dsp课程设计报告——刘雅琪new

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1、一、课程设计的目的和要求1.1课程设计目的：本课程是DSP技术类课程配套的课程设计，要求学生通过高级语言或汇编语言编程实现较复杂的功能。通过课程设计，使学生加深对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。1.2课程设计要求1、认真查阅资料2、课程设计前认真预习3、遵守课程设计时间安排4、认真保质保量完成设计要求5、认真书写报告二、系统功能介绍及总体设计方案2．1功能介绍随着信息技术和计算机技术的飞速发展,数字信号处理技术在众多领域得到广泛应用。数字滤波器由于其精度高、

2、稳定性好、使用灵活等优点,广泛应用在各种数字信号处理领域。数字滤波器根据冲击响应函数的时域特性,可以分为FIR(有限长冲激响应滤波器)和IIR(无限长冲激响应滤波器)。FIR滤波器与IIR滤波器相比,具有严格的线性相位,幅度特性可任意等优点。而且,FIR滤波器的单位抽样响应是有限长的,故一定是稳定的,他又可以用快速傅里叶变换(FFT)算法来实现过滤信号,可大大提高运算效率。本课程设计的是一个等波纹FIR低通滤波器，其具体参数为：采样频率=1000Hz，通带频率=150Hz截止频率=250Hz，通带衰减=0.5dB阻带衰减=80dB。2．2总体设

3、计方案：先进行Matlab程序设计产生待滤波数据（借助设计工具FDATOOL产生设计系数），将其导入CCS，在CCS上进行仿真调试运行，得到了输入和输出的波形及其频谱。MATLAB编程产生待滤波数据观察输入输出波形CCSMATLAB滤波器设计工具FDATOOL设计系数图1总体设计框图三、主要设计内容和步骤3.1FIR数字滤波器的原理分析3.1.1FIR数字滤波器数字滤波器原理一般具有如下差分方程(l)式中为输入序列，为输出序列，和为滤波器系数，N是滤波器阶数。当所有的均为零，则有(2)(2)式是FIR滤波器的差分方程，其一般形式为(3)对(3)

4、式进行变换，整理后可得FIR滤波器的传递函数FIR的直接型结构：图2FIR的直接型结构FIR滤波器最主要的特点是没有反馈回路，因此它是无条件稳定系统。它的单位冲激响应是一个有限长序列。如果是实数，且满足偶对称或奇对称的条件，即或，则滤波器具有线性相位特性。偶对称线性相位FIR滤波器（N为偶数）的差分方程表达式为：线性相位FIR滤波器是用得最多的FIR滤波器。FIR滤波器不断地对输入样本延时后，再作乘法累加算法，将滤波结果输出，因此FIR滤波算法实际上是一种乘法累加运算。在数字滤波器中，FIR滤波器的最主要特点是没有反馈回路，故不存在不稳定的问题

5、。同时可以在随意设置幅度特性的同时，保证精确无误的线性相位。稳定的线性相位特性是FIR滤波器的突出优点。3.1.2系数对称的FIR滤波器对于系数对称的FIR滤波器，由于其具有线性相位特性，因此应用很广，特别是对相位失真要求很高的场合，如调制解调器（MODEM）。一个N=8的FIR滤波器，若,就是对称FIR滤波器，其输出方程为：总共有8次乘法和7次加法。如果改写成：则变成4次乘法和7次加法。可见乘法运算的次数减少了一半。这是对称FIR的有一个优点。对称FIR滤波器的C54x实现的要点（1）在数据存储区中开辟两个循环缓冲区，New循环缓冲区中存放N

6、/2=4个新数据；Old循环缓冲区中存放老数据。循环缓冲区的长度为N/2。x(n-4)x(n-5)x(n-6)x(n-7)数据存储器New循环缓冲区Old循环缓冲区x(n)x(n-3)x(n-2)x(n-1)AR280h88hAR38Bh8Ah89h82h83h81h程序存储器COEF系数表高地址低地址图3（2）设置循环缓冲区指针，AR2指向中最新的数据，AR3指向中最老的数据。（3）在程序存储器中设置系数表。（4）(累加器A的高位)(5)将累加器B清0，重复执行4次（i=0,1,2,……）*系数系数指针（PAR）加1AR2和AR3减1（6）保

7、存和输出结果（结果在BH中）（7）修正数据指针，让AR2和AR3分别指向New缓冲区中最新的数据和Old缓冲区中最老的数据。（8）用New缓冲区中最老的数据替代Old缓冲区中最老的数据。Old缓冲区指针减1。（9）输入一个新数据替代New缓冲区中最老的数据。重复执行第（4）~（9）步3.1.3关键指令在编程中要用到FIRS（系数对称有限冲激响应滤波器）指令，其操作如下：FIRSXmem,Ymem,Pmad执行PmadPAR当(B)+(A(32-16))*(由PAR寻址Pmem)B（（Xmem）+(Ymem））<<16A（PAR）+1PAR(RC

8、)-1RCFIRS指令在同一个机器周期内，通过C和D总线读2次数据存储器，同时通过P总线读一个系数。3.2Matlab的仿真及滤波器系数的确定设计FI