基于DSP的IIR数字滤波器-(设计实验)(汇编语言)(共7页).doc
精选优质文档-倾情为你奉上IIR数字滤波器 (设计实验)一、实验目的1.了解IIR（Infinite Impulse Response，无限冲激响应）滤波器原理及使用方法；2.了解使用MATLAB语言设计IIR滤波器的方法；3.了解DSP对IIR滤波器的设计及编程方法；4.熟悉在CCS环境下对IIR滤波器的调试方法；二、实验原理IIR数字滤波器的传递函数H(z)为：其对应的差分方程为：对于直接形式的二阶IIR数字滤波器，其结构如图.1图4.1IIR数字滤波器结构图编程时，可以分别开辟四个缓冲区，存放输入、输出变量和滤波器的系数，如图.2所示。图4.2IIR数字滤波器算法图三、实验内容与步骤设计一个三阶的切比雪夫型带通数字滤波器，其采样频率Fs =16kHz，其通频带3.2kHz<f<4.8kHz，内损耗不大于1dB；f <2.4kHz和f >5.6kHz为阻带，其衰减大于20dB。输入信号频率为4000Hz、6500Hz的合成信号，通过所设计的带通滤波器将6500Hz信号滤掉，余下4000Hz的信号，达到滤波效果。1、IIR滤波器的MATLAB设计在MATLAB中设计IIR滤波器，程序为： wp=3.2,4.8;ws=2.4,5.6;rp=1;rs=20 n,wn=cheb1ord(wp/8,ws/8,rp,rs) b,a=cheby1(n,rp,wn) 设计结果为：N=3 wn =0.4000 0.6000 b0=0. a0=1. b1=0 a1=0 b2=-0. a2=2.13779 b3=0 a3=0 b4=0. a4=1.76935 b5=0 a5=0 b6=-0. a6=0.在设计IIR滤波器时，会出现系数1的情况，为了用Q15定点小数格式表示系数，可以用大数去所有系数。为避免在累加过程中出现1的情况，将系数进一步缩小，为此，在MATLAB中加入：B=round(b/6*215)； A=round(a/6*215)；滤波系数为：B =63 0 -188 0 188 0 -63A =5461 0 11675 0 9663 0 29482产生滤波器输入信号的文件使用CCS的Simulator进行滤波器特性的测试时，需要输入时间信号x(n)。本设计输入信号频率为4000Hz、6500Hz的合成信号，通过所设计的带通滤波器将6500Hz信号滤掉，余下4000Hz的信号。以下是产生输入信号的C语言程序：#include <stdio.h> #include <math.h> void main() int i; double f256; FILE *fp; if(fp=fopen("iirin.inc","wt")=NULL) printf("can't open file! n"); return; fprintf(fp,"INPUT: .sect %cINPUT %cn",'"','"');for(i=0;i<=255;i+)fi=sin(2*3.14159*i*4000/16000)+sin(2*3.14159*i*6500/16000);fprintf(fp," .word%1dn",(long)(fi*32768/2);fclose(fp); 该程序将产生名为iirin.inc的输入信号程序，内容如下：INPUT:.sect"INPUT".word0.word25486.word-15136.word-314.word-11585.word19580.word6270.word-30006.word16383然后，在DSP汇编语言程序中通过.copy汇编命令将生成的数据文件iirin.inc复制到汇编程序中，作为IIR滤波器的输入数据。3直接型IIR数字滤波器汇编源程序的编写直接型IIR数字滤波器汇编程序iir.asm如下：*直接型IIR数字滤波器通用程序* .title"diir.asm".mmregs.global start.def start,_c_int00N.set 6 .copy "IIRIN.inc" ;输入信号x(n)数据table ;IIR滤波器系数.word 63.word 0.word -188.word 0.word 188.word 0.word -63.word 0.word +11675.word 0.word +9663.word 0.word +2948.data BN.usect "BN",N+1AN.usect "AN",N+1INBUF .usect "INBUF",256 ;输入缓冲区在数据区0x2400OUTPUT .usect "OUTPUT",256 ;输出缓冲区在数据区0x2600 .text .asgAR0,INDEX_P.asgAR2,XN_P.asgAR3,ACOFF_P.asgAR4,YN_P.asgAR5,BCOFF_P _c_int00b start nopnopstart: SSBXFRCTSSBX OVMSSBX SXM STM#BN+N,AR1RPT#NMVPD#table,*AR1- ;将bi由程序区存放到数据区STM#AN+N-1,AR1RPT#N-1MVPD#table+N+1,*AR1- ;将ai由程序区存放到数据区STM#OUTPUT,AR1RPTZA,#255STL A,*AR1+ ;输出数据缓冲区清零STM#INBUF,AR1RPT#255MVPD#INPUT,*AR1+;将输入数据由程序区存放到数据区STM#OUTPUT,YN_P STM#INBUF,XN_PSTM#N-1,INDEX_PSTM#255,BRCRPTBLOOP-1IIR: SUB A,ASTM#BN,BCOFF_PSTM#AN,ACOFF_P RPT #N-1 ;计算前向通道MAC*XN_P+,*BCOFF_P+,A MAC*XN_P, *BCOFF_P,A MAR *XN_P-0 ;将AR2指针指向x(n-N) RPT #N-1;计算反馈通道MAC*YN_P+,*ACOFF_P+,ASTHA,*YN_P-0 ;保存y(n) LOOP:EENDB EEND.end4IIR滤波器链接命令文件的编写对应以上汇编程序的链接命令文件iir.cmd如下：diir.obj-o diir.out-m diir.mapMEMORY PAGE 0: ROM: ORIGIN=0080H, LENGTH=1000H PAGE 1: SPRAM: ORIGIN=0060H,LENGTH=0020H DARAM: ORIGIN=0080H, LENGTH=1380H RAM1: ORIGIN=2400H, LENGTH=0200H RAM2: ORIGIN=2600H, LENGTH=0200HSECTIONS.text:>ROM PAGE 0.data:>DARAM PAGE 1BN:>DARAM PAGE 1AN:>DARAM PAGE 1 INBUF:>RAM1 PAGE 1OUTPUT:>RAM2 PAGE 1 在CCS上建立iir工程并运行iir.out程序。建立iir工程，将iir.asm和iir.cmd添加到工程中，对汇编程序进行汇编、链接；如果有错误则进行修改、调试，当汇编、链接成功后，加载并运行iir.out程序。注意，将iir.asm、iir.cmd、iirin.inc文件和iir.pjt工程文件放在同一文件夹下。 观察输入信号的波形及频谱。单击ViewGraphTime/Frequency命令，按照如图4.3所示改变各选项。由.cmd可知输入信号的数据放在数据区0x2400开始的256个单元中。图4.3 Graph属性设置窗口单击OK按钮，则显示输入信号的时域波形如图4.4所示。其波形是频率为4000Hz和5000Hz正弦信号的合成信号。将图4.3中的Dsiplay Type项改为FFT Magnitude，则显示输入信号的频谱图。如图4.4所示。图4.4 输入信号的时域波形和频谱图、观察输出信号的波形及频谱。单击ViewGraphTime/Frequency命令，按照如图4.5所示改变各选项。由.cmd可知输出信号的数据放在数据区0x2600开始的256个单元中。图4.5 Graph属性设置窗口将图4.5中的Dsiplay Type项改为FFT Magnitude，则显示输出信号的频谱图。如图4.6所示。图4.6 输出信号的时域波形和频谱图由实验结果可知，通过IIR滤波器对输入信号频率为4000Hz、6500Hz的合成信号，通过所设计的带通滤波器将6500Hz信号滤掉，余下4000Hz的信号。四、实验仪器设备.计算机.DES-320PPA教学实验系统五、思考题. 任意输入合成信号，自行设计IIR数字滤波器，达到提取信号的目的。专心-专注-专业
