什么是数字信号处理？有哪些应用？
利用数字计算机或专用数字硬件、对数字信号所进行的一切变换或按预定规则所进行的一切加工处理运算。
例如：滤波、检测、参数提取、频谱分析等。
对于DSP:狭义理解可为Digital Signal Processor 数字信号处理器。广义理解可为Digital Signal Processing 译为数字信号处理技术。在此我们讨论的DSP的概念是指广义的理解。
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。
信号处理的实质是对信号进行变换。
信号处理的目的是获取信号中包含的有用信息，并用更直观的方式进行表达。
DSP的应用几乎遍及电子学每一个领域。
▲通用数字信号处理器：自适应滤波，卷积，相关，数字滤波，FFT, 希尔伯特变换，波形生成，窗函数等等。
▲语音信号处理：语音增强、识别、合成、编码、信箱等，文字/语音转换
▲图形/图像处理：三维动画，图象鉴别/增强/压缩/传输，机器人视觉等等图
▲特殊应用数字信号处理：振动和噪声分析与处理，声纳和雷达信号处理，
通信信号处理, 地震信号分析与处理，汽车安全及全球定位，生物医学工程等等。
在医疗、军事、汽车等行业，以及通信市场、消费类电子产品等中具有广阔的市场前景。
数字信号处理系统的基本组成：前置预滤波器（PrF）、a/d变换器(ADC)、数字信号处理器(DSP)、d/a变换器(DAC)、模拟滤波器(PoF)
数字信号处理特点:
1.大量的实时计算（FIR IIR FFT），
2.数据具有高度重复（乘积和操作在滤波、卷积和FFT中等常见）
数字信号处理技术的意义、内容
数字信号处理技术是指数字信号处理理论的应用实现技术，它以数字信号处理理论、硬件技术、软件技术为基础和组成，研究数字信号处理算法及其实现方法。
意义：
在21世纪，数字信号处理是影响科学和工程最强大的技术之一
它是科研人员和工程师必须掌握的一门技巧
DSP芯片及其特点
▲采用哈佛结构体系：独立的程序和数据总线，一个机器周期可同时进行程序读出和数据存取。对应的：冯·诺依曼结构。
▲采用流水线技术：
▲硬件乘法器：具有硬件连线的高速“与或”运算器
▲多处理单元：DSP内部包含多个处理单元。
▲特殊的DSP指令：指令具有多功能，一条指令完成多个动作；如：倒位序指令等
▲丰富的外设▲功耗低：一般DSP芯片功耗为0.5～4W。采用低功耗技术的DSP芯片只有0.1W/3.3V、1.6V （电池供电）
DSP芯片的类别和使用选择
▲按特性分：以工作时钟和指令类型为指标分类▲按用途分：通用型、专用型DSP芯片
▲按数据格式分：定点、浮点各厂家还根据DSP芯片的CPU结构和性能将产品分成若干系列。
TI公司的TMS320系列DSP芯片是目前最有影响、最为成功的数字信号处理器，其产品销量一直处于领先地位，公认为世界DSP霸主。
?目前市场上的DSP芯片有：
?美国德州仪器公司(TI):TMS320CX系列占有90%
?还有AT&T公司dsp16,dsp32系列
?Motorola公司的dsp56x,dsp96x系列
?AD公司的ADSP21X,ADSP210X系列
定点芯片：▲TMS320C2000系列√TMS320C20X: C203, F206
√TMS320C24X: LF2407 √TMS320C28X: F2810, F2812
▲TMS320C5000系列: C5402, C5410, C5509▲TMS320C6000:C6204, C6416，C6455
浮点芯片：
▲TMS320C3X: C30, C31, C32, VC33▲TMS320C4X: C40, C44
▲TMS320C67XX: C6701, C6711, C6712
多处理芯片：
▲TMSC8X: C80, C82
使用选择：
▲性能: 描述DSP性能的最重要的技术指标是运算速度
▲片内硬件资源：包括片内RAM、ROM的数量、I/O接口、总线、驱动能力、外部可扩展的程序和数据空间等等
▲价格：量大价格便宜，厂家主推的产品，价格便宜。
DSP的应用领域
? 1.网络
? 2.无线通信
? 3.家电
? 4.另外还有虚拟现实，噪声对消技术，电机控制，图像处理等等
?可以说DSP是现代信息产业的重要基石，它在网络时代的地位与CPU在PC时代的地位是一样的。
三大类TI的DSP芯片各自的适用领域
TMS320F2812主要特点
▲高性能静态CMOS技术：150MHz时钟、低功耗设计、编程电压3.3V。
▲JTAG边界扫描（Boundary Scan）支持
▲高性能的32位中央处理器：哈佛总线结构、双16位乘加单元、迅速的中断响应和处理
▲片内存储器：128KFlash、2个4K的随机存储器、1个8K的SARAM，2个1K的SARAM
▲根只读存储器（Boot ROM）4K×16位
▲外部存储器接口：可编程等待状态：
▲时钟与系统控制：片上振荡器、看门狗定时器模块
▲三个外部中断
▲外部中断扩展（PIE）模块：可支持45个外部中断
▲128位的密钥
▲3个32位的CPU定时器
▲马达控制外围设备：两个事件管理器
▲串口外围设备：SPI /SCI/ UART/eCAN/McBSP
▲12位的ADC，16通道：80ns/12.5MSPS
▲有56个独立的可编程、多用途通用输入/输出（GPIO）引脚
▲高级的仿真特性：分析和设置断点的功能，实时硬件调试功能
▲开发工具: ANSI C/C++编译器/汇编程序/连接器、支持TMS320C24x/240x的指令、代码编辑集成环境、DSP/BIOS、硬件评估板
2812外设资源有哪些，“外设”？？？
主要包括配置寄存器、输入寄存器、输出寄存器和状态寄存器。每个外设只要通过简单的访问存储器中的寄存器就可以使用该设备。
外设：事件管理器通用I/O 模数转换模块SPI和SCI通信接口CAN总线通信模块看门狗PLL时钟模块多通道缓冲串口外部中断接口存储器及其接口
1、F2812 的片内资源
2812有3 个32位的CPU定时器，支持动态的改变锁相环的频率，有片内振荡器和看门狗定时器模块。2812具有3个外部中断，但是2812具有外部中断的扩展模块（PIE），它可支持96个外部中断，不过当前仅仅使用了45个外部中断，其他为保留。具有128位的密钥，用于保护FLASH、OTP 和L0、L1 中的内容不被盗读。
2．、F2812 的片内外设：
1. 2个事件管理器EV A、EVB
2. 2个串行通信接口SCI，标准的UART(SCIA SCIB)。
3. 1个串
行外围接口SPI。 4. 改进的CAN通信ECAN。 5. 多通道缓冲串行接口McBSP。 6. 12位的ADC，一共有16 个通道，实现AD转换的功能7. 最多有56个可独立编程的，多功能复用的GPIO引脚。8. XINTF外部扩展接口--异步，非复用的总线结构--用于扩展并口外设
2812 组成和功能框图/示意图
▲特点—— 32位定点改进哈佛结构循环的寻址方式。
▲组成——内核存储器片内外设
2812内部总线结构
▲存储器接口有3组地址总线：
1．PAB(Program Address Bus)程序地址总线：PAB用来传送来自程序空间的读写地址。PAB是一个22位的总线。2．DRAB(Data-Read Address Bus)数据读地址总线：32位的DRAB用来传送来自数据空间的读地址。3．DWAB(Data-Write Address Bus)数据写地址总线：32位的DW AB用来传送来自数据空间的写地址。
▲存储器接口还有3组数据总线：1．PRDB(Program-Read DataBus)程序读数据总线：PRDB在读取程序空间时用来传送指令或数据。PRDB是一个32位的总线。2．DRDB(Data-ReadDataBus)数据读数据总线：DRDB在读取数据空间时用来传送数据。DRDB是一个32位的总线。3．DWDB(Data／Program-WriteDataBus)数据／程序写数据总线：32位的DWDB在对数据空间和程序空间写数据时用来传送数据。
什么是中断；中断处理过程；
在CPU运行过程中，由于内部或外部某个随机事件的发生，使CPU暂停正在运行的程序，而转去执行处理引起中断事件的程序，完成后返回原来的程序继续执行的过程中断处理过程：
CPU暂停当前的工作
转而去处理中断事情
处理完以后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作
显然，服务一个中断包括保存当前处理现场，完成中断任务，恢复各寄存器和现场，返回继续执行被暂时中断的程序。
请示CPU中断的请求源称为中断源。这些中断源可以是片内的，如定时器等；也可以是片外的，如A/D 转换及其它片外装置。
2812中断机制；
2812的CPU为了能够及时有效的处理好各个外设的中断请求，特别设计了一个专门处理外设中断的扩展模块（the Peripheral Interrupt Expansion block），叫做外设中断控制器PIE，它能够对各种中断请求源（例如来自于外设或者其他外部引脚的请求）做出判断以及相应的决策。
2812的中断是3 级中断机制，分别是外设级，PIE级以及CPU级，对于某一个具体的外设中断请求，任意一级的不许可，CPU 最终都不会执行该外设中断。就像一个文件需要三级领导批示一样，任意一级领导的不同意，都不能被送至上一级领导，更不可能得到最终的批准，中断机制的原理也是如此。
2812中断控制；（可屏蔽中断处理过程）p134
CPU定时器0的中断实现；p135
什么是GPIO？
General Purpose Input Output 通用数字量输入输出端口
?什么是GPIO的复用？
数字IO口，外设
?GPxMUX：GPIO的复用控制
Mux控制寄存器(功能选择控制寄存器) 。用来选择这些接脚被拿来当做数字I/O(GPxMUX.bit=0)还是外设I/O(GPxMUX.bit=1)。当DSP重置时，所有I/O 预设为数字I/O。
?2812 GPIO 引脚分配-----了解物理意义
?2812各类时钟：晶振时钟、系统时钟、高速外设时钟、低速外设时钟的关系p100
?PLL/ HISPCP/LOSPCP的作用理解
锁相环（PLL）模块主要用来控制DSP内核的工作频率，外部提供一个参考时钟输入，经过锁相环倍频或分频后提供给DSP内核。C281 x数字信号处理器能够实现0.5~10倍的倍频。
什么是看门狗？理解看门狗的作用
看门狗,又叫watchdog timer,是一个定时器电路, 一般有一个输入,叫喂狗(kicking the dog or service the dog),一个输出到MCU的RST 端,MCU正常工作的时候,每隔一端时间输出一个信号到喂狗端,给WDT 清零,如果超过规定的时间不喂狗,(一般在程序跑飞时),WDT 定时超过,就回给出一个复位信号到MCU,是MCU 复位. 防止MCU 死机. 看门狗的作用就是防止程序发生死循环，或者说程序跑飞。看门狗主要用来检测软件和硬件的运行状态，当内部计数器溢出时，将产生一个复位信号。为了避免产生不必要的复位，要求用户定期对看门狗定时器进行复位。如果不明的原因使CPU中断程序，看门狗将产生一个复位信号，使CPU复位，程序从系统软件的开始执行。看门狗有效地提高了系统的可靠性。
2812的看门狗电路有一个8 位的看门狗加法计数器WDCNTR，无论什么时候，如果WDCNTR 计数到最大值时，看门狗模块就会产生一个输出脉冲，脉冲宽度为512个振荡器时钟宽度。为了防止看门狗加法计数器
WDCNTR溢出，我们通常可以采用两种方法：一种是禁止看门狗，即使得计数器WDCNTR无效；另一种就是定期的“喂狗”，通过软件向负责复位看门狗计数器的看门狗密钥寄存器（8位的WDKEY）周期性的写入0x55+0xAA，紧跟着0x55写入0xAA能够清除WDCNTR。写任何其他的值都会使看门狗立即复位。
看门狗定时器:如果CPU崩溃，则复位系统
看门狗计数器独立与CPU
如果计数器溢出则复位或中断被触发
为防止计数器溢出，CPU必须周期性的向看门狗KEY寄存器写入0X55+0XAA序列 在复位之后(30 M外部时钟)3ms之内看门狗必须被启用或者禁止
?同步、异步串行通信概念
同步就是双方有一个共同的时钟，当发送时，接收方同时准备接收。
异步双方不需要共同的时钟，也就是接收方不知道发送方什么时候发送，所以在发送的信息中就要有提示接收方
开始接收的信息，如开始位，结束时有停止位
?全双工、半双工、单工通信概念
?1．全双工通信，分别用独立的接口和传输线来发送和接收信号，使发送和接收可同时进行，这称为全双
工通信。
?2．半双工通信，该方式下，数据可以双向传输，但不能同时、只能交替进行。通过软件和接口的协调控
制，实现传输换向。
?3．单工通信，它只允许一个方向传递数据。不如前面两种方式应用普遍。
?2812的SPI特点、作用、4线制的连接
特点：SPI是一个高速同步串行通信接口，能够实现DSP与外部设备之间的高速串行通信。应用中经常使用SPI 接口和扩展外设的移位寄存器、LCD显示以及ADC等外设通信。
?4个外部引脚：SPISOMI/SPISIMO/SPISTESPICLK
?2种工作模式：主工作模式、从工作模式
?波特率：125种不同的可编程速率
?16级发送和接受FIFO
?接收和发送可以同步操作，也就是说可以实现全双工通信。当然，发送功能可以通过SPICTL寄存器的
TALK位禁止或使能。
?通过中断或查询功能实现发送接收操作
?9个SPI模块控制器
?增强特点：1. 16级发送/接收FIFO ; 2. 延时发送控制
外设SPI的作用: SPI可以实现CPU同例如FLASH、EEPROM、LCD显示驱动器、网络控制器、AD转换器和DA转换器等外围设备之间的通信，也可以实现同其他CPU之间的通信。
SPI四线制连接
SCK 串行时钟线
MISO 主机输入/从机输出线
MOSI 主机输出/从机输入线
CS 低电平有效的从机选择线
SPI4种时钟配置方法（由时钟极性和时钟相位控制）
?不带相位延迟的下降沿：SPI在SPICLK高有效，SPI在SPICLK下降沿发送数据，上升沿接受数
据
?带有相位延迟的下降沿：SPICLD高有效，SPI在SPICLK的下降沿的前半周期发送数据，下降沿
接受
?不带相位延迟的上升沿：SPICLK低有效，SPI在SPICLK的上升沿发送数据，下降沿接受数据
?带有相位延迟的上升沿：SPICLK低有效，SPI在SPICLK的下降沿的前半周期发送数据，下降沿
接受数据
?SPI的环形总线结构和工作原理
之所以SCI能工作于全双工模式，是因为它有独立的数据发送器和数据接收器，这样能够保证SCI既能够同时进行，也能够独立进行发送和接收的操作。
SCI 发送数据的过程如下：如图3 右半部分所示，在FIFO 功能使能的情况下，首先，发送数据缓冲寄存器SCITXBUF 从TX FIFO中获取由CPU 加载的需要发送的数据，然后SCITXBUF 将数据传输给发送移位寄存器TXSHF，如果SCI的发送功能使能，TXSHF则将接收到的数据逐位逐位的移到SCITXD引脚上。
SCI 接收数据的过程如下：如图 3 的左半部分所示，首先，接收移位寄存器RXSHF 逐位逐位的接收来自于SCIRXD 引脚的数据，如果SCI 的接收功能使能，RXSHF 将这些数据传输给接收缓冲寄存器SCIRXBUF，CPU 就能从SCIRXBUF读取外部发送来的数据。当然，如果FIFO功能使能的话，SCIRXBUF会将数据加载到RX FIFO 的队列中，CPU再从FIFO的队列读取数据。
?SPI的波特率设定（会读程序）
?SPI的波特率由寄存器SPIBRR来决定，计算公式如下：当SPIBRR=0，1，2时：
?当SPIBRR=3~127时：
?InitSpi(void)例程懂
?void InitSpi(void)
?{
?// Initialize SPI-A:
?EALLOW;
?GpioMuxRegs.GPFMUX.all = 0x000F;
?EDIS;
?SpiaRegs.SPICCR.all = 0x000F;///进入初始状态，数据在上升沿输出，自测禁止,字符长度16位
?SpiaRegs.SPICTL.all = 0x06; //主动模式，禁止中断
?SpiaRegs.SPIBRR = 0x000E;//波特率= LSPCLK/（SPIBRR+1）=15/（14+1）=1Mhz
?SpiaRegs.SPICCR.all = 0x8F; //退出初始状态
?}
?EALLOW;
?…………………
?// Initalize PLL
?SysCtrlRegs.PLLCR = 0x000A; //晶振为30MHz，配置CPU为150MHz，原来SPI单独程序中是SysCtrlRegs.PLLCR =0x02;
?// Wait for PLL to lock
?for(i= 0; i< 5000; i++){}
?
?// HISPCP/LOSPCP prescale register settings, normally it will be set to default values
?SysCtrlRegs.HISPCP.all = 0x0005; //SPI单独时设置为15MHz，为了定时，改为15MHz
?SysCtrlRegs.LOSPCP.all = 0x0005; //SPI单独时设置为7.5MHz，为了定时，改为15MHz
?// Peripheral clock enables set for the selected peripherals.
?SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EV AENCLK=1; //使能EV-A外设内部的高速时钟,用于QEP功能
?// SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVBENCLK=1;
?// SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIENCLKA=1;
?// SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIENCLKB=1;
?SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SPIENCLK=1;
?EDIS;
什么是2812的事件管理器
2812具有两个事件管理器模块EV A和EVB，每个EV模块都具有2个通用定时器、3个比较单元、
3 个捕获单元以及1 个正交编码电路。
?组成（三大部分：通用定时器、捕获单元、比较单元）
EV A（GP1/GP2）EVB（GP3/GP4）这些定时器可独立使用：
▲在控制系统中产生采样周期；
▲为捕获单元和正交编码脉冲电路（只针对GP2/4）提供时基；
▲为比较单元和PWM产生电路提供时基。
?通用定时器的计数器、周期寄存器、比较寄存器；
通用定时器周期寄存器TxPR 周期寄存器的值决定定时器的定时周期。当周期定时器的值与计数器的值匹配时，根据计数器的计数模式，通用定时器复位为0或递减计数。
通用定时器比较寄存器TxCMPR 比较寄存器中的值与通用定时器的计数值进行比较，当比较匹配时，产生：√由GPTCONA/B位的设置决定相关的比较输出信号发生跳变；
√相应的中断标志被置位；
√若中断没有被屏蔽，则产生一个外设中断请求。
通过设置TxCON的相关位，可以使能或禁止比较操作。无论在哪种定时器工作模式（包括QEP模式），比较和输出均可被使能或禁止。
?通用定时器的四种中断。
通用定时器的中断标志寄存器EV AIFRA、EV AIFRB、EVBIFRA和EVBIFRB中有16个中断标志。每个通用定时器可根据以下4种事件产生中断：
▲上溢：定时器计数器的值达到FFFFH，产生上溢中断。此时标志寄存器中的
TxOFINT位（x=1，2，3，4，下同）置1。
▲下溢：定时器计数器的值达到0000H，产生下溢中断。此时TxUFINT置1。
▲比较匹配：当计数器值与比较器相等时，产生比较匹配中断。此时TxCINT置1。
▲周期匹配：当计数器值与周期寄存器相等时，产生周期匹配中断。TxPINT置1。
?通用定时器的四种工作模式。
▲停止/保持模式通用定时器的操作停止，定时器的计数器、比较输出和预定标计数器均保持当前状态
▲连续增计数模式通用定时器按照预定标的输入时钟计数，当计数器的值与周期寄存器的值匹配时，在下一个输入时钟的上升沿，通用计数器复位为0，并开始另一个计数周期。计数器的初值可以为0～FFFFh中的任一个
▲定向增/减计数模式通用定时器在定标的输入时钟上升沿开始计数，计数方向由输入引脚TDIRA/B确定：引脚为高时，递增计数，与连续增计数模式相同；引脚为低时，递减计数，从初值递减直到为0，此时若TDIRA/B 仍为低，计数器将重新载入周期寄存器的值，并继续计数。
▲连续增/减计数模式。这种模式与定向增/减计数模式基本相同。区别是：
计数方向不再受引脚TDIRA/B的控制，而是在计数值达到周期寄存器的值时或FFFFh（初值大于周期寄存器的值）时，才从增计数变为减计数，而在计数值为0时，从减计数变为增计数。
?通用定时器如何产生PWM
可通过下列操作产生PWM波形：
√根据所需PWM（载波）周期设置TxPR；
√设置TxCON以确定计数器模式和时钟源，并启动PWM输出操作；
√根据计算出来的PWM脉冲宽度（占空比）载入TxCMPR寄存器中。
▲每一个事件管理器可以同时产生5路PWM信号，包括：
√3路由完全比较单元产生的带有可编程死区的PWM信号
√由定时器比较器产生的2路独立的PWM信号。
▲与比较单元相关的PWM电路，主要包括四个功能单元：
√非对称/对称波形发生器
√可编程死区单元
√输出逻辑
√空间矢量（SV）PWM状态机
?捕获单元可以产生PWM。
?什么是PWM ？
PWM （脉宽幅度调制）PWM信号是一系列可变脉宽的脉冲信号
?固定的载波频率
?固定的放大系数
?脉冲宽度正比于瞬时放大系数
?能量损失趋于0
?比较单元产生的PWM可以编程实现“死区”。什么是“死区”？
所谓死区，就是在一定范围内，有输入信号系统，但没有输出信号或者输出信号很微弱。。换句话说，就是输入量小于这个范围时，控制系统的调节作用很小或者没有调节作用。那么，这个范围就是死区。
捕获单元的作用？什么是QEP ?
用于捕获输入引脚上的跳变。
正交编码脉冲（QEP）电路：
▲正交编码脉冲（QEP）是两个频率变化且正交的脉冲（相位差90度，即1/4个周期）。
▲每个EV模块都有一个QEP电路，如果QEP电路被使能，可以对CAP1/QEP1和CAP2/QEP2或CAP4/QEP3和CAP5/QEP4引脚上的正交编码脉冲进行解码和计数。
▲应用：QEP电路可用于连接一个光电编码器以获得旋转机器的位置和速率等信息。
什么是SCI？作用？连线？（有没有时钟信号）
?SCI属于双线的异步串行通信接口，即平时所说的通用异步收发器UART（Universal Asynchronous
Receiver/Transmitter）口，并采用NRZ（No-Return-Zero）数据格式，可以通过SCI串行接口与CPU或其他的异步外设进行通信。SCI-A和SCI-B
?即串行通信接口。是一个双线的异步串口，即具有接收和发送两根信号线的异步串口，即具有接收和发
送两根信号线的异步串口，一般可以看作是UART（通用异步接收/发送装置）。
?为UART（通用异步接收/发送装置）
?DSP和MCU、PC、某些外设之间的通信
?2812 SCI模块的特点
?2个外部引脚：SCITXD/SCIRXD
?2种工作模式：全双工、半双工
?波特率：可编程达到64K不同的速率
?双缓冲接受发送模式
?16级发送接受FIFO（发送8bit、接受16bit）
?自动波特率检测硬件逻辑
?2个唤醒多处理器模式
?空闲线
?地址位
1 -- 具有4 个错误检测标志：极性（parity）、溢出（overrun）、帧（framing）、
中断（break）检测。
2 -- 多处理器模式下具有两种唤醒方式：空闲线方式和地址位方式。通常使用
的时候很少遇到多处理器模式，我们采用的是空闲线方式。
3 -- 通信工作于半双工或者全双工模式。
4 -- 具有双缓冲接收和发送功能，接收缓冲寄存器为SCIRXBUF，发送缓冲寄存
器为SCITXBUF。
5 -- 发送和接收可以通过中断方式来实现，也可以通过查询方式来实现。
6 -- 具有独立的发送中断使能位和接收中断使能位。
7 -- SCIA 模块具有13 个控制寄存器，值得注意的是，这些寄存器都是8 位的
寄存器，当某个寄存器被访问时，数据位于低8位，高8位为0，因此，把数据
写入高8 位将是无效的。
?2812的SCI数据格式编程（读懂）
使用SCICCR进行数据格式编程
SciaRegs.SCICCR.bit.SCICHAR=8; //选择数据长度，为8个数据位
SciaRegs.SCICCR.bit.PARITYENA=1; //开启极性功能，值为0的时候取消极性功能SciaRegs.SCICCR.bit.PARITY=0; //在开启极性功能的前提下，该位值为0时选择偶极性，值为1时选择奇极性SciaRegs.SCICCR.bit.STOPBITS=0; //选择停止位，该位为0时有1个停止位，该位为1时有2个停止位
当然，上述这几个语句，我们也可以合并成如下的语句： SciaRegs.SCICCR.all=0x13;
?2812 SCI发送和接收数据的机制（程序懂）
?一种是查询方式，
?就是程序不断去查询状态标志位，看看SCI是不是已经做好了数据发送或者接收的准备。
?当数据发送时，需要查询的是位于SCI控制寄存器2（SCICTL2）的第7为TXREADY，发送器缓冲寄存
器就绪标志。当这个位为1的时候，表明发送数据缓冲寄存器SCITXBUF已经准备好开始接收并发送下一个数据了。当数据写入SCITXBUF，TXREADY自动会清零，如果TXENA使能了，发送移位寄存器TXSHF就会把SCITXBUF里面的数据发送出去。
?当数据接收时，需要查询的是SCI接收状态寄存器（SCIRXST）中的RXRDY，接收器就绪标志。当从
SCIRXBUF寄存器中已经准备好一个字符的数据，等待CPU去读时，RXRDY位就会置1。当数据被CPU 从SCIRXBUF读出后，或者系统复位，都可以使RXRDY清0。
if(SciaTx_Ready() == 1)
{
SciaRegs.SCITXBUF =SCI_Senddata;
//SCI_senddata为需要发送的数据
}
if(SciaRx_Ready() == 1)
{
Sci_Receivedata =SciaRegs.SCIRXBUF.all;
//SCI_Receivedata用于存放接收的数据
}
?//发送就绪标志状态查询函数
?int SciaTx_Ready(void)
?{
?unsigned int i;
?if(SciaRegs.SCICTL2.bit.TXRDY == 1)
?{
?i = 1; //返回1说明发送器已经准备就绪，可以接收新的数据进行发送
?}
?Else
?{
?i = 0;
?}
?return(i);
?}
?//接收就绪标志状态查询函数
?int SciaRx_Ready(void)
?{
?unsigned int i;
?if(SciaRegs.SCIRXST.bit.RXRDY == 1)
?{
?i = 1; //返回1说明数据接收已经就绪，等待CPU去读取数据
?}
?else
?{
?i = 0;
?}
?return(i);
?}
?
?另一种是中断方式。
如果需要使用中断，必须使能外设自己的中断、PIE 中断和CPU 中断。SCIA 的发送和接收中断分别位于PIE 模块第9 组的第1 和第2 位，同时对应于CPU 中断的INT9。发送和接收这两个中断标志位都是可以自动清零的，所以无需手动复位。这是和其他外设中断不一样的地方，注意查询函数位于主函数的for 循环内，这样才能不断的去查询TXRDY 和RXRDY 的状态，但是很明显程序运行的效率比较低。但是查询方式较中断方式而言，比较简单。因此，可以建议使用如下的组合，数据接收采用中断方式，而数据发送采用查询方式。
数字信号处理的应用与发展趋势 作者：王欢 天津大学信息学院电信三班 摘要： 数字信号处理是应用于广泛领域的新兴学科，也是电子工业领域发展最为迅速的技术之一。本文就数字信号处理的方法、发展历史、优缺点、现代社会的应用领域以及发展前景五个方面进行了简明扼要的阐述。 关键词： 数字信号处理发展历史灵活稳定应用广泛发展前景 数字信号处理的简介 1.1、什么是数字信号处理 数字信号处理简称DSP，英文全名是Digital Signal Processing。 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备以数字的形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。 DSP系统的基本模型如下： 数字信号处理是一门涉及许多学科且广泛应用于许多领域的新兴学科。它以众多的学科为理论基础，所涉及范围及其广泛。例如，在数学领域、微积分、概率统计、随即过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具；同时与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等学科也密切相关。近年来的一些新兴学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都是与数字信号处理密不可分的。数字信号处理可以说许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一门新兴学科的理论基础。 1.2、数字信号系统的发展过程 数字信号处理技术的发展经历了三个阶段。 70 年代DSP 是基于数字滤波和快速傅里叶变换的经典数字信号处理, 其系统由分立的小规模集成电路组成, 或在通用计算机上编程来实现DSP 处理功能, 当时受到计算机速度和存储量的限制,一般只能脱机处理, 主要在医疗电子、生物电子、应用地球物理等低频信号处理方面获得应用。 80 年代DSP 有了快速发展, 理论和技术进入到以快速傅里叶变换(FFT) 为主体的现代信号处理阶段, 出现了有可编程能力的通用数字信号处理芯片, 例如美国德州仪器公司(TI公司) 的TMS32010 芯片, 在全世界推广应用, 在雷达、语音通信、地震等领域获得应用, 但芯片价格较贵, 还不能进 入消费领域应用。 90 年代DSP 技术的飞速发展十分惊人, 理论和技术发展到以非线性谱估计为代表的更先进的信号处理阶段, 能够用高速的DSP 处理技术提取更深层的信息, 硬件采用更高速的DSP 芯片, 能实时地完成巨大的计算量, 以TI 公司推出的TMS320C6X 芯片为例, 片内有两个高速乘法器、6 个加法器, 能以200MHZ 频率完成8 段32 位指令操作, 每秒可以完成16 亿次操作, 并且利用成熟的微电子工艺批量生产,使单个芯片成本得以降低。并推出了C2X 、C3X 、C5X 、C6X不同应用范围的系列, 新一代的DSP 芯片在移动通信、数字电视和消费电子领域得到广泛应用, 数字化的产品性能价 格比得到很大提高, 占有巨大的市场。 1.3、数字信号处理的特点
《数字信号处理》辅导 一、离散时间信号和系统的时域分析 （一） 离散时间信号 （1）基本概念 信号：信号传递信息的函数也是独立变量的函数，这个变量可以是时间、空间位置等。 连续信号：在某个时间区间，除有限间断点外所有瞬时均有确定值。 模拟信号：是连续信号的特例。时间和幅度均连续。 离散信号：时间上不连续，幅度连续。常见离散信号——序列。 数字信号：幅度量化，时间和幅度均不连续。 （2）基本序列（课本第7——10页） 1）单位脉冲序列 1,0()0,0n n n δ=?=?≠? 2）单位阶跃序列 1,0 ()0,0n u n n ≥?=?≤? 3）矩形序列 1,01 ()0,0,N n N R n n n N ≤≤-?=?<≥? 4）实指数序列 ()n a u n 5）正弦序列 0()sin()x n A n ωθ=+ 6）复指数序列 ()j n n x n e e ωσ= （3）周期序列 1）定义：对于序列()x n ，若存在正整数N 使()(),x n x n N n =+-∞<<∞ 则称()x n 为周期序列，记为()x n ，N 为其周期。 注意正弦周期序列周期性的判定（课本第10页） 2）周期序列的表示方法： a.主值区间表示法 b.模N 表示法 3）周期延拓 设()x n 为N 点非周期序列，以周期序列L 对作()x n 无限次移位相加，即可得到周期序列()x n ，即 ()()i x n x n iL ∞ =-∞ = -∑ 当L N ≥时，()()()N x n x n R n = 当L N <时，()()()N x n x n R n ≠ （4）序列的分解 序列共轭对称分解定理：对于任意给定的整数M ，任何序列()x n 都可以分解成关于/2c M =共轭对称的序列()e x n 和共轭反对称的序列()o x n 之和，即
数字信号处理Matlab 实现实例 第１章离散时间信号与系统 例1-1 用MATLAB计算序列{-2 0 1 –1 3}和序列{1 2 0 -1}的离散卷积。 解 MATLAB程序如下： a=[-2 0 1 -1 3]; b=[1 2 0 -1]; c=conv(a,b); M=length(c)-1; n=0:1:M; stem(n,c); xlabel('n'); ylabel('幅度'); 图1.1给出了卷积结果的图形，求得的结果存放在数组c中为：{-2 -4 1 3 1 5 1 -3}。 例1-2 用MATLAB计算差分方程 当输入序列为时的输出结果。 解 MATLAB程序如下： N=41; a=[0.8 -0.44 0.36 0.22]; b=[1 0.7 -0.45 -0.6]; x=[1 zeros(1,N-1)];
k=0:1:N-1; y=filter(a,b,x); stem(k,y) xlabel('n');ylabel('幅度') 图 1.2 给出了该差分方程的前41个样点的输出，即该系统的单位脉冲响应。 例1-3 用MATLAB 计算例1-2差分方程 所对应的系统函数的DTFT 。 解 例1-2差分方程所对应的系统函数为： 123 123 0.80.440.360.02()10.70.450.6z z z H z z z z -------++= +-- 其DTFT 为 23230.80.440.360.02()10.70.450.6j j j j j j j e e e H e e e e ωωωω ωωω--------++= +-- 用MATLAB 计算的程序如下： k=256; num=[0.8 -0.44 0.36 0.02]; den=[1 0.7 -0.45 -0.6]; w=0:pi/k:pi; h=freqz(num,den,w); subplot(2,2,1); plot(w/pi,real(h));grid title('实部') xlabel('\omega/\pi');ylabel('幅度')
第一章数字信号处理概述 简答题： 1．在A/D变换之前和D/A变换之后都要让信号通过一个低通滤波器，它们分别起什么作用？ 答：在A/D变化之前为了限制信号的最高频率，使其满足当采样频率一定时，采样频率应大于等于信号最高频率2倍的条件。此滤波器亦称为“抗混叠”滤波器。 在D/A变换之后为了滤除高频延拓谱，以便把抽样保持的阶梯形输出波平滑化，故又称之为“平滑”滤波器。 判断说明题： 2．模拟信号也可以与数字信号一样在计算机上进行数字信号处理，自己要增加一道采样的工序就可以了。 （） 答：错。需要增加采样和量化两道工序。 3．一个模拟信号处理系统总可以转换成功能相同的数字系统，然后基于数字信号处理理论，对信号进行等效的数字处理。（） 答：受采样频率、有限字长效应的约束，与模拟信号处理系统完全等效的数字系统未必一定能找到。因此数字信号处理系统的分析方法是先对抽样信号及系统进行分析，再考虑幅度量化及实现过程中有限字长所造成的影响。故离散时间信号和系统理论是数字信号处
理的理论基础。 第二章 离散时间信号与系统分析基础 一、连续时间信号取样与取样定理 计算题： 1．过滤限带的模拟数据时，常采用数字滤波器，如图所示，图中T 表示采样周期（假设T 足够小，足以防止混叠效应），把从)()(t y t x 到的整个系统等效为一个模拟滤波器。 （a ） 如果kHz T rad n h 101,8)(=π截止于，求整个系统的截止频 率。 （b ） 对于kHz T 201=，重复（a ）的计算。 采样（T） () n h () n x () t x () n y D/A 理想低通T c πω=() t y 解 （a ）因为当0)(8=≥ω πωj e H rad 时，在数 — 模变换中 )(1)(1)(T j X T j X T e Y a a j ωω=Ω= 所以)(n h 得截止频率8πω=c 对应于模拟信号的角频率c Ω为 8 π = ΩT c 因此 Hz T f c c 625161 2==Ω= π
DSP技术应用及发展前景浅析 【摘要】数字信号处理（DSP）是广泛应用于许多领域的新兴学科，因其具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，广泛应用于实时信号处理系统中。本文概述了DSP技术在各个领域的应用状况，以及在未来的发展前景。 【关键词】数字信号处理数据处理信息技术 1 引言 20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。 2 DSP目前的主要应用领域 DSP技术在数据通信、汽车电子、图像处理以及声音处理等领域应用广泛。 （1）数字化移动电话 数字移动电话可划为两大类：高速移动电话和低速移动电话。而无论是高速移动电话还是低速移动电话，都要用至少1个DSP，因此，高速发展的数字化移动电话急需极为大量的DSP器件。 （2）数据调制解调器 数字信号处理器的传统应用领域之一，就是调制解调器。调制解调器是联系通信与多媒体信息处理系统的纽带。利用PC机通过调制解调器经由电话线路，实现拨号连接Internet 是最简便的访问形式。由于Internet用户急剧增加，由PC机上利用浏览程序调用活动图像信息量增大，就需要使用数据传送速度更高的调制解调器。这就意味，在高速调制解调器里需要更高性能的DSP器件。 （3）磁盘／光盘控制器需求 多种信息存储媒体产品的迅速发展，诸如磁盘存储器、CD－ROM和DVD （DigitalVersatileDisk）－ROM的纷纷上市。今日的磁盘驱动器HDD，存储容量已相当可观，大型HDD姑且不谈，就连普通PC机的HDD的存储容量也远在1GB以上，小型HDD 向高密度、高存储容量和高速存取方向发展，其控制器必须具备高精度和高速响应特性，它所用的DSP性能也是今非昔比，高速DSP是必不可少的关键性器件。 （4）图形图像处理需求 DVD里应用的活动图像压缩／解压缩用MPEG2编码／译码器，同时也广泛地应用于视频点播VOD、高品位有线电视和卫星广播等诸多领域。这些领域应用的DSP应该具备更高的处理速度和功能。而且，活动图像压缩／解压技术也日新月异，例如，DCT变换域编码很难提高压缩比与重构图像质量，于是出现了对以视觉感知特性为指导的小波分析图像压缩方法。新的算法出现，要求相应的高性能DSP。 （5）汽车电子系统及其它应用领域 汽车电子系统日益兴旺发达，诸如装设红外线和毫米波雷达，将需用DSP进行分析。利用摄像机拍摄的图像数据需要经过DSP处理，才能在驾驶系统里显示出来，供驾驶人员参考。因此，DSP在汽车电子领域的应用也必然会越来越广泛。 （6）声音处理。 声音数字压缩技术早已开始应用，其中以脉冲编码调制(PCM)的方法最普遍。由于其
对模拟信号（一维信号，是时间的函数）进行采样后，就是 离散 信号，再进行幅度量化后就是 数字信号。2、若线性时不变系统是有因果性，则该系统的单位取样响应序列h(n)应满足的充分必要条件是 当n<0时，h(n)＝0 。3、序列)(n x 的N 点DFT 是)(n x 的Z 变换在 单位圆 的N 点等间隔采样。4、)()(5241 n R x n R x ==，只有 当循环卷积长度L ≥8 时，二者的循环卷积等于线性卷积。5、已知系统的单位抽样响应为h(n)，则系统稳定的充要条件是 ()n h n ∞ =-∞ <∞ ∑ 6、用来计算N ＝16点DFT ，直接计算需要（N 2 ）16*16＝256_次复乘法，采用基2FFT 算法， 需要__(N/2 )×log 2N ＝8×4＝32 次复乘法。7、无限长单位冲激响应（IIR ）滤波器的基本结构有直接Ⅰ型，直接Ⅱ型，_级联型_和 并联型_四种。8、IIR 系统的系统函数为)(z H ，分别用直接型，级联型，并联型结构实现，其中 并 联型的运算速度最高。9、数字信号处理的三种基本运算是：延时、乘法、加法 10、两个有限长序列 和 长度分别是 和 ，在做线性卷积后结果长度是__N 1＋N 2－1_。11、N=2M 点基2FFT ，共有 M 列蝶形， 每列有N/2 个蝶形。12、线性相位FIR 滤波器的零点分布特点是 互为倒数的共轭对 13、数字信号处理的三种基本运算是： 延时、乘法、加法 14、在利用窗函数法设计FIR 滤波器时，窗函数的窗谱性能指标中最重要的是___过渡带宽___与__阻带最小衰减__。16、_脉冲响应不变法_设计IIR 滤波器不会产生畸变。17、用窗口法设计FIR 滤波器时影响滤波器幅频特性质量的主要原因是主瓣使数字滤波器存在过渡带，旁瓣使数字滤波器存在波动，减少阻带衰减。18、单位脉冲响应分别为 和 的两线性系统相串联，其等效系统函数时域及频域表达式分别是h(n)=h 1(n)*h 2(n), =H 1(e j ω )× H 2(e j ω )。19、稳定系统的系统函数H(z)的收敛域包括 单位圆 。20、对于M 点的有限长序列x(n)，频域采样不失真的条件是 频域采样点数N 要大于时域采样点数M 。 1、下列系统（其中y(n)为输出序列，x(n)为输入序列）中哪个属于线性系统？( y(n)=x(n 2 ) ) A.窗函数的截取长度增加，则主瓣宽度减小，旁瓣宽度减小 B.窗函数的旁瓣相对幅度取决于窗函数的形状，与窗函数的截取长度无关 C.为减小旁瓣相对幅度而改变窗函数的形状，通常主瓣的宽度会增加 D.窗函数法能用于设计FIR 高通滤波4、因果FIR 滤波器的系统函数H(z)的全部极点都在(z = 0 )处。6、已知某序列z 变换的收敛域为|z|<1，则该序列为(左边序列)。7、序列)1() (---=n u a n x n ，则)(Z X 的收敛域为（a Z <。8、在对连续信号均匀 采样时，要从离散采样值不失真恢复原信号，则采样周期T s 与信号最高截止频率f h 应满足关系(T s <1/(2f h ) ) 9、 )()(101n R n x =，)()(72n R n x =，用DFT 计算二者的线性卷积，为使计算量尽可能的少，应使DFT 的长度N 满足 （16=N ）。10、线性相位FIR 滤波器有几种类型（ 4） 。11、在IIR 数字滤波器的设计中，用哪种方法只适 合于片断常数特性滤波器的设计。（双线性变换法）12、下列对IIR 滤波器特点的论述中错误的是( C )。 A ．系统的单位冲激响应h(n)是无限长的B.结构必是递归型的C.肯定是稳定的D.系统函数H(z)在有限z 平面（0<|z|<∞）上有极点 13、有限长序列h(n)(0≤n ≤N-1)关于τ= 2 1 -N 偶对称的条件是(h(n)=h(N-n-1))。14、下列关于窗函数设计法的说法中错误的是( D )。A.窗函数的截取长度增加，则主瓣宽度减小，旁瓣宽度减小 B.窗函数的旁瓣相对幅度取决于窗函数的形状，与窗函数的截取长度无关 C.为减小旁瓣相对幅度而改变窗函数的形状，通常主瓣的宽度会增加 D.窗函数法不能用于设计FIR 高通滤波器 15、对于傅立叶级数而言,其信号的特点是(时域连续非周期，频域连续非周期)。
MATLAB中FFT的使用方法 说明：以下资源来源于《数字信号处理的MATLAB实现》万永革主编 一.调用方法 X=FFT(x)； X=FFT(x，N)； x=IFFT(X); x=IFFT(X,N) 用MATLAB进行谱分析时注意： （1）函数FFT返回值的数据结构具有对称性。 例： N=8; n=0:N-1; xn=[43267890]; Xk=fft(xn) → Xk= 39.0000-10.7782+6.2929i0-5.0000i 4.7782-7.7071i 5.0000 4.7782+7.7071i0+5.0000i-10.7782-6.2929i Xk与xn的维数相同，共有8个元素。Xk的第一个数对应于直流分量，即频率值为0。 （2）做FFT分析时，幅值大小与FFT选择的点数有关，但不影响分析结果。在IFFT时已经做了处理。要得到真实的振幅值的大小，只要将得到的变换后结果乘以2除以N即可。 二.FFT应用举例 例1：x=0.5*sin(2*pi*15*t)+2*sin(2*pi*40*t)。采样频率fs=100Hz，分别绘制N=128、1024点幅频图。
clf; fs=100;N=128;%采样频率和数据点数 n=0:N-1;t=n/fs;%时间序列 x=0.5*sin(2*pi*15*t)+2*sin(2*pi*40*t);%信号 y=fft(x,N);%对信号进行快速Fourier变换 mag=abs(y);%求得Fourier变换后的振幅 f=n*fs/N;%频率序列 subplot(2,2,1),plot(f,mag);%绘出随频率变化的振幅 xlabel('频率/Hz'); ylabel('振幅');title('N=128');grid on; subplot(2,2,2),plot(f(1:N/2),mag(1:N/2));%绘出Nyquist频率之前随频率变化的振幅xlabel('频率/Hz'); ylabel('振幅');title('N=128');grid on; %对信号采样数据为1024点的处理 fs=100;N=1024;n=0:N-1;t=n/fs; x=0.5*sin(2*pi*15*t)+2*sin(2*pi*40*t);%信号 y=fft(x,N);%对信号进行快速Fourier变换 mag=abs(y);%求取Fourier变换的振幅 f=n*fs/N; subplot(2,2,3),plot(f,mag);%绘出随频率变化的振幅 xlabel('频率/Hz'); ylabel('振幅');title('N=1024');grid on; subplot(2,2,4) plot(f(1:N/2),mag(1:N/2));%绘出Nyquist频率之前随频率变化的振幅 xlabel('频率/Hz'); ylabel('振幅');title('N=1024');grid on; 运行结果：
数字信号处理习题解答 第二章 数据采集技术基础 2.1 有一个理想采样系统，其采样角频率Ωs =6π，采样后经理想低通滤波器H a (j Ω)还原，其中 ?? ???≥Ω<Ω=Ωππ 3032 1 )(，，j H a 现有两个输入，x 1(t )=cos2πt ，x 2(t )=cos5πt 。试问输出信号y 1(t )， y 2(t )有无失真？为什么？ 分析：要想时域采样后能不失真地还原出原信号，则采样角频率Ωs 必须大于等于信号谱最高角频率Ωh 的2倍，即满足Ωs ≥2Ωh 。 解：已知采样角频率Ωs =6π，则由香农采样定理，可得 因为x 1(t )=cos2πt ，而频谱中最高角频率ππ π32 621 =< =Ωh ， 所以y 1(t )无失真； 因为x 2(t )=cos5πt ，而频谱中最高角频率ππ π32 652 => =Ωh ， 所以y 2(t )失真。 2.2 设模拟信号x (t )=3cos2000πt +5sin6000πt +10cos12000πt ，求： （1） 该信号的最小采样频率； （2） 若采样频率f s =5000Hz ，其采样后的输出信号； 分析：利用信号的采样定理及采样公式来求解。 ○ 1采样定理 采样后信号不失真的条件为：信号的采样频率f s 不小于其最高频
率f m 的两倍，即 f s ≥2f m ○ 2采样公式 )()()(s nT t nT x t x n x s === 解：（1）在模拟信号中含有的频率成分是 f 1=1000Hz ，f 2=3000Hz ，f 3=6000Hz ∴信号的最高频率f m =6000Hz 由采样定理f s ≥2f m ，得信号的最小采样频率f s =2f m =12kHz （2）由于采样频率f s =5kHz ，则采样后的输出信号 ? ?? ? ????? ??-???? ????? ??=? ??? ????? ??+???? ????? ??-???? ????? ??=? ??? ????? ??++???? ????? ??-+???? ????? ??=? ??? ????? ??+???? ????? ??+???? ????? ??=? ?? ? ??====n n n n n n n n n n n f n x nT x t x n x s s nT t s 522sin 5512cos 13512cos 10522sin 5512cos 35112cos 105212sin 5512cos 3562cos 10532sin 5512cos 3)()()(πππππππππππ 说明：由上式可见，采样后的信号中只出现1kHz 和2kHz 的频率成分， 即 kHz f f f kHz f f f s s 25000200052150001000512211 ======，， 若由理想内插函数将此采样信号恢复成模拟信号，则恢复后的模拟信号
MATLAB 下的数字信号处理实现示例 附录一信号、系统和系统响应 1、理想采样信号序列 （1）首先产生信号x(n),0<=n<=50 n=0:50; A=444.128; a=50*sqrt(2.0)*pi; T=0.001; w0=50*sqrt(2.0)*pi; x=A*exp(-a*n*T).*sin(w0*n*T); close all subplot(3,1,1);stem(x); %定义序列的长度是50 %设置信号有关的参数 %采样率 %pi 是MATLAB 定义的π，信号乘可采用“.*”%清除已经绘制的x(n)图形 %绘制x(n)的图形 title(…理想采样信号序列?); （2）绘制信号x(n)的幅度谱和相位谱 k=-25:25; W=(pi/12.5)*k; X=x*(exp(-j*pi/12.5)).^(n?*k); magX=abs(X); %绘制x(n)的幅度谱subplot(3,1,2);stem(magX);title(…理想采样信号序列的幅度谱?); angX=angle(X); %绘制x(n)的相位谱subplot(3,1,3);stem(angX) ; title (…理想采样信号序列的相位谱?) （3）改变参数为：A = 1,? = 0.4, & 0 = 2.0734, T = 1 n=0:50; A=1; a=0.4; T=1; w0=2.0734; x=A*exp(-a*n*T).*sin(w0*n*T); close all subplot(3,1,1);stem(x); title(…理想采样信号序列?); k=-25:25; W=(pi/12.5)*k; X=x*(exp(-j*pi/12.5)).^(n?*k); magX=abs(X); %定义序列的长度是50 %设置信号有关的参数 %采样率 %pi 是MATLAB 定义的π，信号乘可采用“.*” %清除已经绘制的x(n)图形 %绘制x(n)的图形 %绘制x(n)的幅度谱 subplot(3,1,2);stem(magX);title(…理想采样信号序列的幅度谱?); angX=angle(X); %绘制x(n)的相位谱
数字信号处理技术及发展趋势 贵州师范大学物电学院电子信息科学与技术 罗滨志 120802010051 摘要 数字信号处理的英文缩写是DSP，而数字信号处理又是电子设计领域的术语，其实现的功能即是用离散（在时间和幅度两个方面）所采样出来的数据集合来表示和处理信号和系统，其中包括滤波、变换、压缩、扩展、增强、复原、估计、识别、分析、综合等的加工处理，从而达到可以方便获得有用的信息，方便应用的目的【1】。而DPS实现的功能即是对信号进行数字处理，数字信号又是离散的，所以DSP大多应用在离散信号处理当中。 从DSP的功能上来看，其发展趋势日益改变着我们的科技的进步，也给世界带来了巨大的变化。从移动通信到消费电子领域，从汽车电子到医疗仪器，从自动控制到军用电子系统中都可以发现它的身影【2】。拥有无限精彩的数字信号处理技术让我们这个世界充满变化，充满挑战。 In this paper Is the abbreviation of digital signal processing DSP, the digital signal processing (DSP) is the term in the field of electronic design, the function of its implementation is to use discrete (both in time and amplitude) sampling represented data collection and processing of signals and systems, including filtering, transformation, compression, extension, enhancement, restoration, estimation, identification, analysis, and comprehensive processing, thus can get useful information, convenient for the purpose of convenient application [1]. And DPS the functions is to digital signal processing, digital signal is discrete, so most of DSP applications in discrete signal processing. From the perspective of the function of DSP, and its development trend is increasingly changing our of the progress of science and technology, great changes have also brought the world. From mobile communication in the field of consumer electronics, from automotive electronics to medical equipment, from automatic control to the military electronic systems can be found in the figure of it [2]. Infinite wonderful digital signal processing technology to let our world full of changes, full of challenges
绪论：本章介绍数字信号处理课程的基本概念 0.1信号、系统与信号处理 1?信号及其分类 信号是信息的载体，以某种函数的形式传递信息。这个函数可以是时间域、频率域或其它域，但最基础的域是时域。 分类： 周期信号/非周期信号 确定信号/随机信号能量信号/功率信号 连续时间信号/离散时间信号/数字信号按自变量与函数值的取值形式不同分类： 2?系统 系统定义为处理（或变换）信号的物理设备，或者说，凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备都称为系统。 3. 信号处理 信号处理即是用系统对信号进行某种加工。包括：滤波、分析、变换、综合、压缩、估计、识别等等。所谓“数字信号处理”，就是用数值计算的方法，完成对信号的处理。 0.2数字信号处理系统的基本组成 数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行变换和处理。不仅应用于数字化信号的处理, 而且也可应用于模拟信号的处理。以下讨论模拟信号数字化处理系统框图。 精选
PrF ADC DSP DAC PoF （1）前置滤波器 将输入信号X a（t ）中高于某一频率（称折叠频率，等于抽样频率的一半）的分量加以滤除。 （2）A/D变换器 在A/D变换器中每隔T秒（抽样周期）取出一次X a（t）的幅度，抽样后的信号称为离散信号。在A/D 变换器中的保持电路中进一步变换为若干位码。 （3）数字信号处理器（DSP） （4）D/A变换器 按照预定要求，在处理器中将信号序列x（n）进行加工处理得到输出信号y（n）。由一个二进制码流产生一个阶梯波形，是形成模拟信号的第一步。 （5）模拟滤波器 把阶梯波形平滑成预期的模拟信号；以滤除掉不需要的高频分量，生成所需的模拟信号y a（t）。 0.3数字信号处理的特点 （1）灵活性。（2）高精度和高稳定性。（3）便于大规模集成。（4）对数字信号可以存储、运算、系统可以获得高性能指标。 0.4数字信号处理基本学科分支 数字信号处理（DSP）一般有两层含义，一层是广义的理解，为数字信号处理技术 ----- D igitalSignalProcessing 另一层是狭义的理解，为数字信号处理器----- DigitalSignalProcesso。 0.5课程内容 该课程在本科阶段主要介绍以傅里叶变换为基础的“经典”处理方法，包括：（1）离散傅里叶变换及其快速算法。（2）滤波理论（线性时不变离散时间系统，用于分离相加性组合的信号，要求信号 频谱占据不同的频段）。 在研究生阶段相应课程为“现代信号处理”（AdvancedSignalProcessin）信号对象主要是随机信 号，主要内容是自适应滤波（用于分离相加性组合的信号，但频谱占据同一频段）和现代谱估计。 简答题： 1 ?按自变量与函数值的取值形式是否连续信号可以分成哪四种类型？
实验一 基于Matlab 的数字信号处理基本操作 一、 实验目的：学会运用MA TLAB 表示的常用离散时间信号；学会运用MA TLAB 实现离 散时间信号的基本运算。 二、 实验仪器：电脑一台，MATLAB6.5或更高级版本软件一套。 三、 实验内容： （一） 离散时间信号在MATLAB 中的表示 离散时间信号是指在离散时刻才有定义的信号，简称离散信号，或者序列。离散序列通常用)(n x 来表示，自变量必须是整数。 离散时间信号的波形绘制在MATLAB 中一般用stem 函数。stem 函数的基本用法和plot 函数一样，它绘制的波形图的每个样本点上有一个小圆圈，默认是空心的。如果要实心，需使用参数“fill ”、“filled ”，或者参数“.”。由于MATLAB 中矩阵元素的个数有限，所以MA TLAB 只能表示一定时间范围内有限长度的序列；而对于无限序列，也只能在一定时间范围内表示出来。类似于连续时间信号，离散时间信号也有一些典型的离散时间信号。 1. 单位取样序列 单位取样序列)(n δ，也称为单位冲激序列，定义为 ) 0() 0(0 1)(≠=?? ?=n n n δ 要注意，单位冲激序列不是单位冲激函数的简单离散抽样，它在n =0处是取确定的值1。在MATLAB 中，冲激序列可以通过编写以下的impDT .m 文件来实现，即 function y=impDT(n) y=(n==0); %当参数为0时冲激为1,否则为0 调用该函数时n 必须为整数或整数向量。 【实例1-1】 利用MATLAB 的impDT 函数绘出单位冲激序列的波形图。 解：MATLAB 源程序为 >>n=-3:3; >>x=impDT(n); >>stem(n,x,'fill'),xlabel('n'),grid on >>title('单位冲激序列') >>axis([-3 3 -0.1 1.1]) 程序运行结果如图1-1所示。 图1-1 单位冲激序列
Chapter 2 Solutions 2.1 最小采样频率为两倍的信号最大频率，即44.1kHz 。 2.2 (a)、由ω = 2πf = 20 rad/sec ，信号的频率为f = 3.18 Hz 。信号的奈奎斯特采样频率为6.37 Hz 。 (b)、3 5000π=ω，所以f = 833.3 Hz ，奈奎斯特采样频率为1666.7 Hz 。 (c)、7 3000π=ω，所以f = 214.3 Hz ，奈奎斯特采样频率为428.6 Hz 。 2.3 (a) 1258000 1f 1T S S ===μs (b)、最大还原频率为采样频率的一半，即4000kHz 。 2.4 ω = 4000 rad/sec ，所以f = 4000/(2π) = 2000/π Hz ，周期T = π/2000 sec 。因此，5个周期为5π/2000 = π/400 sec 。对于这个信号，奈奎斯特采样频率为2(2000/π) = 4000/π Hz 。所以采样频率为f S = 4(4000/π) = 16000/π Hz 。因此5个周期收集的采样点为(16000/π samples/sec )(π/400 sec) = 40。 2.5 ω = 2500π rad/sec ，所以f = 2500π/(2π) = 1250 Hz ，T = 1/1250 sec 。因此，5个周期为5/1250 sec 。对于这个信号，奈奎斯特采样频率为2(1250) = 2500 Hz ，所以采样频率为f S = 7/8(2500) = 2187.5 Hz 。采样点数为(2187.5 点/sec)(5/1250 sec) = 8.75。这意味着在模拟信号的五个周期内只有8个点被采样。事实上，对于这个信号来说，在整数的模拟周期中，是不可能采到整数个点的。 2.6 2.7 信号搬移发生在kf S ± f 处，换句话说，频谱搬移发生在每个采样频率的整数倍 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 频率/kHz
数字信号处理的新技术及发展 摘要：数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。本文简述了数字信号处理技术的发展过程，分析了数字信号处理技术在多个领域应用状况，介绍了数字信号处理技术的最新发展，对数字信号处理技术的发展前景进行了展望。 关键词：信号数字信号处理信息技术DSP 0引言 自从数字信号处理（Digital Signal Processor）问世以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生，并到迅速的发展。由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口等特点，已在图形、图像处理，语音、语言处理，通用信号处理，测量分析，通信等领域发挥越来越重要的作用。随着技术成本的降低，控制界已对此产生浓厚兴趣，已在不少场合得到成功应用。 1数字信号处理技术的发展历程 DSP的发展大致分为三个阶段： 在数字信号处理技术发展的初期（二十世纪50-60年代），人们只能在微处理器上完成数字信号的处理。直到70年代，有人才提出了DSP的理论和算法基础。一般认为，世界上第一个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S281l。1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个重要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980年，日本NEC公司推出的mPD7720是第一个具有硬件乘法器的商用DSP芯片，从而被认为是第一块单片DSP器件。 随着大规模集成电路技术的发展，1982年美国德州仪器公司推出世界上第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品，标志了实时数字信号处理领域的重大突破。Ti公司之后不久相继推出了第二代和第三代DSP芯片。90年代DSP发展最快。Ti公司相继推出第四代、第五代DSP芯片等。 随着CMOS技术的进步与发展，日本的Hitachi公司在1982年推出第一个基于CMOS工艺的浮点DSP芯片，1983年日本Fujitsu公司推出的MB8764，其指
数字信号处理学习心得 体会
数字信号处理学习心得 一、课程认识和内容理解 《数字信号处理》是我们通信工程和电子类专业的一门重要的专业基础课程，主要任务是研究数字信号处理理论的基本概念和基本分析方法，通过建立数学模型和适当的数学分析处理，来展示这些理论和方法的实际应用。 数字信号处理技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科：它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。信息科学是研究信息的获取、传输、处理和利用的一门科学，信息要用一定形式的信号来表示，才能被传输、处理、存储、显示和利用，可以说，信号是信息的表现形式。这学期数字信号处理所含有的具体内容如下： 第一单元的课程我们深刻理解到时域离散信号和时域离散系统性质和特点；时域离散信号和时域离散系统时域分析方法；模拟信号的数字处理方法。 第二单元的课程我们理解了时域离散信号（序列）的傅立叶变换，时域离散信号Z变换，时域离散系统的频域分析。 第三单元的课程我们学习了离散傅立叶变换定义和性质，离散傅立叶变换应用——快速卷积，频谱分析。 第四单元的课程我们重点理解基 2 FFT算法——时域抽取法﹑频域抽取法，FFT的编程方法，分裂基FFT算法。 第五单元的课程我们学了网络结构的表示方法——信号流图，无限脉冲响
应基本网络结构，有限脉冲响应基本网络结构，时域离散系统状态变量分析法。 第六单元的课程我们理解数字滤波器的基本概念，模拟滤波器的设计,巴特沃斯滤波器的设计,切比雪夫滤波器的设计，脉冲响应不变法设计无限脉冲响应字数字滤波器，双线性变换法设计无限脉冲响应字数字滤波器，数字高通﹑带通﹑带阻滤波器的设计。 第七单元的课程我们学习了线性相位有限脉冲响应（FIR）数字滤波器，窗函数法设计有限脉冲响应（FIR）数字滤波器，频率采样法设计有限脉冲响应（FIR）数字滤波器 二、专业认识和未来规划 通信工程是一门工程学科，主要是在掌握通信基本理论的基础上，运用各种工程方法对通信中的一些实际问题进行处理。通过该专业的学习，可以掌握电话网、广播电视网、互联网等各种通信系统的原理，研究提高信息传送速度的技术，根据实际需要设计新的通信系统，开发可迅速准确地传送各种信息的通信工具等。 对于我们通信专业，我觉得是个很好的专业，现在这个专业很热门，这个专业以后就业的方向也很多，就业面很广。我们毕业以后工作，可以进入设备制造商、运营商、专有服务提供商以及银行等领域工作。当然,就业形势每年都会变化，所以关键还是要看自己。可以从事硬件方面，比如说PCB，别小看这门技术，平时我们在试验时制作的简单，这一技术难点就在于板的层数越多，要做的越稳定就越难，这可是非常有难度的，如果学好了学精了，也是非常好找工作的。也可以从事软件方面，这实际上要我们具备比较好的模电和数电的
数字信号处理基础书后题答案中文版
Chapter 2 Solutions 2.1 最小采样频率为两倍的信号最大频率，即44.1kHz 。 2.2 (a)、由ω = 2πf = 20 rad/sec ，信号的频率为f = 3.18 Hz 。信号的奈奎斯特采样频率为6.37 Hz 。 (b)、35000π =ω，所以f = 833.3 Hz ，奈奎斯特采样频率为1666.7 Hz 。 (c)、7 3000π =ω，所以f = 214.3 Hz ，奈奎斯特采样频率为428.6 Hz 。 2.3 (a) 1258000 1f 1T S S === μs (b)、最大还原频率为采样频率的一半，即4000kHz 。 2.4 ω = 4000 rad/sec ，所以f = 4000/(2π) = 2000/π Hz ，周期T = π/2000 sec 。因此，5个周期为5π/2000 = π/400 sec 。对于这个信号，奈奎斯特采样频率为2(2000/π) = 4000/π Hz 。所以采样频率为f S = 4(4000/π) = 16000/π Hz 。因此5个周期收集的采样点为(16000/π samples/sec )(π/400 sec) = 40。 2.5 ω = 2500π rad/sec ，所以f = 2500π/(2π) = 1250 Hz ，T = 1/1250 sec 。因此，5个周期为5/1250 sec 。对于这个信号，奈奎斯特采样频率为2(1250) = 2500 Hz ，所以采样频率为f S = 7/8(2500) = 2187.5 Hz 。采样点数为(2187.5 点/sec)(5/1250 sec) = 8.75。这意味着在模拟信号的五个周期内只有8个点被采样。事实上，对于这个信号来说，在整数的模拟周期中，是不可能采到整数个点的。 2.7 信号搬移发生在kf S ± f 处，换句话说，频谱搬移发生在每个采样频率的整数 倍 -200 200 400 600 800 1000 1200 0.10.20.30.40.50.60.70.80.91 幅度 频
DSP的历史、现状与发展趋势 一、内容摘要：信息化的基础是数字化。数字化的核心技术之一是数字信号处理。数字信号处理的任务在很大程度上需要由DSP器件来完成。DSP技术已成为人们日益关注的并得到迅速发展的前沿技术。DSP 可以代表数字信号处理器（Digital Signal Processor），也可以代表数字信号处理技术（Digital Signal Processing）。本文就DSP的发展历史、国内外现状和DSP未来的发展前景作了简单的介绍。 二、关键字：DSP 历史现状特点发展趋势 三、内容： （一）、DSP的发展历史： 数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。DSP有两种含义：digital Signal Processing（数字信号处理）、Digital Signal Processor （数字信号处理器）。我们常说的DSP指的是数字信号处理器。数字信号处理器是一种适合完成数字信号处理运算的处理器。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。在当今的数字化时代背景下，DSP己成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件。DSP的发展大致分为三个阶段： 在DSP出现之前数字信号处理只能依靠微处理器来完成。但由于微处理器较低的处理速度不快，根本就无法满足越来越大的信息量的高速实时要求。因此应用更快更高效的信号处理方式成了日渐迫切的社会需求，到了70年代，有人提出了DSP的理论和算法基础。但那时的DSP仅仅停留在教科书上，即使是研制出来的DSP系统也是由分立元件组成的，其应用领域仅局限于军事、航空航天部门。一般认为，世界上第一个单片DSP芯片是1978年AMI公司发布的S2811。1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980年，日本NEC公司推出的mP D7720是第一个具有硬件乘法器的商用DSP芯片，从而被认为是第一块单片DSP 器件。 随着大规模集成电路技术和半导体技术的发展，1982年世界上诞生了第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品。这种DSP器件采用微米工艺N MOS技术制作，虽功耗和尺寸稍大，但运算速度却比微处理器快了几十倍，尤其在语言合成和编码译码器中得到了广泛应用。DSP芯片的问世是个里程碑，它标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。至80年代中期，随着CMOS工艺的DSP芯片应运而生，其存储容量和运算速度都得到成倍提高，成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。 80年代后期，第三代DSP芯片问世，运算速度进一步提高，其应用范围逐步扩大到通信、计算机领域。90年代DSP发展最快，相继出现了第四代和第五代DSP器件。现在的DSP属于第五代产品，它与第四代相比，系统集成度更高，将DSP芯核及外围元件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的DSP芯片不仅在通信、计算机领域大显身手，而且逐渐渗透到人们的日常生活领域。经过20多年的发展，DSP产品的应用已扩大到人们的学习、工作和生活的各个方面，并逐步成为电子产品更新换代的决定因素。 （二）、DSP的现状： 中国DSP的发展现状: 一、市场发展现况