DSP課程設(shè)計有限沖擊響應(yīng)FIR濾波器的設(shè)計

1、太原理工大學現(xiàn)代科技學院 課程設(shè)計太原理工大學現(xiàn)代科技學院dsp硬件電路設(shè)計基礎(chǔ) 課程設(shè)計設(shè)計名稱 有限沖擊響應(yīng)fir濾波器的設(shè)計 專業(yè)班級 電子信息工程10-3班 學 號 2010101391 姓 名 王建峰 指導教師 李鴻燕 太原理工大學現(xiàn)代科技學院專業(yè)班級電信1003班 學生姓名王建峰課程名稱dsp原理及應(yīng)用設(shè)計名稱有限沖擊響應(yīng)fir濾波器的設(shè)計設(shè)計周數(shù)1.5周指導教師李鴻燕設(shè)計任務(wù)主要設(shè)計參數(shù)1. 掌握數(shù)字濾波器的設(shè)計過程；2. 了解fir的原理和特性；3. 熟悉設(shè)計fir數(shù)字濾波器的原理和方法；4. 學習fir濾波器的dsp實現(xiàn)原理；5. 學習使用ccs的波形觀察窗口觀察輸入/輸出信

2、號波形和頻譜變化情況。設(shè)計內(nèi)容設(shè)計要求1. 通過matlab來設(shè)計一個低通濾波器，對它進行模擬仿真確定fir濾波器系數(shù)；2. 用dsp匯編語言及c語言進行編程，實現(xiàn)fir運算，對產(chǎn)生的合成信號，濾除信號中高頻成分，觀察濾波前后的波型變化。主要參考資 料鄒彥等dsp原理及應(yīng)用北京：電子工業(yè)出版社2007年電氣與電子信息類本科規(guī)劃教材李利等dsp原理及應(yīng)用北京：中國水利水電出版社2007年21世紀高等院校規(guī)劃教材學生提交歸檔文件課程設(shè)計報告課程設(shè)計任務(wù)書注：1.課程設(shè)計完成后，學生提交的歸檔文件應(yīng)按照：封面任務(wù)書說明書圖紙的順序進行裝訂上交（大張圖紙不必裝訂） 2.可根據(jù)實際內(nèi)容需要續(xù)表，但應(yīng)保持

3、原格式不變。指導教師簽名： 日期： 2012-12-10 裝訂線專業(yè)班級 電信1003班 學號 2010101391 姓名 王建峰 成績 1 dsp芯片的概述 數(shù)字信號處理器（dsp）是一種能對數(shù)字信號進行高速實時處理的高速處理器，其主要是用來快速的實現(xiàn)各種數(shù)字處理的算法。在當今的數(shù)字化時代中，dsp已經(jīng)成為通信設(shè)備，計算機網(wǎng)以及其它電子產(chǎn)品的基本元器件。 本文采用的dsp芯片為tms320vc5402 。 2 fir數(shù)字濾波器的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 所謂數(shù)字濾波器，是指輸入、輸出均為數(shù)字信號，通過數(shù)值運算關(guān)系改變輸入信號所含頻率成分的相對比例,或者濾除某些頻率成分的器件。若其系統(tǒng)函數(shù)為h(z),其脈

4、沖響應(yīng)為h(n)，對輸入時間序列x(n)，若輸出時間序列為y(n)，則它們在時域內(nèi)有如下關(guān)系：y（n）=h（n）*x（n），在z域有如下關(guān)系：y（z）=h（z）x（z） （1）公式中x（z），y(z)分別是x（n），y（n）的z變換。在頻域中有如下關(guān)系y（jw）=h（jw）*x（jw）（2） h(jw) 是數(shù)字濾波器的頻率特性；設(shè)單位脈沖響應(yīng)h(n)長度為n，輸入信號為x(n),則fir數(shù)字濾波器就是要實現(xiàn)下列差分方程 （3）式（3）就是fir數(shù)字濾波器的差分方程，fir網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點就是沒有反饋支路，即沒有環(huán)路，因此它是無條件的穩(wěn)定系統(tǒng)，其單位脈沖響應(yīng)h(n)是一個有限長序列。由上面的方程可知

5、，fir濾波器實際上是一種乘法累加運算，不斷地輸入樣本x(n),經(jīng)延時(z-1)，做乘法累加，輸出濾波結(jié)果y(n) 。對式子（3）進行z變換，整理后可以得到fir濾波器的傳遞函數(shù)（4）由式（4）可以看出，fir數(shù)字濾波器一般網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如下圖1所示。 圖1 fir數(shù)字濾波器一般網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 源程序 ;一個fir濾波器源程序 file2.asm .mmregs .global start .def start,_c_int00 index .set 1 ks.set 256 ;模擬輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小 n .set 9 coff_fir.sect coff_fir;fir濾波器系數(shù) .word 0 .w

6、ord -951 .word 3187 .word 9287 .word 12272 .word 9287 .word 3187 .word -951 .word 0 .data input .copy firin.inc ;模擬輸入在數(shù)據(jù)存儲區(qū)0x2400 output.space1024 ;輸出數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)區(qū)0x2500 ;fir_dp.usectfir_vars,0 ;d_fin.usectfir_vars,1 ;d_fout.usectfir_vars,1 cofftab .usectfir_coff,n databuf.usectfir_bfr,n bos.usectstack,0fh

7、 tos.usectstack,1 .text .asgar0,index_p .asgar4,data_p;輸入數(shù)據(jù)x(n)循環(huán)緩沖區(qū)指針 .asgar5,coff_p;fir系數(shù)表指針 .asg ar6,inbuf_p ;模擬輸入數(shù)據(jù)指針 .asgar7,outbuf_p;fir濾波器輸出數(shù)據(jù)指針 _c_int00 b start nop nop start: ssbx frct stm #cofftab,coff_p rpt #n-1 ;將fir系數(shù)從程序存儲器移動 mvpd#coff_fir,*coff_p+;到數(shù)據(jù)存儲器 stm#index,index_p stm#databuf,d

8、ata_p rptza,#n-1 stla,*data_p+;將數(shù)據(jù)循環(huán)緩沖區(qū)清零 stm#(databuf+n-1),data_p ;數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針指向xn-(n-1) stm#cofftab,coff_p; fir_task: stm#input,inbuf_p stm #output,outbuf_p stm#ks-1,brc rptbdloop-1 stm#n,bk;fir循環(huán)緩沖區(qū)大小 ld*inbuf_p+,a;裝載輸入數(shù)據(jù) fir_filter: stla,*data_p+% rptza,n-1 mac*data_p+0%,*coff_p+0%,a stha,*outbuf_p+

9、 loop: eendb eend .end 鏈接文件 fir1.obj -m fir1.map -ofir1.out memory page 0: rom1(rix):origin=0080h,length=100h page 1: intram1(rw) :origin=2400h,length=0200h intram2(rw) :origin=2600h,length=0100h intram3(rw) :origin=2700h,length=0100h b2b(rw):origin=0070h,length=10h sections .text :rom1page 0 .data : intram1 page 1 fir_coff: intram2 page 1 fir_bfr : intram3 page 1 .stack : b2b page 1 波形圖： 輸入時域 輸入頻域 輸出時域 輸出頻域 這次設(shè)計，涉及到很多有