FIR数字滤波器的DSP设计与实现毕业论文.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流FIR数字滤波器的DSP设计与实现毕业论文.精品文档.目录1引 言 32数字滤波器的概念32.1数字滤波器的定义和分类32.2数字滤波器的优点42.3滤波器的实现方法43数字滤波器硬件电路设计53.1基于 DSP 的数字滤波器总体硬件设计方案53.2 复位电路设计53.3时钟电路设计63.4电源设计63.5A/D、D/A 转换器件与 DSP 连接设计74数字滤波器的 TMS320VC5402 定点实现94.1DSP 芯片的定点运算94.2系统初始化程序设计104.3软件开发环境及实现数字滤波程序设计流程114.4软硬件联调与结论135 结论1

2、36 参考文献147 致谢15低通数字滤波器的DSP实现吴晓依，物理与电子信息学院摘 要：本论文的主要研究了数字滤波器的基本理论，基于 TI 公司的数字信号处理 器 TMS320VC5402 设计了一款稳定度高，低功耗的数字滤波器系统，并完成了软硬调试工作。主要工作为研究数字滤波器的基本理论，以及数字滤波器的实现方法。通过学习数字滤波器的结构、数字滤波器的设计理论，掌握了各种数字滤波器的原理和特性，为实现数字滤波器奠定了理论基础。研究 TMS320VC5402 器件的结构和特性，根据该数字信号处理器的独特的特点，设计合适的系统架构，并系统全面的设计数字滤波器的各个模块电路，合理的处理模数转换和

3、数模转换芯片与 DSP 的连接。关键词：低通滤波器；数字滤波器；DSPLow-pass Digital Filter Implementation Of The DSP Wu xiaoyi, Academy of Physics and Electronic InformationAbstract: The mostly important task of this paper is researching the basic theories of digital filter，base on the TMS320VC5402 of TI company design digital fil

4、ter system with high stability and low power consume，accomplish the hardware and software debug. Main task as following: Reach the basic theory of digital filter and the method of realize of digital filter，grasp the principle and characteristic of each digital filter. Reach the structure and charact

5、eristic of TMS320VC5402，according to the particular characteristic of this digital signal processor，design an rationalization system structure of digital filter. Comprehensive and integrated design the each part of circuit with different function，process the connection of ADC and DAC with Digital Si

6、gnal Processor. Key Words :Low-pass filter; Digital filter; DSP1 引 言一个实际的应用系统中，由于设备或者是外界环境的原因，总存在各种干扰，使信号中混入噪声，譬如音频信号中高频成分的噪声使得音乐听起来刺耳，失去了原有悦耳的音质。为了提高信号质量，可以对信号进行滤波，从噪声中提取信号，即对一个具有噪声和信号的混合源进行采样，然后经过一个数字滤波器，滤除噪声，提取有用信号。在数字信号处理中，滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音和图象处理、模式识别、谱分析等应用中的一个基本的处理技术。与模拟滤波相比，数字滤波具有很多突出的优点，它可以

7、满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求，可以避免模拟滤波器所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。用可编程 DSP 芯片实现数字滤波可通过修改滤波器 的参数十分方便地改变滤波器的特性。因此，我们有必要对滤波器的设计方法进行研究，理解其工作原理，优化设计方法，设计开发稳定性好的滤波器系统。我们将通过 DSP 设计平台，实现较为重要的 FIR 滤波器系统，并实现了它们的应用系统以 TMS320C5402 芯片为核心的硬件电路，实现能独立完成滤波功能的系统。从而通过本课题的研究，掌握滤波 器的设计技术，为通信、信号处理等领域实用化数字滤波器设计提供技术准备。本科题的研究，将为今后设计以 DSP 为

8、核心部件的嵌入式系统集成提供技术准备，这不仅具有重要的理论意义，同时还具有重要的实际意义。随着集成电路技术的发展，各种新型的大规模和超大规模集成电路不断涌现，集成电路技术与计算机技术结合在一起，使得数字信号处理系统的功能越来越强。DSP 技术就是基于 VLSI 技术和计算机技术发展起来的一门重要技术。DSP 技术已在通信、控制、信号 处理、仪器仪表、医疗、家电等很多领域得到了越来越广泛的应用。2数字滤波器理论介绍12.1 数字滤波器的定义和分类数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。因此，数字滤波器本

9、身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用的数字计算机，也可以将所需要 的运算编成程序，让通用计算机来执行。数字滤波器具有稳定性高、精度高、灵活性大等 突出的优点。随着数字技术的发展，用数字技术实现滤波器的功能越来越受到人们的注意 和广泛的应用。从数字滤波器的单位冲击响应来看，可以分为两大类:有限冲击响应(FIR) 数字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。滤波器按功能上分可以分为:低通滤波器 (LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF)。2.2数字滤波器的优点 滤波器是指用来对输入信号进行滤波的硬件或软件。如果滤波器的输入、输出都是离散时间信号，则

10、该滤波器的冲激响应也必然离散，这样的滤波器定义为数字滤波器。 数字滤波器在数字信号处理的各种应用中发挥着十分重要的作用,它是通过对采样数据信号进行数学运算处理来达到频域滤波的目的。数字滤波器是提取有用信息非常重要、非常灵活的方法，是现代信号处理的重要内容。因而在数字通信、语音图象处理、谱分析、模式识别、自动控制等领域得到了广泛的应用。相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移， 能够处理低频信号，频率响应特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等，这些优势决定了数字滤波器的应用将会越来越广泛。同时 DSP(Digital Signal Processor)处理器的出现和 FPGA

11、(Field Programmable Gate Array)的迅速发展也促进了数字滤波器的发展，并为数字滤波器的硬件实现提供了更多的选择。相对于模拟滤波器数字滤波器具有以下显著的优点:精度高；灵活性大；可靠性高；易于大规模集成；可以并行处理。2.3 滤波器的实现方法 数字滤波器的实现方法一般有以下几种2:(1)在通用的计算机(如 PC)上用软件(如 C 语言)实现。软件可以是由自己编写，也可以使用现成的软件包。这种方法的缺点是速度太慢，不能用于实时系统，主要用于 DSP 算 法的模拟与仿真。(2)在通用的计算机系统中加上专用的加速处理机实现。这种方法不便于系统的独立运 行。(3)用通用的单片

12、机实现。单片机的接口性能良好容易实现人机接口。由于单片机采用的是冯诺依曼总线结构，系统比较复杂，实现乘法运算速度较慢，而在数字滤波器中涉及大量的乘法运算，因此，这种方法适用于一些不太复杂的数字信号处理。(4)用通用的可编程 DSP 芯片实现。与单片机相比，DSP 有着更适合于数字滤波的特点。 它利用改进的哈佛总线结构，内部有硬件乘法器、累加器，使用流水线结构，具有良好的 并行特点，并有专门设计的适用于数字信号处理的指令系统等。(5)用专用的 DSP 芯片实现。在一些特殊的场合，要求的信号处理速度极高，而通用 DSP 芯片很难实现，这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现，无须进行编 程

13、。(6)用 FPGA 等可编程器件来开发数字滤波算法。使用相关开发工具和 VHDL 等硬件开发 语言，通过软件编程用硬件实现特定的数字滤波算法。这一方法由于具有通用性的特点并 可以实现算法的并行运算，无论是作为独立的数字信号处理，还是作为 DSP 芯片的协作处 理器都是比较活跃的研究领域。本论文研究的重点集中在利用 DSP 来实现数字滤波的硬件电路。3 数字滤波器硬件电路设计3.1 基于 DSP 的数字滤波器总体硬件设计方案TI 公司的 2000 系列和 5000 系列的 DSP 都是通用型的芯片，考虑到 2000 系列的 DSP 多用于控制方面，而 5000 系列较 2000 系列具有更高的

14、时钟频率、更低的价格和更加强大的运算功能，在数字滤波器系统的设计中采用了 TI 公司的一款高性能、低功耗的定点 DSP:TMS320VC5402。该 DSP 具有较快的运算速度:运算速度最快可达 532MIPS;采用了低功 耗设计方式:内核电压为 1.8V，I/O 电压为 3.3V。通常的设计中会采用 5V 供电并行的 ADC(模数转换)和 DAC(数模转换)芯片与 DSP 连 接，传输数据过程中会占用总线的时间，而且需要采用多片电平转换器件将 5V 电平转换为 3.3V 的逻辑电平。考虑到TMS320VC5402 的片上包含两个 McBSP(多通道缓冲串行口)接口，可以将这两个通道模仿实现

15、SPI 的时序，因此本设计中采用了SPI 接口器件，ADC 芯片采用的是 TLV1570，实现将需要滤波信号从模拟转换到数字信号的实时采样。数模转 换芯片采用的是 TLV5608，实现滤波后的信号从数字信号恢复为所需要的模拟信号。JTAG口供 DSP 芯片下载程序调试。在下面的章节中将分别论述各个模块电路设计技巧3。3.2 复位电路设计 为了确保系统能够稳定的工作，复位电路是系统中必不可少的电路。电源刚加上电时，TMS320VC5402 芯片处于复位状态，/RS 为低使芯片复位。为使芯片初始化正确，一般应保证/RS 为低至少持续 3 个 CLKOUT 周期。但是，在上电后，系统的晶体振荡器一般

16、需要几百毫秒的稳定期，一般为 100-200ms。对于实际的 DSP 应用系统，特别是产品化的 DSP 系统，其可靠性是一个不容忽视的问 题。由于 DSP 系统的时钟频率较高，在运行时极有可能发生干扰和被干扰的现象，严重时系统可能会出现死机现象。为了克服这种情况，除了在软件上做一些保护措施外，硬件上也必须做相应的处理。硬件上最有效的保护措施就是采用具有监视(Watchdog)功能的自动复位电路。自动复位电路除了具有上电复位功能外，还具有监视系统运行并在系统发生故 障或死机时再次复位的功能。其基本原理就是通过电路提供一个高低电平发生变化的信号，如果在规定的时间内这个信号不发生变化，自动复位电路就

17、认为系统运行不正常并重新对系统进行复位。根据上述原理，在本系统的设计中采用了 ADM706TAR 芯片。该芯片具有上 电复位功能，电压监测功能和看门狗功能。3.3时钟电路设计给 DSP 芯片提供时钟一般有两种方法。一种是利用 DSP 芯片内部所提供的晶振电路， 在 DSP 芯片的 Xl 和 X2/CLKIN 之间连接一晶体可启动内部振荡器，晶体应为基本模式，且为并联谐振。另一种方法是将外部的时钟源直接输入 X2/CLKIN 引脚，X1 悬空。采用封装好的晶体 震荡器，这种方法使用方便，因此得到了广泛的应用，只要在引脚 4 上加电压，引脚 2 接地，就可以在引脚 3 上得到所需的时钟4。3.4电

18、源设计为了降低芯片的功耗，DSP5402 芯片采用低电压供电方式，并且采用内核电压和 I/0 电压分开的方式。TMS320VC5402 芯片电源分为两种，即内核电压(CVdd)和 I/O 电压(DVdd)， 其中，I/O 电源一般采用 3.3V 电压，而内核电源电压为 1.8V。TMS320VC5402 的电流消耗主要取决于器件的激活度，CVdd 消耗的电流主要取决于 CPU 的激活度，外设消耗的电流取决于正在工作的外设及其速度。一般的，与 CPU 相比，外设 消耗的电流比较小。时钟电路也需要消耗一小部分的电流，而且这部分电流是恒定的，与 CPU 和外设的激活度无关。CVdd 为器件的所有内部

19、逻辑提供电流，包括 CPU、时钟电路和所有外设。DVdd 只为外部接口引脚提供电压，消耗的电流取决于外部输出的速度和数量，以及在这些输出上的负载电容。根据设计的具体电路可一计算出 3.3V 电源所消耗的电流60mA，1.8V 电源所消耗的电流3QmA，因此可以得出该系统在全速工作的状态下，最大功 耗为 25OmA。在本系统的设计中采用了两片 AMS1117 来提供 DSP 芯片的 I/O 电源和内核电 源。AMSl1l7 为最大输出电流可达 800mA 的 LDO(Low Dropout Voltage Regulator)，包含 1.8v、3.3V 等固定电压输出几种类型。由于 LDO 的功

20、耗为(UI-UO)IO I，而系统的输入电压 为 5V，为将低整个系统的功耗，将 AMSl117 一 1.8 的输入直接接到 AMSl1l7 一 3.3 的输出 端，而不是直接接到 5V 电源电压上，这样系统功耗将降低 51mW。系统在工作状态下，逻 辑电平在不停的快速发生变化，因此系统的电源也会出现不同程度的波动，为保证系统的 电源完整性，在输入 5V 电源、3.3V 电源、1.8V 电源的输出处都增加了大容量的储能电容， 在所有芯片的各个电源管脚处都增加了去祸电容。由于有两个电源，需要考虑的一个问题是加电次序。理想情况下，DSP 芯片上的两个 电源同时加电，但是在一些场合很难做到。如果不能

21、做到同时加电，应先对 DVdd 加电， 然后对 CVdd 加电。DVdd 应不超过 CVdd 电压 2V。3.5 A/D、D/A 转换器件与 DSP 连接设计5 3.5.1 A/D 转换接口电路设计在 A/D 转换器中，因为输入的模拟信号在时间上是连续量，而输出的数字信号代码是离散量，所以进行转换时必须在一系列选定的瞬间(亦即时间坐标轴上的一些规定点上)对 输入的模拟信号取样，然后再把这些取样值转换为输出的数字量。因此，一般的 A/D 转换 过程是通过取样、保持、量化和编码这四个步骤完成的。取样定理:在满足取样定理的条件下，可以用一个低通滤波器将信号 vs 还原为 vi ，这个低通滤波器的电压

22、传输系数 A(f )在低于几的范围内应保持不变，而在 fs=fi max 以前应迅速下降为零。因此，取样定理规定了 A/D 转换的频率下限。因为每次把取样电压转换为相应的数字量都需要一定的时间，所以在每次取样以后，必须把取样电压保持一段时间。可见，进行 A/D 转换时所用的输入 电压，实际上是每次取样结束时的 vi 值。量化和编码:我们知道，数字信号不仅在时间上是离散的，而且在数值上的变化也不是连续的。这就是说，任何一个数字量的大小，都是以某个最小数量单位的整倍数来表示的。因此，在用数字量表示取样电压时，也必须把 它化成这个最小数量单位的整倍数，这个转化过程就叫做量化。所规定的最小数量单位叫

23、做量化单位，用表示。显然，数字信号最低有效位中的 1 表示的数量大小，就等于。 把量化的数值用二进制代码表示，称为编码。这个二进制代码就是 A/D 转换的输出信号。 单片 A/D 转换器的转换精度是用分辨率和转换误差来描述的。分辨率:它说明 A/D 转换器对输入信号的分辨能力，A/D 转换器的分辨率以输出二进制(或十进制)数的位数表示。从理论上讲，n 位输出的 A/D 转换器能区分 2n 个不同等级的输入模拟电压，能区分输入电压的最小值为满量程输入的1/ 2n 。在最大输入电压一定时，输出位数愈多，量化单位 愈小，分辨率愈高。例如 A/D 转换器输出为 10 位二进制数，输入信号最大值为 3V

24、，那么 这个转换器应能区分输入信号的最小电压为 3mV。转换误差:表示 A/D 转换器实际输出的 数字量和理论上的输出数字量之间的差别。常用最低有效位的倍数表示。根据模数转换器件的特点，在本数字滤波器系统中选择了 TI 公司的 TLV157O 芯片，它 是一款 8 通道 10 位 2.7 到 5.5V 低电压模数转换芯片。由于 DSP 的 10 电压为3.3V，因此选择 3.3V 电压供给 TLV1570 器件可以省略电平转换器件。TLV1570 在 3V 电压下的采样频率为 625KSPS，因此对于输入信号来说最高频率不能超过 300K。系统的分辨率为 3mV，最大误差 1LSB。下图为 T

25、LV1570 的功能时序图。从功能时序图可以看出该器件包含一个 8 通道输入多路复用器，一个高速的 10 位 ADC，一个内部的电压参考源和一个高速的串行接口。3.5.2 D/A 转换接口电路设计 数字量是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位代码都有一定的权。为了将数字量转换成模拟量，必须将每 1 位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将 这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字一模拟转换。这 就是构成 D/A 转换器的基本思路。D/A 转换器的转换精度通常用分辨率和转换误差来描述。分辨率，D/A 转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。输入数字量位数越多，

26、输出电 压可分离的等级越多，即分辨率越高。在实际应用中，往往用输入数字量的位数表示 D/A 转换器的分辨率。此外，DA/转换器也可以用能分辨的最小输出电压(此时输入的数字代码 只有最低有效位为 1，其余各位都是 0)与最大输出电压(此时输入的数字代码各有效位全为1)之比给出。N 位 D/A 转换器的分辨率可表示为1/(2n ) 1。它表示 D/A 转换器在理论上可 以达到的精度。转换误差，转换误差的来源很多，转换器中各元件参数值的误差，基电源不够稳定和运算放大器的零漂的影响等。D/A 转换器的绝对误差(或绝对精度)是指输 入端加入最大数字量(全)l 时，D/A 转换器的理论值与实际值之差。该误

27、差值应低于 LSB/2。由于模数转换选择了 10 位器件，为了简化程序代码，减少 DSP 的运算工作量，并根据 数模转换器件的特点，在本数字滤波器系统中选择了 TI 公司的 TLV5608 芯片，它是一款 8 通道 10 位 2.7 到 5.5V 低电压数模转换芯片。由于 DSP 的 10 电压为 3.3V，因此选择 3.3V 电压供给 TLV157O 器件可以省略电平转换器件。3.5.3 McBSP 接口设计6DSP5402 具有两个高速、全双工、多通道缓冲串行接口(McBSP)其方便的数据流控制可 使其与大多数同步串行外围设备接口。McBSP 是在标准串行接口的基础上对功能进行扩展 的，除

28、了具有标准串口的功能特点外，其灵活性体现在以下几个方面:双缓冲区发送，三 缓冲区接收，允许连续数据流传输;可与 SPI、AC97 等兼容设备直接接口;可编程帧同 步、数据时钟极性，支持外部移位时钟和内部频率可编程移位时钟;拥有相互独立的数据 发送和接受帧同步脉冲和时钟信号:多通道发送和接收，最多可达 128 个通道，速度可为 100Mbit/s。DPS5402 的 McBSP 串口工作于时钟停止模式时与 SPI 协议兼容。当将 McBSP 配置为时钟停止模式时，发送器和接收器在内部得到同步，这时 McBSP 可作为 SPI 的主设备或 从设备。发送时钟信号 BCLKX 对应于 SPI 协议中的

29、串行时钟 SCK，发送帧同步信号对应 于从设备的使能信号 CS。在这种方式下对接收时钟信号 BCLKR 和接收帧同步信号 BFSR 将不进行连接，因为它们的内部与 BCLKX 和 BFSX 相连接。 4数字滤波器的 TMS320VC5402 定点实现7 4.1DSP 芯片的定点运算在定点 DSP 芯片中，采用定点数进行数值运算，其操作数一般采用整型来表示。一个 整型的最大表示范围取决于 DSP 芯片所给定的字长，一般为 16 位或 24 位。显然，字长越 长，所能表示的数的范围越大，精度也越高。如无特别的说明，下面均以 16 位字长为例。DSP 芯片的数以 2 的补码形式表示。每个 16 位数

30、用一个符号位来表示数的正负(0 表示 数值为正，1 则表示数值为负)，其余 15 位表示数值的大小。在许多情况下，数学运算过程中的数不一定都是整数。那么，DSP 芯片是如何处理小数的呢?应该说，DSP 芯片本身无能为力。那么DSP 芯片如何处理各种小数呢?这其中关键就是由程序员来定一个数的小数 点处于 16 位中的哪一位。这就是数的定标。通过设定小数点在 16 位数中的不同位置，就 可以表示不同大小和不同精度的小数了。数的定标有 Q 表示和 S 表示两种。图4-1中列出了 一个 16 位数的 16 种 Q 表示、S 表示及它们所能表示的十进制数值的范围。Q 表示S 表示十进制数表示范围Q15S

31、0.15-1X0.9999695Q14S1.14-2X1.9999390Q13S2.13-4X3.9998779Q12S3.12-8X7.9997559Q11S4.11-16X15.9995117Q10S5.10-32X31.9990234Q9S6.9-64X63.9980469Q8S7.8-128X127.9960938Q7S8.7-256X255.9921875Q6S9.6-512X511.9804375Q5S10.5-1024X1023.96875Q4S11.4-2048X2047.9375Q3S12.3-4096X4095.875Q2S13.2-8192X8191.75Q1S14.1-

32、16384X16383.5Q0S15.0-32768X32767图4-1 Q 表示、S 表示及范围4.2系统初始化程序设计 DSP 系统的硬件设计之后，软件设计就成为系统设计的关键，一个 DSP 系统在很大程 度上取决于软件设计是否合理与可靠。在 DSP 进行数字滤波运算前必须进行一些初始化程 序。在本系统中初始化程序主要包括:DSP 芯片的初始化、矢量表初始和两个串行端口的初始化。DSP5402 共有三个控制和状态寄存器，对 CPU 的控制是通过 CPU 状态和控制寄存器来 完成的。分别为状态寄存器 0(ST0)、状态寄存器 1(ST1)和处理器模式状态寄存器(PMST)。 DSP不同条件和

33、模式下的状态都包含 ST0 和 ST1:PMST 包含存储器设置状态和控制信息。由于这些寄存器是存储器映像，所以可以像对数据存储器操作那样对它们进行读出和写入。在调用子程序或中断服务子程序时，可以将它们保存下来，返回时再恢复。DSP 芯片的初始化是设定 DSP 芯片工作状态的重要步骤，只有正确进行 DSP 芯片的初 始化，才能保证芯片的正确运行。在调试软件的过程中，如果发现程序运行不正确，应首先查看芯片各寄存器的初始化状态设置是否正确，然后再调试用户程序，否则就会降低调试效率。TMS320VC5402 芯片加电复位之后处于预先设定的状态，无论是状态寄存器还是控制寄存器都有一个确定的数值。对寄存

34、器进行初始化主要包括:状态寄存器ST0、状态寄存器 ST1、处理器模式控制寄存器PMST、软件等待状态寄存器SWWSR、组交换控制寄存器 BSCR 和时钟模式寄存器 CLKMD。中断矢量表是每个 DSP 系统必须用到的，对中断矢量表进行初始化是 DSP 初始化的一 个重要的组成部分，正确设置中断矢量包括:（1）根据 DSP 芯片对各中断矢量的设置位置 编写一个子程序。在 TMS32OVC5402 中，要求每个中断矢量占 4 个字，如果跳转指令不够 4 个字，可用 NOP 指令填充，每个 NOP 占一个字。（2)设置 PMST 控制寄存器。该寄存器的高9位是 IPTR，用于设置矢量表的起始地址。

35、（3)连接时将矢量表重定位到IPTR指定的地址。TMS320VC5402 芯片包含两个多通道缓冲串行口，在本系统的设计中两个串行口分别 接 DA 和 AD 芯片。McBSP 通过一系列存储器映射控制寄存器来进行配置和操作。为了是 McBSP 接口工作在所希望的模式下，必须在初始化时多相关寄存器进行正确的配置。4.3 软件开发环境及实现数字滤波程序设计流程4.3.1 软件开发环境DSP 芯片的开发需要一套完整的软、硬件开发工具。DSP 芯片的开发工具可以分为代 码生成工具和代码调试工具两类。CCS 代码调试器是针对标准 TMS320 调试接口的集成开发 环境 IDE，由 TI 公司在 1999

36、年推出。CCS 集成开发环境中包含 Simulator(软件仿真器)和 Emulator(硬件仿真器)两部分。 它们使用的是同一个集成开发环境。在本设计的早期，由于 PCB 板还没有完成，采用软件 仿真器进行程序的调试，后期采用硬件仿真器将编译通过后的程序通过 JTAG 口下载到芯片 内部，然后设置断点进行单步的调试。CCS 集成开发环境(IDE)支持从编辑、编译、汇编、 链接到调试 DSP 应用程序的整个开发过程。CCS 具有强大的源代码编辑器，允许编辑 C 语 言源代码和汇编源代码，能在 C 代码之后显示与之对应的汇编指令。CCS 使用工程来管理 整个应用程序设计的所有文档，工程中可包含

37、C 语言源代码、汇编源代码、库文件、链接 命令文件、头文件和目标文件。在使用 CCS 调试工具时能设置一个或多个断点;在断点处自动更新;使用 Watch 窗口查看变量:查看、编辑存储器和寄存器的值;使用 Probe Point 工具 在主机与目标系统间传输数据;观察目标系统中执行的反汇编代码和 C 语言指令;对目标系统中的信号绘图显示。4.3.2 数字滤波程序设计流程图4-2是利用 DSP 实现数字滤波的流程图，说明如下:利用 DSP 实现 FIR 数字滤波的子程序设计思路如下:1.查询 SPCR11 寄存器的第二位，当为 1 时说明 read ready，将 DRR11 的 值读入 AR3

38、所指向的地址，该值为最新的采样值。2.将最新的采样值减去 200h，然后 AR3 的值减一。3.执行 MAC 指令。4.将累加器的值送给变量 Y，并将 Y 加上 200h。5、查询 SPCR20 寄存器的第二位，当为 1 时说明 write ready，将 Y 值附给 DXR10，该值为滤波器输出值。 6、循环执行上面步骤。开始DSP 初始化McBSP0 初始化McBSP1 初始化将 h（n）的值赋给相应的循环缓冲区将 x(n)对应循环缓冲区的值清零TLV5608 初始化TLV1507 初始化循环执行滤波程序图4-2 DSP 实现数字滤波器流程图设计的程序工程中包含 4 个文件:filter.

39、c，init.asm，vectors.asm，fliter.cmd 四个文件实 现不同的功能。fliter. c 文件为 C 语言编写的源文件，在本设计中主要功能是将各个子程序 结合起来，便于阅读。init.asm 文件为汇编语言编写的源文件，是本设计中的主要文件，包含了各个初始化程序的具体操作和实现数字滤波的具体代码。vectors.asm 文件为中断矢量 表初始化子程序文件，中断矢量表是每个 DSP 系统必须用到的，对中断矢量表进行初始化 是 DSP 初始化的一个重要的部分。fliter.cmd 为链接器命令文件4.4 软硬件联调与结论 进行软硬件联调是系统设计的最后一步，是检测系统的稳定

40、性及可行性的重要方法。本系统的联调过程和实际结果如下:在电脑中设置本系统软件开发环境的相关配置，连接 DSP 仿真器与目标测试系统的 JTAG 接口，给系统上电。运行 DSP 开发平台，如果不能正 常连接则需要检查 JTAG 电路的连接、整个硬件系统的工作状态、软件平台的配置。编译修改程序代码，直到编译完全通过，本系统前期所设计的程序全部通过编译。下载程 序到目标系统，通过设置断点和单步运行，检查 DSP 相关寄存器的值是否配置为所需要的 值。运行完整的程序，给系统送入输入信号，用示波器观察输出信号的参数和特性是接近理想值。5. 总结本毕业论文设计并实现了一种基于 TI 公司定点数字信号处理器

41、 TMS320VC5402 的数字滤波器系统。在系统的研究和开发过程中利用了 DSP 应用系统设计，完成了对模拟信号的实时采样和滤波，将滤波后的数字信号转换成模拟信号输出。经过几次调试和对产生的仿真结果的分析，得到了在误差允许范围之内的低通数字滤波器。参考文献1程佩青.数字信号处理教程M.清华大学出版社,2001. 2邹彦.DSP原理及应用M.电子工业出版社，2007. 3桑国明，刘智.数字滤波器的 DSP 实现J.大连大学学报,2001.4丁玉美，高西全.数字信号处理M.西安电子科技大学出版社，2002.5吴湘淇.信号系统与信息处理M.电子工业出版社，1999. 6乔瑞萍,崔涛,张芳娟.TM

42、S320C54x 原理及应用M.西安电子科技大学出版社, 2005. 7孙克梅,刘洋. 数字滤波器在 DSP 上的实现J.沈阳航空工业学院学报, 2005. 8张雄伟,陈亮,徐光辉.DSP 芯片的原理与开发应用(3 版) M.电子工业出版社, 2003.9刘顺兰，吴杰.数字信号处理.M.西安电子科技大学出版社，2003.10刘益成，孙祥娥.数字信号处理.M.北京电子工业出版社，2004.致 谢四年的大学生活即将结束，在此期间得到了很多老师和同学的关心与支持，借此机会向所有他们表示忠心的感谢!首先感谢我的导师杨凌云。无论在学习上、还是科研上都得到了她的悉心指导、培养和关心。杨老师严谨的治学态度、一丝不苟的工作作风、敏锐的科研洞察力和渊博的知识给我留下了深刻的印象。在杨老师的指导下，使我最终顺利完成毕业设计。感谢在百忙之中抽出时间审阅本文的各位评阅老师。感谢所有在我学习期间，给予我帮助和关心的同学和朋友们。