2022年基于TMS320VC5509_DSP的语音信号的FIR滤波器课程设计报告书.docx

精品学习资源DSP 原理与应用课程设计报告书课题名称基于 TMS320VC5509 DSP地语音信号地 FIR 滤波器姓名学号 院、系、部专业 指导老师欢迎下载精品学习资源毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人正式承诺：所呈交地毕业设计（论文），是我个人在指导老师地指导下进行地研 究工作及取得地成果.尽我所知，除文中特殊加以标注和致谢地地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过地讨论成果，也不包含我为获得及其它训练机构地学位或学历而使用过地材料 .对本讨论供应过帮忙和做出过奉献地个人或集体，均已在文中作了明确地说明并表示了谢意 .作 者 签 名：日期： 指导老师签名：日期：使用授权说明本人完全明白高校关于收集、储存、使用毕业设计（论文）地规定，即：依据学校要求提交毕业设计（论文）地印刷本和电子版本；学校有权储存毕业设计（论文）地印 刷本和电子版，并供应目录检索与阅览服务；学校可以采纳影印、缩印、数字化或其它复 制手段储存论文；在不以赢利为目地前提下，学校可以公布论文地部分或全部内容.作者签名：日期：欢迎下载精品学习资源学位论文原创性声明本人正式声明：所呈交地论文是本人在导师地指导下独立进行讨论所取得地讨论成果.除了文中特殊加以标注引用地内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写地成果作品 .对本文地讨论做出重要奉献地个人和集体，均已在文中以明确方式标明.本人完全意识到本声明地法律后果由本人承担.作者签名：日期：年 月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全明白学校有关保留、使用学位论文地规定，同意学校保留并向国家 有关部 门或机 构送交论 文地复 印件和 电子版， 答应论 文被查 阅和借阅 . 本 人授 权高校可以将本学位论文地全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采纳影印、缩印或扫描等复制手段储存和汇编本学位论文.涉密论文按学校规定处理.作者签名：日期：年 月日导师签名：日期：年 月日指导老师评阅书欢迎下载精品学习资源指导老师评判：一、撰写（设计）过程1、同学在论文（设计）过程中地治学态度、工作精神优良中及格不及格2、同学把握专业学问、技能地扎实程度优良中及格不及格3、同学综合运用所学学问和专业技能分析和解决问题地才能优良中及格不及格4、讨论方法地科学性；技术线路地可行性；设计方案地合理性优良中及格不及格5、完成毕业论文（设计）期间地出勤情形优良中及格不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）地整体结构是否符合撰写规范？优良中及格不及格2、是否完成指定地论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）地理论意义或对解决实际问题地指导意义优良中及格不及格2、论文地观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所表达地整体水平优良中及格不及格建议成果： 优良中及格不及格（在所选等级前地内画 “）”指导老师：（签名）单位：（盖章）年月 日欢迎下载精品学习资源评阅老师评阅书评阅老师评判：一、论文（设计）质量1、论文（设计）地整体结构是否符合撰写规范？优良中及格不及格2、是否完成指定地论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）地理论意义或对解决实际问题地指导意义优良中及格不及格2、论文地观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所表达地整体水平优良中及格不及格建议成果： 优良中及格不及格（在所选等级前地内画 “）”评阅老师：（签名）单位：（盖章）年月 日欢迎下载精品学习资源教研室（或答辩小组）及教案系看法教研室（或答辩小组）评判：一、答辩过程1、毕业论文（设计）地基本要点和见解地表达情形优良中及格不及格2、对答辩问题地反应、懂得、表达情形优良中及格不及格3、同学答辩过程中地精神状态优良中及格不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）地整体结构是否符合撰写规范？优良中及格不及格2、是否完成指定地论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）地理论意义或对解决实际问题地指导意义优良中及格不及格2、论文地观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所表达地整体水平优良中及格不及格评定成果： 优良中及格不及格（在所选等级前地 内画 “）”教研室主任（或答辩小组组长）：年月（签名）日教案系看法：系主任：（签名）年月日欢迎下载精品学习资源基于 TMS320VC5509 DSP 地语音信号地 FIR 滤波器设计一、实践地目地和要求1. 熟识 ICETEK-VC5509-A板上语音 codec 芯片 TLV320AIC23地设计和程序掌握原理.2. 熟识 FIR 滤波器工作原理及编程.3. 把握使用 TI 地算法库 dsplib 提高程序运行效率地方法.4. 学习使用 CCS 图形观看窗口观看和分析语音波形及其频谱.二、实践原理：在数字信号处理中，滤波占有极其重要地位置 .数字滤波是语音处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用中地基本处理算法 .用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳固性好、精确度高、不受环境影响等优点外，仍具有敏捷性好等特点 .VC5509 引脚图过渡带宽度 =阻带边缘频宽 -通带边缘频率采样频率：f1= 通带边缘频率 +（过渡带宽度） /2 抱负低通滤波器脉冲响应： h1n=sinn 1/n/依据要求，挑选布莱克曼窗，窗函数长度为：N=5.98fs/ 过渡带宽度欢迎下载精品学习资源挑选 N=30wn=0.42+0.5cos2 n/30+0.8cos4 n/24滤波器脉冲响应为： hn=h1nwn|n|<=12 hn=0|n|>12依据上面运算，各式算出hn, 然后将脉冲响应值移位为因果序列.完成地滤波器地差分方程为：yn=-0.001xn-2-0.002xn-3-0.002xn-4+0.01xn-5-0.009xn-6-0.018xn-7-0.049xn-8-0.02xn-9+0.11xn-10+0.28xn-11+0.64xn-12+0.28xn-13-0.11xn-14-0.02xn-15+0.049xn-16-0.018xn-17-0.009xn-18+0.01n-19-0.002xn-20-0.002xn-21+0.001xn-22开头初 始 化 ： EMIF 、CPU 频率、 AIC23调 用AIC23_Mixer子程序处理音 频数据输入/输出欢迎下载精品学习资源开头初始化语音缓冲区和工作变量等待 McBSP 通道 0 传送终止读取语音数据储存于左声道缓冲区调用 fir2 运算 FIR 滤波输出滤波结果储存于右声道缓冲区原声音送左声道，滤波结果送右声道，输出到 McBSP0欢迎下载精品学习资源三、实践步骤1. 第一自己参照指导书完语音信号地FIR 滤波试验，仔细阅读试验中地源程序，深刻懂得语音信号 FIR 滤波地原理及详细实现方法，包括含噪语音信号地读取，滤波后信号地输出，语音编解码器地设置（AIC23），重点懂得 FIR 滤波器地实现（循环查找地实现）2. 语音采集地采集与分析（ 1）录制语音，并命名为“ e，”储存在相应位置置（桌面）.（ 2）用 MATLAB对原始语音信号进行分析，画出它地时域波形和频谱.程序如下： fs=22050 ；桌面e'；t=0:1/22050:lengthx-1/22050 ；soundx,fs ；%对加载地语音信号进行回放figure1plotx% 做原始语音信号地时域图形title' 原始语音信号 '；xlabel'time n' ；ylabel'fuzhi n' ；figure2freqzx% 绘制原始语音信号地频率响应图title' 频率响应图 'n=lengthx ；% 求出语音信号地长度y1=fftx,n；%傅里叶变换y2=fftshifty1 ；%对频谱图进行平移f=0:fs/n:fs*n-1/n；%得出频点 figure3subplot2,1,1 ；plotabsy2% 做原始语音信号地FFT 频谱图title' 原始语音信号 FFT 频谱 ' subplot2,1,2 ；plotf,absy2 ；%绘制原始语音信号地频谱图title' 原始语音信号频谱'%加噪声k=1:1:n ；%定义 k 值,噪声与原始语音长度一样c1=100000*sin2*pi*5000*k；% 噪声信号地函数z=x'+c1 ；%噪音与原始信号叠加桌面 e2'； %得到含噪语音s=lengthc1 ；y3=fftz,s ；% 对叠加信号进行频谱变换y4=fftshifty3 ；%对频谱图平移欢迎下载精品学习资源f=0:fs/s:fs*s-1/s ；%得出频点figure4plotz% 做原始语音信号地时域图形title' 加噪语音信号 '；xlabel'time n' ；ylabel'fuzhi n' ；figure5plotf,absy4 ；%绘出加噪语音频谱图axis0 8000 0 100 ；title' 含噪语音信号地频谱 '；figure6subplot2,1,1 ；plotf,absy2% 做原始语音信号地FFT 频谱图title' 原始语音信号 FFT 频谱 ' subplot2,1,2 ；plotf,absy4% 做加噪语音信号地FFT 频谱图title' 加噪语音信号频谱'原始语音信号欢迎下载精品学习资源加噪语音信号原始语音信号 FFT 频谱欢迎下载精品学习资源含噪语音信号频谱原始语音信号 FFT 频谱欢迎下载精品学习资源频率响应图3. 设计肯定参数地滤波器使用 fir2 函数设计一个31 阶低通滤波器，信号地采样频率为8000Hz ，滤波器地通带截止频率为 2900Hz ，阻带截止频率为3300Hz. 在函数中，其截止频率均用归一化频率表示.归一化频率地运算方法：f= 实际频率 / 采样频率 /2，就将截止频率归一化后地截止频率值为 0.725、0.825用 fir2 函数实现地格式：f = 0 0.725 0.825 1 ；m = 1 1 0 0 ；b=fir2 （ 30， f， m）；b= -0.0005,0.0004,0.0003,-0.0018,0.0039,-0.0045,0.0009,0.0086,-0.0210,0.0279,-0.0173,-0.0191,0.0793,-0.1486,0.2043,0.7744,0.2043,-0.1486,0.0793,-0.0191,-0.0173,0.0279,-0.0210,0.0086,0.0009,-0.0045,0.0039,-0.0018,0.0003,0.0004,-0.0005欢迎下载精品学习资源Audio 滤波程序如下：#include "myapp.h"#include "ICETEK-VC5509-EDU.h"#include "scancode.h" #include <math.h> #define FIRNUMBER 31#define SIGNAL1F 2900#define SIGNAL2F 3300#define SAMPLEF 8000#define PI 3.1415926 float InputWave ；float FIR ；float fHnFIRNUMBER=-0.0005,0.0004,0.0003,-0.0018, 0.0039,-0.0045,0.0009,0.0086,-0.0210,0.0279,-0.0173,-0.0191,0.0793,-0.1486,0.2043,0.7744,0.2043,-0.1486,0.0793,-0.0191,-0.0173,0.0279,-0.0210,0.0086,0.0009,-0.0045,0.0039,-0.0018,0.0003,0.0004,-0.0005 ；float fXnFIRNUMBER= 0.0 ；float fInput,fOutput ；float fSignal1,fSignal2 ；float fStepSignal1,fStepSignal2 ；float f2PI ；int i ；float fIn256,fOut256；int nIn,nOut ；mainnIn=0 ； nOut=0 ；f2PI=2*PI ；fSignal1=0.0 ；欢迎下载精品学习资源fSignal2=PI*0.1 ；fStepSignal1=2*PI/30 ；fStepSignal2=2*PI*1.4 ；while 1 fInput=InputWave ；fInnIn=fInput；nIn+ ； nIn%=256 ；fOutput=FIR ；fOutnOut=fOutput；nOut+ ；/* break point */if nOut>=256 nOut=0 ；float InputWavefor i=FIRNUMBER-1；i>0 ；i- fXni=fXni-1；fXn0=sindoublefSignal1+cosdoublefSignal2/6.0；fSignal1+=fStepSignal1 ；if fSignal1>=f2PI fSignal1-=f2PI ；fSignal2+=fStepSignal2 ；if fSignal2>=f2PI fSignal2-=f2PI ；returnfXn0 ；float FIRfloat fSum ；欢迎下载精品学习资源fSum=0 ；for i=0 ；i<FIRNUMBER；i+ fSum+=fXni*fHni；returnfSum ；语音信号地 FIR 滤波程序#include "5509.h" #include "util.h" #include "audio.h"/ AIC23 Control Register addresses#define AIC23_LT_LINE_CTL0x00 / 0 #define AIC23_RT_LINE_CTL0x02 / 1 #define AIC23_LT_HP_CTL0x04 / 2 #define AIC23_RT_HP_CTL0x06 / 3 #define AIC23_ANALOG_AUDIO_CTL0x08 / 4 #define AIC23_DIGITAL_AUDIO_CTL0x0A / 5 #define AIC23_POWER_DOWN_CTL0x0C / 6 #define AIC23_DIGITAL_IF_FORMAT0x0E / 7 #define AIC23_SAMPLE_RATE_CTL0x10 / 8 #define AIC23_DIG_IF_ACTIVATE0x12 / 9#define AIC23_RESET_REG0x1E / F - Writing 0 to this reg triggers reset/ AIC23 Control Register settings #define lt_ch_vol_ctrl0x0017/* 0 */ #define rt_ch_vol_ctrl0x0017/* 1 */#define lt_ch_headph_ctrl0x0079/* 2 */#define rt_ch_headph_ctrl 0x0079 /* 3 */ #define alog_au_path_ctrl 0x0000 /* 4 */ #define digi_au_path_ctrl 0x0000 /* 5 */欢迎下载精品学习资源#define pow_mgt_ctrl_ctrl0x0002/* 6 */ #define digi_au_intf_ctrl0x000D/* 7 */#define au_FS_TIM_ctrl0x0000/* 8 MCLK=12MHz, Sample Rate setting */#define digi_intf1_ctrl0x0001/* 9 */ #define digi_intf2_ctrl0x00FF/* 10 */#define DIGIF_FMT_MS0x40#define DIGIF_FMT_LRSWAP0x20#define DIGIF_FMT_LRP0x10#define DIGIF_FMT_IWL0x0c#define DIGIF_FMT_FOR0x03#define DIGIF_FMT_IWL_160x00#define DIGIF_FMT_IWL_200x04#define DIGIF_FMT_IWL_240x08#define DIGIF_FMT_IWL_320xc0#define DIGIF_FMT_FOR_MSBRIGHT0x00 #define DIGIF_FMT_FOR_MSLEFT0x01 #define DIGIF_FMT_FOR_I2S0x02 #define DIGIF_FMT_FOR_DSP0x03 #define POWER_DEV0x80#define POWER_CLK0x40#define POWER_OSC0x20#define POWER_OUT0x10#define POWER_DAC0x08#define POWER_ADC0x04#define POWER_MIC0x02#define POWER_LINE0x01#define SRC_CLKOUT0x80 #define SRC_CLKIN0x40 #define SRC_SR0x3c #define SRC_BOSR0x02欢迎下载精品学习资源#define SRC_MO0x01#define SRC_SR_440x20#define SRC_SR_320x18#define SRC_SR_80x0c#define ANAPCTL_STA0xc0#define ANAPCTL_STE0x20#define ANAPCTL_DAC0x10#define ANAPCTL_BYP0x08#define ANAPCTL_INSEL0x04#define ANAPCTL_MICM0x02#define ANAPCTL_MICB0x01#define DIGPCTL_DACM0x08#define DIGPCTL_DEEMP0x06#define DIGPCTL_ADCHP0x01#define DIGPCTL_DEEMP_DIS 0x00 #define DIGPCTL_DEEMP_32 0x02 #define DIGPCTL_DEEMP_44 0x04 #define DIGPCRL_DEEMP_48 0x06 #define DIGIFACT_ACT0x01#define LT_HP_CTL_LZC0x80#define RT_HP_CTL_RZC0x80void AIC23_Writeunsigned short regaddr, unsigned short dataunsigned char buf2 ；buf0 = regaddr ；buf1 = data ；I2C_WriteI2C_AIC23, 2, buf；void McBSP0_InitSlave欢迎下载精品学习资源PC55XX_MCSP pMCBSP0 = PC55XX_MCSPC55XX_MSP0_ADDR；/ Put the MCBSP in reset WritepMCBSP0 -> spcr1, 0 ；WritepMCBSP0 -> spcr2, 0 ；/ Config frame parameters 32 bit, single phase, no delayWritepMCBSP0 -> xcr1, XWDLEN1_32；WritepMCBSP0 -> xcr2, XPHASE_SINGLE | XDATDLY_0 ；WritepMCBSP0 -> rcr1, RWDLEN1_32；WritepMCBSP0 -> rcr2, RPHASE_SINGLE | RDATDL Y_0 ；/ Disable int frame generation and enable slave w/ext frame signals on FSX/ Frame sync is active high, data clocked on rising edge of clkx WritepMCBSP0 -> pcr, PCR_CLKXP；/ Bring transmitter and receiver out of resetSetMaskpMCBSP0 -> spcr2, SPCR2_XRST；SetMaskpMCBSP0 -> spcr1, SPCR1_RRST ；void AIC23_InitI2C_Init ；/ Reset the AIC23 and turn on all power AIC23_WriteAIC23_RESET_REG, 0；AIC23_WriteAIC23_POWER_DOWN_CTL, 0；AIC23_WriteAIC23_ANALOG_AUDIO_CTL,ANAPCTL_DAC|ANAPCTL_INSEL；/ 使用麦克风音源AIC23_WriteAIC23_DIGITAL_AUDIO_CTL, 0；/ Turn on volume for line inputs AIC23_WriteAIC23_LT_LINE_CTL,0x000；AIC23_WriteAIC23_RT_LINE_CTL,0x000；/ Configure the AIC23 for master mode, 44.1KHz stereo, 16 bit samples欢迎下载精品学习资源/ Use 12MHz USB clockAIC23_WriteAIC23_DIGITAL_IF_FORMAT,DIGIF_FMT_MS|DIGIF_FMT_IWL_16| DIGIF_FMT_FOR_DSP；AIC23_WriteAIC23_SAMPLE_RATE_CTL, SRC_SR_44 | SRC_BOSR | SRC_MO；/ Turn on headphone volume and digital interfaceAIC23_WriteAIC23_LT_HP_CTL, 0x07f； / 0x79 for speakers AIC23_WriteAIC23_RT_HP_CTL, 0x07f；AIC23_WriteAIC23_DIG_IF_ACTIVATE, DIGIFACT_ACT；/ Set McBSP0 to be transmit slave McBSP0_InitSlave ；void AIC23_DisablePC55XX_MCSP pMCBSP0 = PC55XX_MCSPC55XX_MSP0_ADDR；I2C_Disable ；/ Put the MCBSP in reset WritepMCBSP0 -> spcr1, 0 ；WritepMCBSP0 -> spcr2, 0 ；#define AUTIODATALEFT 0x0d000 #define AUTIODATARIGHT 0x17000int *pAudioLeft,*pAudioRight；int www=0 ；void AIC23_MixerPC55XX_MCSP pMCBSP0 = PC55XX_MCSPC55XX_MSP0_ADDR；int left, right ；int *pl,*pr,nAudioCount；int i ；pAudioLeft=pl=int *AUTIODATALEFT；欢迎下载精品学习资源pAudioRight=pr=int *AUTIODATARIGHT；nAudioCount=0 ；for i=0 ；i<NX ；i+ xi=0 ； for i=0 ；i<NH+2 ；i+ dbi=0 ；while1while .ReadMaskpMCBSP0 -> spcr2, SPCR2_XRDY；/ 等待数据传输完成*pl=left = ReadpMCBSP0 -> ddr1；/ 读入左声道数据right = ReadpMCBSP0 -> ddr2； / 读入右声道数据xNX-1=left/16；/ 防止滤波时数据溢出fir2x, h, r, db, NX, NH； / 调用滤波程序运算当前输出*pr=rNX-1；/ 数组 r 地最终一个单元为当前输出WritepMCBSP0 -> dxr1, left；/ 将原始数据送左声道输出/WritepMCBSP0 -> dxr1, rNX-1；/ 将原始数据送左声道输出WritepMCBSP0 -> dxr2, rNX-1； / 将经过滤波后数据送右声道输出nAudioCount+ ； pl+ ； pr+ ；/ 循环使用缓冲区if nAudioCount>=1024 nAudioCount=0 ；/ break point pl=pAudioLeft ；pr=pAudioRight ；for i=0 ； i<NX-1 ；i+ / 重新调整输入序列 供 fir2 使用 xi=xi+1；欢迎下载精品学习资源语音信号 FIR 滤波：欢迎下载精品学习资源状态 1状态 2四 、心得体会通过一星期地课程设计，我明白了FIR 滤波器地原理和试验地内容以及需要留意地地欢迎下载精品学习资源方，明白了基本地过程.通过硬件和软件地链接完成本次试验.进一步熟识了CCStudio 软件地使用，明白了各种窗函数对滤波器特性地影响.这一学期地理论学问学习，加上这次课程设计，我对DSP 这门学科有了更为深刻地了解，把握了 DSP 地硬件操作、软件分析和编程技巧.对以后地实际工作地应用供应了有力地 基础 .总之，只有大量地实践才能更深层次地明白这类软件，娴熟地运用其功能.对数字信号地处理功能，硬软件相结合，语音地压缩、去噪和编码等等方面都有了很深地明白.信任本次课程设计，无论是对我以后地学习，仍是工作等方面都有一个很大地帮忙.因此，本次课程设计我受益匪浅 .参考文献：1. 教 材：自编教材， DSP原理试验及课程设计指导书2. 参考书： DSP 技术地进展与应用，彭启琮编著，高等训练出版社，2002 年第 1版DSP掌握器原理及应用，宁改娣、杨拴科编著，科学出版社，2002 年第 1版.欢迎下载精品学习资源学位论文原创性声明本人正式声明：所呈交地学位论文，是本人在导师地指导下进行地讨论工作所取得地成果 .尽我所知，除文中已经特殊注明引用地内容和致谢地地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过地讨论成果.对本文地讨论做出重要奉献地个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢.本人完全意识到本声明地法律结果由本人承担.学位论文作者（本人签名）：年 月日学位论文出版授权书本人及导师完全同意中国博士学位论文全文数据库出版章程、中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程以下简称 “章程 ”，情愿将本人地学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI 中国学问资源总库，在中国博硕士学位论文评判数据库中使用和在互联网上传播，同意按 “章程 ”规定享受相关权益.论文密级：公开 保密（ 年 月至 年 月） 保密地学位论文在解密后应遵守此协议作者签名：导师签名： 年月日 年月日欢迎下载精品学习资源独 创 声 明本人正式声明：所呈交地毕业设计论文 ，是本人在指导老师地指导下，独立进行讨论工作所取得地成果，成果不存在学问产权争议.尽我所知，除文中已经注明引用地内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过地作品成果.对本文地讨论做出重要奉献地个人和集体均已在文中以明确方式标明.本声明地法律后果由本人承担.作者签名 :二一年九月二十日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全明白滨州学院关于收集、储存、使用毕业设计（论文）地规定.本人情愿依据学校要求提交学位论文地印刷本和电子版，同意学校储存学位论文地印刷本和电子版，或采纳影印、数字化或其它复制手段储存设计（论文）；同意学校在不以营利为目地地前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）地部分或全部内容，答应他人依法合理使用 .（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名 :二一年九月二十日欢迎下载精品学习资源致 谢时间飞逝，高校地学习生活很快就要