FIR濾波器的DSP實現(xiàn)

第四章FIR數(shù)字濾波器設計4.1實驗目的 1、熟悉使用TI公司的6413DSP開發(fā)板。 2、進一步熟悉軟件CodeComposerStudio的使用。 3、掌握加窗法實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器的原理。4.2實驗內(nèi)容 使用CodeComposerStudio軟件在6713DSP開發(fā)板上實踐加窗FIR數(shù)字濾波器算法。4.3實驗器材 6713DSP開發(fā)板x1 USB數(shù)據(jù)線x1 供電線x1 電腦x14.4實驗原理1.一個長度為N+1的因果FIR濾波器傳輸函數(shù)H(z)是Z-1的H其對應的頻率響應函數(shù)為：H任何長度為N+1的有限長序列x[n]的特性可由其離散時間傅里葉變換X(ejw)的N+1樣本完全描述。因此，要設計一個長度為N+1的FIR濾波器，可以利用沖擊響應序列{h[n]}或頻率響應H(ejw)的N+1hFIR濾波器的兩種直接設計方法為加窗傅里葉級數(shù)法和頻率抽樣法。本次實驗只用加窗傅里葉級數(shù)法實現(xiàn)。2.由于加窗理想濾波器沖擊響應序列的幅值響應出現(xiàn)吉布斯（Gibbs）現(xiàn)象，我們需要利用兩邊都是逐漸平滑減小到零的窗函數(shù)或者在通帶到阻帶加入平滑的過渡帶等方法減弱吉布斯現(xiàn)象。使用漸縮的窗函數(shù)可以使旁瓣的高度減小，但會使主瓣的寬度相應的增加，結(jié)果是在不連續(xù)點間出現(xiàn)更寬的過渡帶?，F(xiàn)將我們常用的長度為N=2M+1的漸變窗函數(shù)列舉如下：Hann窗：Hamming窗：Blackman窗：Kaiser窗：窗函數(shù)主瓣寬度旁瓣寬度最小阻帶衰減過渡帶帶寬ΔωHann窗8π/(2M+1)31.5dB43.9dB3.11π/MHamming窗8π/(2M+1)42.7dB54.5dB3.32π/MBlackman窗12π/(2M+1)58.1dB75.3dB5.56π/M矩形窗4π/(2M+1)13.3dB29.9dB0.92π/M4.5實驗步驟 1、將6713DSP開發(fā)板接上電源并與計算機連接，打開6713DSKDiagnosticsUtility檢測實驗設備是否連接正常。 2、打開Matlab，輸入hamming(80)，將得到的81個數(shù)據(jù)保存好。新建一個數(shù)組hamming[81]，把剛得到的81個數(shù)據(jù)保存在hamming[81]的數(shù)組中。 3、利用Matlab生成一個帶噪音的信號，并保存在input.dat的文件中。 4、打開CodeComposerStudio軟件新建工程，敲入程序，將輸入文本input.dat放在工程目錄下。 5、檢查FIR濾波結(jié)果，利用CCS軟件自帶的畫圖功能畫出輸入和輸出的時域波形和幅度譜。4.6實驗框圖FIR濾波程序框圖4.7實驗參考程序#include"limits.h"#include"math.h"#defineN81//濾波器長度#defineLEN1001//輸入數(shù)據(jù)長度#definePI3.1415926floatyn;//輸出臨時結(jié)果floatinput[LEN];//輸入數(shù)組floatoutput[LEN];//輸出數(shù)組staticvoiddataIO(void);constfloathamming[81]={0.080000,0.081418,0.085663,0.092710,0.102514,0.115015,0.130137,0.147786,0.167852,0.190213,0.214731,0.241254,0.269619,0.299651,0.331164,0.363966,0.397852,0.432615,0.468040,0.503909,0.540000,0.576091,0.611960,0.647385,0.682148,0.716034,0.748836,0.780349,0.810381,0.838746,0.865269,0.889787,0.912148,0.932214,0.949863,0.964985,0.977486,0.987290,0.994337,0.998582,1.000000,0.998582,0.994337,0.987290,0.977486,0.964985,0.949863,0.932214,0.912148,0.889787,0.865269,0.838746,0.810381,0.780349,0.748836,0.716034,0.682148,0.647385,0.611960,0.576091,0.540000,0.503909,0.468040,0.432615,0.397852,0.363966,0.331164,0.299651,0.269619,0.241254,0.214731,0.190213,0.167852,0.147786,0.130137,0.115015,0.102514,0.092710,0.085663,0.081418,0.080000};voidmain(){inti,j,n;floatm,wc,hlp[81],ht[81];intfs;float*x;dataIO();fs=10000;wc=1000*2*PI/fs;//截止頻率1000Hzfor(n=0;n<N;n++)//計算沖激響應ht{m=n-(N-1)/2+DBL_EPSILON;hlp[n]=sin(wc*m)/(PI*m);ht[n]=hamming[n]*hlp[n];}for(j=0;j<LEN;j++)//計算卷積{x=&input[j];yn=0;for(i=0;i<N;i++){yn+=ht[i]*(*x++);}output[j]=yn;}dataIO();while(1);}staticvoiddataIO()//用于文件I/O{return;}Matlab生成噪音信號：f11=800;%原信號頻率f12=1200;%噪音1頻率f13=3000;%噪音2頻率fs=10000;%采樣頻率N=1000;T=1/fs;n=0:N;x11=sin(2*pi*f11*n*T);x12=0.7*sin(2*pi*f12*n*T);x13=0.5*sin(2*pi*f13*n*T);x_base=(x11+x12+x13);fid=fopen('input.dat','w');fprintf(fid,'16511000\r\n');fprintf(fid,'%d\r\n',x_base);fclose(fid);4.8實驗范例 1、文件I/O設置：點擊選中寫著“dataIO();”的行，然后分別點擊和來給該行下breakpoint和probepoint。共有2行需要此操作。點擊重新編譯整個工程。點擊file->fileI/O...,點擊addfile,添加input1.dat（輸入文件），然后點擊addprobepoint,在彈出的對話框中如下設置：依次點擊replace，確定。在對話框中如下設置點擊fileoutput,添加output.dat,然后點擊addprobepoint,如下設置點擊replace,確定。2、載入程序到DSP開發(fā)板中，點擊debug–>