DSPFIR滤波器课程设计方案 .docx

精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者： PanHongliang仅供个人学习第 1 章 绪论 31.1 课程设计（论文）目的 3第 2 章 系统方案设计 32.1 系统功能介绍 32.2 系统方案设计流程图（如图2.1 ）42.3 设计主要内容及步骤 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.3.1 滤波器的原理 42.3.2 DSP 实现 FIR 滤波的关键技术 42.3.3 详细的操作步骤 6第 3 章 详细设计63.1 MATLAB程序流程图（如图3.1 ）63.2 CCS汇编程序流程图（如图3.2 ） 7第 4 章 试验过程74.1 试验步骤与内容 74. 2 试验过程中显现的错误及解决的方法84. 3 CCS 程序运行后的各种输出结果9第 5 章 终止语 9第 6 章 参考文献 10第 1 章 绪论1.1 课程设计（论文）目的通过课程设计，加深对 DSP 芯片 TMS320C54x 的结构、工作原理的懂得，获得 DSP 应用技术的实际训练，把握设计较复杂 DSP 系统的基本方法。通过使用汇编语言编写具有完整功能的图形处理程序或信息系统，使同学加深对所学学问的懂得，进一步巩固汇编语言讲法规章。学会编制结构清晰、风格良好、数据结构适当的汇编语言程序，从而具备解决综合性实际问题的才能。第 2 章 系统方案设计2.1 系统功能介绍任何一个实际的应用系统中，都存在着各种各样的干扰。数字滤波器是使用最为广泛的信号处理算法之一。数字滤波器在语音信号处理、信号频谱估 计、信号去噪、无线通信中的数字变频以及图像信号等各种信号处理中都有广泛的应用。在本设计中，先使用 MATLAB模拟产生合成信号，然后再利用CCS 进行滤波处理。将模拟信号的采样频率设定为32000Hz，设计一个 FIR 低通滤波器，其参数为：滤波器名称： FIR 低通滤波器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结采样频率： Fs=40000Hz通带： 4000Hz 4500Hz过渡带： 2500Hz 3000Hz， 3500Hz4000Hz带内波动： 0.5dB阻带衰减： 50dB滤波器级数： N=154滤波器系数：由 MATLAB 依据前述参数求得。2.2 系统方案设计流程图（如图 2.1 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结使用 MATLAB编写程序产生待滤波数据使用 MATLAB滤波器的设计分析工具可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图2.1 系统方案设计流程图FDATOOL 设计 FIR 滤波2.3 设计主要内容及步骤可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.3.1 滤波器的原理使用 CCS 编写程序实现滤波功能可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对于任何一个 FIR 滤波器系统，它的冲击响应总是有限长的，其系统函数可记为：其中 N-1 是 FIR 滤波器的阶数，为延时结，为端口信号函数。下式为最基本的 FIR 滤查波看程器序表运示行：后的输入输出波形并比较滤波成效其中表示输入采样序列，表示滤波器系数，N 表示滤波器的阶数，Y（ n） 表示滤波器的输出序列，也可以用下式利用卷积来表示输出序列yn与xn、hn的关系：yn=xn*hn2.3.2 DSP 实现 FIR 滤波的关键技术用线性缓冲区来实现 FIR 滤波器其程序清单如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.title“FIR1.ASM”.mmregs.defstartx.usect“x”， 8 PA0.set0PA1.set1.dataCOEF： .word1*32768/10.word2*32768/10.word -4*32768/10可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.word3*32768/10.word4*32768/10.word-4*32768/10.word5*32768/10.word2*32768/10.word6*32768/10.word.text1*32768/10.word7*32768/10.text可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结start:SSBX FRCT STM#x+7,AR2 STM#6,AR0 LD#x+1,DPPORTR PA1,x+1FIR1: RPTZ A,#6MACD *AR2-,COEF,A STHA,*AR2PORTW *AR2+,PA0 BDFIR1PORTR PA1,*AR2+0.end用循环缓冲区来实现 FIR 滤波器其程序清单如下：.title“FIR2.ASM”.mmregs.defstart.bssy,1xn.usect“ xn” ,7b0.usect“ b0” ,7 PA0.set0PA1.set1.datatable:.word 1*32768/10.word 2*32768/10.word 3*32768/10start: SSBX FRCT STM #b0,AR1 RPT #6MVPD table,*AR1+ STM#xn+6,AR2 STM#b0+6,AR3 STM#7,BKSTM#-1,AR0 LD#xn,DP PORTR PA1,xnFIR2: RPTZ A,#6MAC *AR2+0%,*AR3+0%,A STHA,yPORTW y,PA0BDFIR2PORTR PA1,*AR2+0%.end可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.3.3 详细的操作步骤（1） ）打开 FDATOOL , 依据滤波要求设置滤波器的类型、通带截止频率、指定阶数、采样频率等。设置完设计参数后再单击Design Filter 按钮，生成滤波器系数。（2） 把生成的滤波器系数传到目标DSP。选择菜单 Targets->Export to Code Composer StudiotmIDE，打开 Export to C Header File 对话框，选择 C header file ，然后指定变量名 滤波器阶数和系数向量 ，输出数据类型可以选择浮点型或 32 b， 16 b 整型等，再依据自己安装选择目标板板号和处理器号，单击 OK，储存该头文件，同时需指定文件名 filtercoeff h和路径储存在 c：timyprojectsfir 工程中。（ 3）修改 CCS 汇编程序，删除掉数据前的全部文字，在其开头加上.data，其次行加上 coeff .word , 在每行的前面都加上 .word，并且把每行的最终的逗号去除掉。（4） 编译汇编程序，如有错误，就依据错误提示进行修改。如没有错误， 就连续往下执行。（5） 加载初始化 DATA 数据。运行程序，查看输入输出的波形，修改相应的参数进行调试第 3 章 详细设计在本设计中第一使用 MATLAB 进行模拟仿真产生信号，观看滤波前的时域波形和频域波形。通过 MATLAB 仿真后，使用其得到的滤波器参数，再进行DSP编程处理，在 DSP中实现带通滤波，然后使用 CCS的频谱分析功能，查看DSP的滤波成效。3.1 MATLAB程序流程图（如图 3.1 ）初始 化产生需要虑波信号画出原始信号频谱图生成 fir 滤波器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结进行滤波画出滤波后信号频谱图图3.1 MATLAB 程序流程图3.2 CCS汇编程序流程图（如图 3.2 ）初始化输入原始信号定义滤波器系数为原始信号和系数指定寄存器做滤波算法本次滤波终止待滤波系数减一是是否有待滤波数据滤波终止图3.2CCS汇编程序流程图第 4 章 试验过程4.1 试验步骤与内容MATLAB 帮忙DSP实现 FIR ,其总体过程为在 DSP中编写处理程序，在MATLAB 中利用滤波器设计、分析工具 FDATOOL , 依据指定的滤波器性能快速设计一个 FIR , 再把滤波器系数以头文件形式导入CCS 中, 头文件中MATLAB 帮忙 DSP实 现 FIR 数 字滤 波 器 含滤 波器 阶 数和 系数 数组 , 在MATLAB 中调试、运行 DSP程序并显示、分析处理后的数据。使用该方法,便于接受汇编语言来实现程序。头文件名不变,当MATLAB 中设计的滤波器系数转变时,相应头文件中系数也转变 ,便利程序调试、仿真。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 在 MATLAB中先编写程序，查看待滤波和已滤波的信号的时域和频域波形，如图 4.1.1 和图 4.1.2 所示。图 4.1.1 待滤波的时域和频域波形图 4.1.2 已滤波的时域和频域波形利用 FDA TOOL 设计 FIR 滤波器的参数，操作步骤如图 4.1.3 所示。图 4.1.3 FDA TOOL设计 FIR 滤波器的参数操作步骤图打开 Export，把 Numerator 改为 B,如图 4.1.4 所示。已滤波的信号的时域和频域波形，如图4.1.5 和图 4.1.6 所示。图 4.1.5 已滤波的信号的时域波形图 4.1.6 已滤波的信号的频域波形MATLAB滤波器设计工具在完成FIR 设计后 , 如图 4.1.7 所示，在Exportas 中选择 16bit 符号整数输出，然后单击 OK 按钮。生成 fir.h C 语言头文件。将系数稍作修改，调整后拷贝到程序的系数初始化空间即可。2. 在 CCS 中编写汇编程图序4，.1.进4 行EX调PO试RT，设实置现带通滤波功能。在CCS IDE中建立 LHM.pjt 工程,用汇编语言编写处理主程序fir.asm。另依据板上的储备器配置方式 ,编写储备器配置文件 fir.cmd 文件,将 MATLAB 生成的 LHM.h 和input1.dat 文件拷贝到 LHM.pjt工程文件夹下，进行编译、链接 ,生成可执行文件 LHM.out 。3. 加载初始化 data数据，图 4.1.8 所示。运行程序，查看输入输出波形，修改相应参数进行调试。图 4.1.7 MA TLAB 输出数值类型转4.2 试验过程中显现的错误及解决的方法1. 在 MATLAB程序设计中，采样频率设置的过小，截止频率大于采样频率的一半，运行的时候图形显现错图误4。.1.8 data初始化2. FIR.m 中的采样频率要和开头设置时的采样频率一样，否就结果会出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结现偏差。3. 在 CCS 中未定义标号，程序运行错误。4. 在.h 文件中未把 coeff 顶格写，编译时显现错误。5. 未将 fir.h 和 input.dat 文件考入工程文件中。 6.间接寻址过程中，程序中丢失。7. 在 View 的 Graph 中单击 Time/frequency 显现 graph property dialog 框，未修改抽样点数。显示的图形显现差异4.3 CCS 程序运行后的各种输出结果在 View 的 Graph 中单击 Time/frequency 显现 graph property dialog框。将显示类型，图形名称，起始的址，抽样点数，数据类型等分别进行设置，输出各种波形。输出滤波前的信号时域波形。第一，设置如图4.1.9 所示，输出滤波前的信号时域波形。图 4.1.9 滤波前数据类型设置单击 OK 后生成如下图 4.1.10 波形。图 4.1.10 为滤波前的信号，波形很杂乱，从时域上很难看出信号的周期性。修改相应设置，输出如图 4.1.11所示滤波前信号频谱。经过滤波后，时域波形和信号频谱分别如图4.1.12 和图 4.1.13 所示。图 4.1.10 滤波前时域波形图 4.1.11 滤波前信号频谱图 4.1.12 滤波后时域波形图 4.1.13 滤波后信号频谱第 5 章 终止语在这次课程设计中，我明白到了数字滤波是信号处理技术中的重要部分， 争论了数字滤波器的基本理论学问以及它实现方法。学习了数字滤波器的结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结构、设计理论，把握了各种数字滤波器的原理和特性。并且复习了MATLAB 的相关学问，并且利用MA TLAB 与 CCS 设计了低通滤波器以及高通滤波器，仍争论了如何在定点 DSP 中实现数字滤波器的算法，把握了CCS 环境下的程序开发方法、调试工具的使用及优化级别的选择等。争论了MATLAB环境下 FIR 数字滤波器的设计方法，利用MATLAB软件编程实现 FIR 滤波器设计。利用 DSP 来快速设计 FIR 数字滤波器的方法，查找系数的快速传递， MATLAB 中调试仿真 DSP程序。在今后的工作和学习生活中，综合运用模拟电子、数字电子和DSP 基本原理等课程中所学的理论学问去独立完成一个工程的设计。不仅要完善以上的MATLAB设计方法，更要学会利用多种途径设计各种DSP 最小系统，娴熟C 语言编程。第 6 章参考文献1 李真芳、苏涛等 . DSP 程序开发一MATLAB调试及直接目标代码生成M . 西安：西安电子科技高校出版社，2003.87 一 163.2 楼顺天、李博函 . 基于 MATLAB的系统分析与设计一信号处理M . 西安：西安电子科技高校出版社， 1998.81 一 88.3 王秀芳、关凌涛 . 基于 MatLab与 DSP 的滤波器的快速设计方法期刊文章 . 现代运算机， 2021，总其次七七期：9799.4 赵秀玲、基于定点DSP 的 FIR 数字滤波器的争论与设计 硕士论文 . 曲阜师范高校，2007.1532 .5 罗军辉、罗勇江等 . MA TLAB在数字信号处理中的应用M . 北京：机械工业出版社，2005.63 一 128.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text,pictures, and design. Copyright is Pan Hongliang's personalownership.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结用户可将本文的内容或服务用于个人学习、争论或观看，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵害本网站及相关权益人的合法权益。除此以 外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权益人的书面许可，并支付酬劳。Users may use the contents or services of thisarticle for personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees. In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee.转载或引用本文内容必需是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目的的合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修 改，并自负版权等法律责任。Reproduction or quotation of the content of this article must be reasonable and good-faith citation for the use of news or informative public free information. It可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结shall not misinterpret or modify the original intention ofthe content of this article, and shall bear legal liabilitysuch as copyright.可编辑资料 - - - 欢迎下载