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出版者:Morgan & Claypool Publishers

作者:Steven F. Barrett

出品人:

页数:194

译者:

出版时间:2007-12-15

价格:USD 40.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781598295412

丛书系列:

图书标签:

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好的，以下是一份关于一本假设的、名为《数字信号处理基础与实践》的图书简介，其内容与您提到的《Atmel AVR Microcontroller Primer》完全不相关，并尽可能详细地阐述了该假设书籍的内容范围和深度： --- 图书简介：数字信号处理基础与实践 导论：理解与驾驭信息流的艺术 在当今数据驱动的世界中，无论是通信、医疗影像、环境监测还是消费电子，信息的数字化和处理已成为核心技术。本书《数字信号处理基础与实践》（Digital Signal Processing: Fundamentals and Practice）旨在为工程师、研究人员和高级学生提供一个全面、深入且兼具实践指导意义的框架，用以掌握数字信号处理（DSP）的理论基石，并将其转化为高效的实际解决方案。 本书严格遵循从理论到应用的递进路线，聚焦于信号如何被量化、离散化，以及如何利用现代计算工具对其进行高效的操作、分析和重建。我们不探讨特定的微控制器硬件架构，而是将重点放在信号处理算法本身的数学原理、性能权衡与实现策略上。 第一部分：离散时间信号与系统——理论的奠基石 本书的开篇部分（第1章至第3章）致力于构建理解离散时间信号处理的数学基础。 第1章：连续时间信号回顾与采样理论 本章首先简要回顾了傅里叶级数与傅里叶变换在连续时间系统中的作用，为过渡到离散世界做准备。核心内容是采样理论，详细阐述了香农-奈奎斯特采样定理的数学推导及其对实际系统设计的影响。我们将深入探讨欠采样、过采样、混叠（Aliasing）现象的成因、识别方法以及抗混叠滤波器的设计原则。此外，本章还会介绍Z变换的引入背景，作为描述离散时间系统的关键工具。 第2章：Z变换与离散时间系统分析 Z变换是分析离散时间线性时不变（LTI）系统的核心工具。本章详细讲解了单边和双边Z变换的定义、基本性质（如时移、卷积的Z域表示）及其收敛域（ROC）的概念。我们着重分析了因果性和稳定性如何通过ROC来判定。随后，本章将系统地介绍离散时间系统的表示方法：差分方程。通过Z变换，我们可以轻松地推导出系统的频率响应 $H(z)|_{z=e^{jomega}}$，从而理解系统对不同频率分量的影响。 第3章：有限脉冲响应（FIR）与无限脉冲响应（IIR）滤波器基础 本章开始将理论应用于滤波器的设计。我们清晰地区分了FIR和IIR滤波器的结构、优缺点及适用场景。FIR滤波器基于卷积的直接实现，具有固有的线性相位特性，其设计主要依赖于窗函数法（如汉宁窗、海明窗等）和频率采样法。IIR滤波器则通过极点和零点配置实现，计算效率更高，但相位特性复杂。本章会介绍将模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）转换为数字域的基本方法。 第二部分：离散傅里叶变换（DFT）与快速算法——计算的核心 数字信号处理的强大能力很大程度上依赖于高效的频谱分析工具。第二部分（第4章至第6章）聚焦于离散傅里叶变换及其快速算法。 第4章：离散傅里叶变换（DFT）的原理与性质 本章详述了DFT的定义、其与Z变换之间的联系，以及DFT的周期性、对称性等关键数学性质。我们重点分析了DFT在频谱分析中的应用，包括如何从有限样本数据中准确估计出信号的频率成分，并讨论了谱泄漏（Spectral Leakage）现象及其对测量结果的影响。 第5章：快速傅里叶变换（FFT） DFT的直接计算复杂度为 $O(N^2)$，在处理大数据流时效率低下。本章深入剖析了快速傅里叶变换（FFT）算法，特别是最为常见的蝶形运算（Butterfly Diagram）和按时间抽取（Decimation-in-Time, DIT）的实现细节。我们将详细展示如何通过分治策略将计算复杂度降至 $O(N log N)$，并讨论不同FFT算法（如Split-Radix）的结构差异和应用场景。 第6章：DFT/FFT的应用：谱分析与信号重构 本章将FFT算法应用于实际测量场景。内容包括功率谱密度（PSD）的估计方法，如周期图法、韦尔奇法（Welch’s Method）等，重点在于如何通过适当的加窗和平均来优化噪声鲁棒性。此外，本章也涵盖了基于FFT的卷积（快速卷积）方法，以及如何使用IFFT（逆FFT）进行信号重构和滤波操作。 第三部分：高级滤波器设计与实现——工程实现细节 第三部分（第7章至第9章）转向更复杂的滤波器设计技术，并关注实际系统中的量化效应和效率优化。 第7章：高级FIR滤波器设计技术 除了基础的窗函数法，本章深入探讨了频率采样法和最小二乘法在设计复杂FIR滤波器中的应用。重点介绍Parks-McClellan算法（等波纹滤波器设计），详细阐述了该算法如何利用频率响应的约束条件，设计出最优的、具有最小最大纹波的线性相位滤波器。 第8章：IIR滤波器设计的高级转化方法 针对IIR滤波器，本章详细解析了将连续时间滤波器转换为离散时间系统的两种主要映射技术：脉冲不变法和双线性变换法（Bilinear Transformation）。我们着重分析了双线性变换如何有效避免频谱混叠，并讨论了其引入的频率压缩（Warping）现象及其修正方法。本章还会介绍如何通过控制Poles的位置来调整IIR滤波器的通带和阻带特性。 第9章：有限精度对DSP系统的影响 在实际的嵌入式或FPGA实现中，信号和系数的有限精度表示是不可避免的误差源。本章专门探讨量化误差对数字滤波器性能的影响。内容包括：对输入信号和中间运算结果进行截断和舍入产生的噪声分析；乘法器和加法器的位宽选择对信噪比的影响；以及如何通过定点运算的优化策略来最小化这些误差，确保系统在资源受限环境下依然保持预期的性能指标。 第四部分：自适应处理与多速率系统——前沿应用 最后一部分（第10章和第11章）将读者的视野拓展到更具动态性和适应性的DSP领域。 第10章：自适应滤波器的原理与应用 本章介绍了自适应数字滤波器的概念，即滤波器的系数能够根据输入信号的统计特性自动调整。核心内容集中在最小均方误差（LMS）算法的推导和实现。我们将讨论LMS算法的收敛性、步长参数的选择，并将其应用于实际问题，如回声消除、噪声消除和信道均衡。 第11章：多速率信号处理 多速率系统处理不同采样率的信号，是现代通信和数据压缩技术的基础。本章详细介绍了抽取（Decimation）和插值（Interpolation）操作，重点解释了如何使用半带滤波器和多相分解结构，在改变信号采样率的同时避免引入混叠失真或过度采样。本章为理解子带编码和波形编码技术奠定了坚实的理论基础。 结语 本书的每一章节都配备了大量的数学推导、清晰的图示和具体的数值例子。我们鼓励读者利用MATLAB或Python等科学计算工具，通过编写脚本来验证理论推导，并亲自实现和测试所学的各种滤波器和变换算法。 《数字信号处理基础与实践》不仅是DSP理论的权威参考，更是指导工程师将抽象数学转化为高性能数字系统的实用指南。掌握本书内容，即是掌握了信息时代最核心的数据处理能力。

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总而言之，这本书是一本非常优秀的嵌入式系统入门读物。它以其清晰的讲解、丰富的实例、以及实用的技巧，为读者打开了通往微控制器世界的大门。我从这本书中受益匪浅，不仅掌握了Atmel AVR微控制器的基本原理和编程方法，更重要的是，它激发了我对嵌入式开发的浓厚兴趣，让我对未来的学习和实践充满了期待。这本书的作者是一位真正懂技术、懂教学的人，他的辛勤付出为我们这些热爱技术的人提供了宝贵的学习资源。我强烈推荐这本书给所有对嵌入式开发感兴趣的朋友，相信你们一定也会像我一样，在这本书中找到乐趣和收获。它不仅仅是一本书，更是开启我嵌入式学习之路的钥匙。

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读完这本书，我最大的感受就是它将一个看似复杂的技术领域，以一种非常易于理解的方式呈现出来。作者的讲解深入浅出，逻辑清晰，仿佛一位经验丰富的老师在循循善诱。这本书并没有仅仅停留在理论层面，而是巧妙地将理论与实践相结合，通过大量的代码示例和清晰的电路图，让读者能够直观地感受到微控制器的魅力。我特别喜欢书中对每一个概念的细致剖析，无论是寄存器的作用，还是中断的机制，作者都用生动的语言和恰当的比喻进行了阐释，使得这些抽象的概念变得触手可及。对于像我这样的初学者来说，遇到不懂的地方，很容易感到沮丧，但这本书的优点在于，它总是能在我产生困惑之前，提供清晰的解答。而且，书中提供的项目示例都非常贴合实际应用，能够激发读者的创造力，让我开始思考如何将这些知识运用到自己的项目中。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位耐心细致的引路人，带领我一步步踏入嵌入式开发的奇妙世界。

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我非常喜欢这本书的附录部分。它提供了很多有用的参考资料，包括AVR指令集汇总、常用寄存器列表、以及各种开发工具的安装指南。这些附录内容对于实际开发非常有帮助，可以在我遇到问题时，快速查阅相关信息，节省了大量的搜索时间。我尤其欣赏书中对ATmega系列微控制器内部架构的详细解析，包括CPU核心、存储器、以及各种外设模块的连接方式。这让我对AVR微控制器的整体构成有了清晰的认识。此外，书中还提供了一些常见问题的解答和故障排除指南，这对于初学者来说是极大的福音。这些附加信息极大地提升了这本书的实用性和价值，让它成为我案头必备的参考书籍。

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这本书的排版和内容组织是我非常欣赏的地方。每一章都围绕一个核心主题展开，结构紧凑，但又不失内容的深度。章节之间的过渡自然流畅，使得整体阅读体验非常连贯。我尤其注意到书中大量的插图和图表，它们不仅仅是为了美观，更是为了辅助理解。作者非常善于利用视觉化的方式来解释复杂的概念，例如，关于时序图的绘制，非常直观地展现了微控制器在不同状态下的行为。此外，书中对代码的注释也十分详尽，即使是对编程不太熟悉的读者，也能通过这些注释理解每一行代码的作用。我曾尝试阅读过其他关于微控制器的书籍，但往往因为晦涩的语言和缺乏实例而难以坚持。然而，这本书却以其独特的魅力，让我爱不释手。它让我看到了嵌入式开发并非遥不可及，而是可以通过系统性的学习和实践来掌握的一项技能。这本书为我未来的学习和项目开发打下了坚实的基础，我对此深感庆幸。

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这本书的选题非常恰当，对于想要入门嵌入式开发领域的读者来说，Atmel AVR微控制器是一个非常好的起点。作者选择了这个系列作为讲解对象，无疑是对读者的友好度考虑。书中对AVR系列微控制器的架构、指令集、以及外设接口的介绍都非常到位。我特别喜欢书中关于中断系统和定时器应用的章节，这两个部分是嵌入式开发的核心内容，而作者的讲解清晰明了，让我对这两个概念有了深刻的理解。通过书中提供的示例，我学会了如何利用定时器来精确控制时间，如何响应外部事件，这些都是构建复杂嵌入式系统的关键。而且，书中对开发工具的使用也进行了详细的介绍，包括IDE的安装和配置，以及调试器的使用方法。这为我后续的实际操作提供了极大的便利。总而言之，这本书为我进入嵌入式世界提供了一个全面而系统的入口，我非常感谢作者的辛勤付出。

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这本书的深度和广度都令人称道。它既涵盖了Atmel AVR微控制器的基础知识，也深入探讨了一些高级的应用技术。例如，在讲解通信协议时，作者不仅介绍了UART和SPI，还对I2C协议进行了详细的阐述，并提供了实际应用示例。这让我对微控制器在不同通信场景下的应用有了更全面的认识。同时，书中也涉及了一些关于低功耗设计和功耗优化的技巧，这对于开发电池供电设备来说至关重要。我尤其喜欢书中关于内存管理和程序优化的讨论，这些都是提升嵌入式系统性能的关键因素。作者的讲解深入细致，逻辑严谨，使得我能够从更深层次去理解微控制器的运行机制。这本书为我提供了扎实的理论基础和丰富的实践经验，为我未来在嵌入式领域的深入发展奠定了坚实的基础。

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这本书的封面设计很有吸引力，简洁而专业，散发着一种令人信赖的技术感。拿到书的那一刻，我就被它厚实的纸张和精美的印刷所吸引，这预示着这是一本值得深入阅读的著作。书名“Atmel AVR Microcontroller Primer”直击要点，对于我这样一个对嵌入式开发充满好奇但又初出茅庐的读者来说，无疑是一盏指路明灯。我一直对微控制器在现代科技中的应用感到着迷，尤其是它们如何驱动着我们周围的各种智能设备，从智能家居到工业自动化，微控制器无处不在。我渴望了解微控制器的工作原理，以及如何通过编程来控制它们，实现各种功能。这本书的出现，正好满足了我对这方面知识的渴求。我尤其期待这本书能够详细讲解Atmel AVR系列微控制器的基础知识，包括它们的架构、指令集、以及常用的开发工具和编程语言。同时，我也希望书中能够包含一些实际的案例分析和项目示例，通过动手实践来加深对理论知识的理解。这本书的出版，无疑为我打开了一扇通往嵌入式世界的大门，我迫不及待地想要一探究竟，解锁微控制器的无限可能。

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我非常喜欢这本书的实战导向性。它并没有沉溺于枯燥的理论，而是将大部分篇幅用于展示如何将这些理论应用到实际项目中。书中提供的每一个项目都设计得非常巧妙，从简单的LED闪烁，到复杂的串口通信，再到使用ADC采集模拟信号，每一个项目都循序渐进，让读者在完成一个项目后，能够掌握新的知识和技能。我尤其喜欢书中关于传感器接口的章节，它让我学会了如何与各种传感器进行交互，采集真实世界的数据。这让我深刻体会到微控制器在连接数字世界和物理世界中的重要作用。而且，书中提供的项目代码都经过了精心的优化，易于理解和修改，这极大地降低了我的学习门槛。通过这些项目的实践，我不仅巩固了理论知识，更培养了解决实际问题的能力。这本书让我明白，学习嵌入式开发，实践是检验真理的唯一标准。

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这本书的语言风格非常吸引人，作者用一种平易近人的方式来讲解技术知识，没有使用过多的专业术语，即使是初次接触嵌入式开发的人，也能轻松理解。我特别欣赏作者在讲解一些复杂的概念时，会引用生活中的例子来帮助读者理解，例如，他用“交通信号灯”来比喻中断的优先级，用“时钟”来比喻定时器的作用。这种形象的比喻，让那些原本可能令人望而生畏的技术术语，变得生动有趣。而且，书中穿插了一些作者的个人体会和学习心得，这让整本书读起来更像是一位朋友在与你交流，而不是一本冷冰冰的技术教材。这种亲切的沟通方式，大大减轻了我的学习压力，让我更愿意投入到学习中去。这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一本能够激发读者学习兴趣的书籍。

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这本书的作者在讲解过程中，展现出了极高的专业素养和丰富的实践经验。他不仅仅是知识的传授者，更是一位热情的分享者。在阅读过程中，我能感受到作者对Atmel AVR微控制器的热爱，以及他希望将这份热情传递给读者的愿望。书中提到的许多技巧和最佳实践，都是作者在实际开发中总结出来的宝贵经验，这对于初学者来说是极其珍贵的。我尤其欣赏作者在解释一些“坑”的时候，能够提前预警，并给出规避的方法，这大大减少了我们在实际操作中可能遇到的挫折。例如，在讲解GPIO配置时，作者详细说明了不同端口模式的优缺点，以及在实际应用中需要注意的事项。这种“预报式”的讲解方式，极大地提升了学习效率。这本书的价值不仅仅在于它教授了多少知识，更在于它如何引导我们去思考、去实践、去创造。它教会了我如何用工程师的思维去解决问题，这对我来说是比任何具体的代码示例都更加重要的收获。

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