基于dsp的语音信号fir低通滤波器设计

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1、科信学院DSP应用系统（三级项目）（2014/2015学年第二学期）课程名称：DSP原理与应用题目：基于DSP的语音信号FIR低通滤波器设计专业班级：信息1221学号：学生姓名：Liu指导教师：设计成绩：2015年7月10日1、项目设计目的通过课程设计，加深对DSP芯片TMS320C54x的结构、工作原理的理解，获得DSP应用技术的实际训练，掌握设计较复杂DSP系统的基本方法、数字滤波器的设计过程，了解FIR的原理和特性，熟悉设计FIR数字滤波器的原理，学习FIR滤波器的DSP的实现原理，学习使用CCS的波形观察窗口观察输入/输出信号波形和频谱变化情况。2、项目设计正文2.1硬件设计2.1.

2、1方案设计本次设计基于ccs3.3运行环境下，使用ICETEK-VC5509-EDU实验箱（包括仿真器）、麦克风输入设备、耳机输出相关设备等完成此次设计。主要是通过实验箱上AIC23芯片实时采集语音信号，进行FIR低通滤波，使用MATLAB环境下的FDAtool工具来产生低通滤波器系数，用DSP汇编语言或C语言进行编程实现FIR运算对语音信号进行滤波处理，并且与CCS算法库中的dsplib中的算法相比较，对所设计的FIR滤波器各项指标进评价。2.1.2CCS开发环境配置CCS可以工作在纯软件仿真环境中，就是由软件在PC机内存中构造一个虚拟的DSP环境，可以调试、运行程序。但一般软件无法构造D

3、SP中的外设，所以软件仿真通常用于调试纯软件的算法和进行效率分析等，本次设计将使用硬件仿真(Emulator)。在使用软件仿真方式工作时，无需连接板卡和仿真器等硬件。⑴双击桌面上图标：进入CCS设置窗口。⑵在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：图2-1Emulator选项图⑶接着在下面的窗口中按标号顺序进行如下选择：图2-2Emulator配置图⑷在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置：图2-3Emulator配置完成图⑸在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置:图2-4配置完成图以上设置完成后，CCS已经被设置成Emulator的方式(用仿真器连接硬件板卡的方式)，并且指定通过ICETEK-51

4、00USB仿真器连接ICETEK-VC5509-A2.1.3语音编解码芯片TLV320AIC23原理ICETEK-VC5509-A评估板上有一个语音编解码芯片TLV320AIC23。TLV320AIC23内置耳机输出放大器，支持MIC和LINEIN两种输入方式（二选一），且对输入和输出都具有可编程增益调节。AIC23的模数转换（ADCs）和数模转换（DACs）部件高度集成在芯片内部，采用了先进的Sigma－delta过采样技术，可以在8K到96K的频率范围内提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样，ADC和DAC的输出信噪比分别可以达到90dB和100dB。图2-5TMS32

5、0VC5509与TLV320AIC23的连接示意图系统中AIC23的主时钟12MHz直接由外部的晶振提供。MODE接数字地,表示利用I2C控制接口对AIC23传输控制数据。CS接数字地,定义了I2C总线上AIC23的外设地址,通过将CS接到高电平或低电平,可以选择AIC23作为从设备在I2C总线上的地址。SCLK和SDIN是AIC23控制端口的移位时钟和配置数据输入端,分别与VC5509的I2C模块端口SCL和SDA相连。收发时钟信号CLKX1和CLKR1由AIC23的串行数据输入时钟BCLK提供,并由AIC23的帧同步信号LRCIN、LRCOUT启动串口数据传输。DX0和DR0分别与AIC

6、23的DIN和DOUT相连,从而完成VC5509与AIC23间的数字信号通信。2.1.4FIR滤波器原理对于一个FIR滤波器系统，它的冲击响应总是又限长的，其系统函数可记为：(2-a)其中N-1是FIR的滤波器的阶数，为延时结，h(n)为端口信号函数。最基本的FIR滤波器可用下式表示：(2-b)其中x(n-k)输入采样序列，h(k)是滤波器系数，N是滤波器的阶数Y(N)表示滤波器的输出序列，也可以用卷积来表示输出序列y(n)与x(n)、h(n)的关系，如下：(2-c)2.1.5滤波器系数的生成在Matlab的Start菜单中选择Toolboxes->FilterDesign->FilterD

7、esign&AnalysisTools(fdatool)，或者在命令行中输入fdatool来启动滤波器设计分析器。启动成功后界面如图所示。图2-6fdatool界面图在选项中选择或输入滤波器参数，然后点击“DesignFilter”按钮，完成滤波器的设计。具体参数及设计成功后的结果如图图2-7滤波器图从Matlab中导出FIR滤波器系数。在Fdatool中，选择Targets->CodeComposerStu