有限沖擊響應FIR濾波器的設計完美版

1、專業(yè)班級學號姓名成績有限沖擊響應FIR濾波器的設計一、設計目的1、掌握數(shù)字濾波器的設計過程；2、了解FIR的原理和特性；3、熟悉設計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、輸出信號波形和頻譜變化情況。二、設計內(nèi)容1、通過MATLAB來設計一個低通濾波器，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，觀察其濾波前后的波型變化。三、設計原理濾波器就是在時間域或頻域內(nèi)，對已知激勵產(chǎn)生規(guī)定響應的網(wǎng)絡。使其能夠從信號中提取有用的信號，抑制并衰減不需要的信號，濾

2、波器的設計實質(zhì)上就是對提出的要求給出相應的性能指標.再通過計算，使物理可實現(xiàn)的實際濾波器響應特性逼近給出的頻率響應特性。FIR數(shù)字濾波器是一種非遞歸系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為：H(z)=Y(Z)/X(Z)=b(n)z-n由此可得到系統(tǒng)的差分方程為：y(n)=Eh(i)x(n-i)其激響應h(n)是有限長序列，它其實就是濾波器系數(shù)向量b(n),N為FIR濾波器的階數(shù)在數(shù)字信號處理應用中往往需要設計線性相位的濾波器，F(xiàn)IR濾波器在保證幅度特性滿足技術要求的同時，易做到嚴格的線性相位特性。為了使濾波器滿足線性相位條件，要求其單位脈沖響應h(n)為實序列，且滿足偶對稱或奇對稱條件，即h(n尸h(N-1-n詼h

3、(n)=h(N-1-n)。這樣，當N為偶數(shù)時，偶對稱線性相位F訊濾波器的差分方程表達式為Y(n)=Eh(i)(x(n-i)+x(N-1-n-i)由上可見，F(xiàn)IR濾波器不斷地對輸入樣本x(n)延時后，再做乘法累加算法，將濾波器結果y(n)輸出。因此，F(xiàn)IR實際上是一種乘法累加運算。而對于線性相位FIR而言，利用線性相位FIR濾波器系數(shù)的對稱特性，可以采用結構精簡的FIR結構將乘法器數(shù)目減少一半。FIR濾波器的單位脈沖h(n)是一個有限長序列。若h(n)為實數(shù)，且滿足偶對稱或是奇對稱的條件，則FIR濾波器具有相位特性，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器具有以下幾個特點：FIR濾波器無反饋回路，是一種無條件穩(wěn)定系統(tǒng)。

4、四、總體方案設計1、有給定的設計參數(shù)，濾波器系數(shù)可由MATLAB中的函數(shù)產(chǎn)生。2、在CC部采用匯編源程序來實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器步驟1)：創(chuàng)建工程文件project/new/myproject保存時加后綴。2)：在file/new/sourcefile進行匯編語言并將其添加到工程文件。3)：編譯匯編鏈接project/build生成out文件。4）：file/loadprogram。5）：執(zhí)行文件。五、主要參數(shù)濾波器階數(shù)為17,a1=a15=0,a2=a14=158,a3=a13=264,a4=a12=-29，0a5=a11=-1406,a6=a10=3187,a7=a9=9287,a8=122

5、72六、設計步驟1、啟動CCS，在CCS中建立一個匯編源文件、建立一個C源文件和一個命令文件，并將這三個文件添加到工程，再編譯并裝載程序。2、設置波形時域觀察窗口，得到其濾波前后波形變化圖；3、設置頻域觀察窗口，得到其濾波前后頻譜變化圖。七、源程序1、匯編源文件；一個FIR濾波器源程序.mmregs.globalstart.defstart,_c_int00INDEX.set1KS.set256;模擬輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小N.set17COFF_FIR.sect"COFF_FIR"；FIR濾波器系數(shù).word0.word158.word264.word-290.word-140

6、6.word-951.word3187.word9287.word12272.word9287.word3187.word-951.word-1406.word-290.word260.word158.word0.dataINPUT.copy""模擬輸入在數(shù)據(jù)存儲區(qū)0x2400OUTPUT.space1024;輸出數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)區(qū)0x2500;FIR_DP.usect"FIR_VARS",0;D_FIN.usect"FIR_VARS",1;D_FOUT.usect"FIR_VARS",1COFFTAB.usect&qu

7、ot;FIR_COFF",NDATABUF.usect"FIR_BFR",NBOS.usect"STACK",0FhTOS.usect"STACK",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.asgAR6,INBUF_P;模擬輸入數(shù)據(jù)指針.asgAR7,OUTBUF_P;FI磁波器輸出數(shù)據(jù)指針_c_int00bstartnopnopstart:ssbxFRCTSTM#COFFTAB,COFF_PRPT#N-1;將FIR

8、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_PSTM#DATABUF,DATA_PRPTZA,#N-1STLA,*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_PSTM#OUTPUT,OUTBUF_PSTM#KS-1,BRCRPTBDLOOP-1STM#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+

9、%RPTZA,N-1MAC*DATA_P+0%,*COFF_P+0%,ASTHA,*OUTBUF_P+LOOP:EENDBEEND.end2、鏈接程序-m-oMEMORYPAGE0:ROM1(RIX):ORIGIN=0080H,LENGTH=100HPAGE1:INTRAM1(RW):ORIGIN=2400H,LENGTH=0200HINTRAM2(RW):ORIGIN=2600H,LENGTH=0100HINTRAM3(RW):ORIGIN=2700H,LENGTH=0100HB2B(RW):ORIGIN=0070H,LENGTH=10HSECTIONS.text:>ROM1PAGE0

10、.data:>INTRAM1PAGE1FIR_COFF:>INTRAM2PAGE1FIR_BFR:>INTRAM3PAGE1.stack:>B2BPAGE13、執(zhí)行程序0000:0080:46:75$,_text_,.text,_c_int000000:0084start0000:0095FIR_TASK0000:00A0FIR_FILTER0000:00A5EEND,LOOP-0000:00A7COFF_FIR,etext,_etext_八、實驗結果及分析1、設置波形時域觀察窗口，得到其濾波前后波形變化圖濾波前的波形輸入GraphProperlyDialog|口工印L

11、syTyy電|EingleTing昌人GraphTitleGraphicalDispl打11StartAddrassINPUTP喔0口.tkcuisilionBtif£erSis*2S61Index:Increrieni.1Disp_D包LaSize2S&4DSPDataType1&-111signedixttegerQ-nlue0SamplizifRats(Hi)1Plot。式mFrofftL*£ttoEightLsfIl-si>£tsd口alaDisplayY打A-uloscale小DCVTre0AjcesDisplaynTimeDisp

12、layUnit孱MlQK|GuizL二L3M71m+III)De11i/17e*4-U,1：,1111aM-1J帝：iIS££r1|11|f1rllllJ-U；皿-L4-112707-1L1II1111II111(tidJJTMtH1I-11W+一1111111111fdiit-23&H；iii4比"l，i5，心血qil況NM,1粥3啦1U山1«2癡171泌&如凍1,颯濾波前的波形輸出2、設置頻域觀察窗口，得到其濾波前后頻譜變化圖濾波前頻譜圖龍小1挺江L1*-iua*-rX：W，£加51曰土二15加唔口口X廿DDBXI-SetfrD315濾波后頻譜圖九、設計總結在這次DSP課程設計中，我受益匪淺！這期間學到了更多CC瞅件的知識,同時也對這個軟件的操作更加熟悉。用DSP實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波，具有穩(wěn)定性好、準確度高、靈活性好、不受環(huán)境影響等優(yōu)點。在完成這個設計的過程中我遇到了好多操作問題，好多次都想放棄，因為有了老師的悉心指導和同學的熱心幫助