn)。LYV紅軟基地
2、數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)方法LYV紅軟基地
(1)采用大、中小型計(jì)算機(jī)和微機(jī)（如PC機(jī)），用軟件實(shí)現(xiàn)；LYV紅軟基地
(2)在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中加上專用的加速處理機(jī)實(shí)現(xiàn)；LYV紅軟基地
(3)用單片機(jī) LYV紅軟基地
(4)利用通用DSP芯片，如：TI(美國德州)  TMS32C00。 LYV紅軟基地
(5)用專用的DSP芯片實(shí)現(xiàn)。LYV紅軟基地
(6) 用可編程器件CPLD/FPGALYV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rLYV紅軟基地
研究范圍LYV紅軟基地
①離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)理論〔包括時(shí)域頻域及各種變換〕LYV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(jì)分析方法LYV紅軟基地
③數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及濾波過程的實(shí)現(xiàn)(包括有限字長效應(yīng))LYV紅軟基地
④時(shí)頻-信號分析LYV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]LYV紅軟基地
⑥非線性信號處理LYV紅軟基地
⑦隨機(jī)信號處理LYV紅軟基地
⑧模式識別人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)LYV紅軟基地
⑨信號處理單片機(jī)(DSP)及各種專用芯片(ASIC)，信號處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)LYV紅軟基地
發(fā)展歷史：LYV紅軟基地
1．理論基礎(chǔ)（經(jīng)典數(shù)值計(jì)算or計(jì)算數(shù)學(xué)）：LYV紅軟基地
2．DSP獨(dú)立學(xué)科的形成LYV紅軟基地
3．FFT對DSP迅速發(fā)展起了極大的推動作用：LYV紅軟基地
4．?dāng)?shù)字濾波器（Digital Filter）設(shè)計(jì)方法的研究是DSP迅速發(fā)展的另一個(gè)標(biāo)志；LYV紅軟基地
有限沖擊響應(yīng)（FIR－Finite Impulse Response）；LYV紅軟基地
無限沖擊響應(yīng)（IIR－Infinite Impulse Response）；LYV紅軟基地
5．計(jì)算機(jī)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。LYV紅軟基地
通用微處理器結(jié)構(gòu)：馮.諾依曼結(jié)構(gòu)；LYV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)）；LYV紅軟基地
代表產(chǎn)品：TI公司的TMS320CXXX系列產(chǎn)品。LYV紅軟基地
五.數(shù)字信號處理系統(tǒng)的典型框圖 LYV紅軟基地
數(shù)字信號處理過程LYV紅軟基地
六、數(shù)字信號處理的優(yōu)點(diǎn)LYV紅軟基地
1．精度高；LYV紅軟基地
2．可控性好，靈活性好；LYV紅軟基地
3．穩(wěn)定性好，可靠性高；LYV紅軟基地
4．容易大規(guī)模集成；LYV紅軟基地
5．容易時(shí)分復(fù)用；LYV紅軟基地
6．可重復(fù)性好，容易獲得高性能指標(biāo)；LYV紅軟基地
7．可進(jìn)行二維和多維處理。LYV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 LYV紅軟基地
基本內(nèi)容：LYV紅軟基地
1、 離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的時(shí)域分析方法； LYV紅軟基地
2、 變換域分析方法，包括Z變換，頻域分析；LYV紅軟基地
3、 離散傅立葉變換與快速算法及其應(yīng)用；LYV紅軟基地
4、 數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)方法及其結(jié)構(gòu)；LYV紅軟基地
5、 IIR與FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法；LYV紅軟基地
6、 數(shù)字信號處理中的有限字長效應(yīng)；LYV紅軟基地
學(xué)習(xí)方法LYV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(jī)實(shí)驗(yàn)理解理論知識。LYV紅軟基地
實(shí)驗(yàn)：LYV紅軟基地
DSP軟件平臺：MATLAB 6.1、MATLAB 6.5、 MATLAB 7.0、 MATLAB 7.1LYV紅軟基地
本課程的前修課程LYV紅軟基地
1．高等數(shù)學(xué)；LYV紅軟基地
2．復(fù)變函數(shù)；LYV紅軟基地
3．信號與系統(tǒng)；LYV紅軟基地
4．微機(jī)原理（計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)等）。LYV紅軟基地
后續(xù)課程LYV紅軟基地
數(shù)字圖像處理LYV紅軟基地
模式識別LYV紅軟基地
八、參考書籍LYV紅軟基地
1.《數(shù)字信號處理》程佩青，清華大學(xué)出版社LYV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； LYV紅軟基地
3.《數(shù)字信號處理---理論、算法與實(shí)現(xiàn)》，胡廣書，清華大學(xué)出版社。LYV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； LYV紅軟基地
5.《基于Matlab的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)--信號處理》，樓順天，李博菡 編著，西安電子科大出版社。LYV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。LYV紅軟基地
九、數(shù)字信號處理的應(yīng)用 LYV紅軟基地
通信LYV紅軟基地
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)LYV紅軟基地
雷達(dá)LYV紅軟基地
自動控制LYV紅軟基地
地球物理LYV紅軟基地
聲學(xué)LYV紅軟基地
天文LYV紅軟基地
生物醫(yī)學(xué)LYV紅軟基地
消費(fèi)電子產(chǎn)品 LYV紅軟基地
1、通信手機(jī)LYV紅軟基地
2、數(shù)字無線電 LYV紅軟基地
3、雷達(dá)LYV紅軟基地
4、生物指紋系統(tǒng) LYV紅軟基地
5、DSP在圖像擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的應(yīng)用框圖LYV紅軟基地
6、數(shù)字語音 LYV紅軟基地
7、汽車多媒體LYV紅軟基地
8、數(shù)字馬達(dá)LYV紅軟基地
9、MP3LYV紅軟基地
10、ADSL LYV紅軟基地
ADSL的DMT調(diào)制解調(diào)框圖：LYV紅軟基地
11、網(wǎng)絡(luò)安全攝象機(jī) LYV紅軟基地
12、網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)LYV紅軟基地
13、醫(yī)院監(jiān)視系統(tǒng) LYV紅軟基地
14、數(shù)字掃描儀 LYV紅軟基地
15、機(jī)頂盒LYV紅軟基地

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