iir与fir滤波器设计与比较

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1、DSP课程设计实验报告FIR与IIR滤波的DSP实现以及二者的比较成绩：工程设计50报告20答辩30总分评语：指导教师签字：日期：35/35目录一、设计任务书…………………………………………………………2二、设计内容……………………………………………………………2三、设计方案、算法原理说明…………………………………………2四、程序设计、调试与结果分析………………………………………11五、设计（安装）与调试的体会………………………………………32六、参考文献……………………………………………………………3435/35一、设计任务书在信号与信息处理中，提取有用

2、信息就要对信号进行滤波。利用DSP可以实时地对信号进行数字滤波。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出，同时对外部输入的信号进行数字滤波。在滤波时同时用fir与iir滤波器进行滤波，并比较二者的区别。二、设计内容（1）对DMA进行初始化；（2）对A/D、D/A进行初始化；（3）编写DMA中断服务程序，实现信号的实时滤波；（4）利用CCS信号分析工具分析信号的频谱成分，确定滤波器的参数，利用MATLAB设计数字滤波器，提取滤波器参数；（5）设计数字滤波算法，或调用DSPLIB中的滤波函数，实现对信号的fir滤波。（6）比较加不同窗和阶数时fi

3、r滤波器的滤波效果；（7）设计数字滤波算法，或调用DSPLIB中的滤波函数，实现对信号的iir滤波。（8）比较fir数字滤波器与iir数字滤波器的效果三、设计方案、算法原理说明（一）硬件原理：McBSP是多通道缓冲串行口，他支持全双工通信，双缓冲数据寄存器，允许连续的数据流。支持传输的数据字长可以是8位、12位、16位、20位、24位或32位。并且内置u律和A律压扩硬件。McBSP在结构上可以分为一个数据通道和一个控制通道。数据通道完成数据的发送和接受。控制通道完成的任务包括内部时钟的产生、帧同步信号产生、对这些信号的控制及多通道的选择等。控制通道还负责产

4、生接口信号送往CPU，产生同步事件通知DMA控制器。在CCS集成开发环境中，与McBSP相关的头文件有：regs54xx.h、mcbsp54.h。在这两个头文件中，定义了McBSP串行口的寄存器资源及使用方法。TLC320AD50C是TI公司生产的SIGMA-DELTA型的16位A/D、D/A转换电路，他的采样速率最高可达22.05kb/s，内涵抗混叠滤波器和重构滤波器，属于模拟接口芯片（AIC），它有一个能与多种昂DSP芯片相连的同步串行通信接口，其采样速率课通过DSP编程来设置。在DAC35/35之前有一个插值滤波器一保证输出信号平滑，在ADC之后有一

5、个抽取滤波器以提高输入信号的信噪比。AD50C片内还包括一个定时器（调整采样率和帧同步延时）和控制器（可编程的增益放大器，锁相环PLL，通信协议等）。AD50有28脚的塑料SOP封装（带DW后缀）和48脚的塑料扁平QFP封装（带PT后缀），体积较小，适用于便携设备。AD50C的工作温度范围是0-70摄氏度，单一5V电源供电或5V模拟电源和3.3V数字电源供电，最大功耗为120mW。在CCS集成开发环境中，与TLC320AD50CCODEC相关的头文件是codec.h。在这个头文件中，定义了与ad50CODEC相关的枚举变量和库函数。除了可以调用codec.

6、h中提供的库函数之外，还可以利用这些枚举变量自己重新编写codec函数，使用枚举变量相互产生所需要的ad50寄存器的初始化值。Codec.h中的库函数位于函数库dsk5402.lib和drv5402.lib中。（二）滤波器的理论设计分析1.直接存储器访问DMA：直接存储器访问(DirectMemoryAccess，简称DMA)是C54xDSP非常重要的片上外设，DMA控制器可以完成数据传输而不影响CPU，因此数据传输速度快。在要求信号实时采集和处理的系统中常采用DMA方式进行信号采集与传输。本实验利用DMA通道2与McBSP1通道结合来读取AD转换数据，

7、利用DMA通道3与McBSP1通道结合来将处理后的数据发送至DA。当一组数据处理完后，将数据存放在存储区out_buffer+frame*0x100中，选择out_buffer+frame*0x100为DMA通道3传送数据首地址，并选择源地址工作在不调整模式。2.IIR滤波原理：IIR数字滤波器差分方程的一般形式为：式中ai、bi为滤波系数。当bi全为零时，该滤波器为FIR数字滤波器；当bi不全为零时，则为IIR滤波器。IIR数字滤波器可用直接型、级联型和并联型三种基本结构实现，其基本组成单元如图1所示。对于二阶IIR数字滤波器，其传递函数为：n时刻II

8、R数字滤波器输出和输入关系为：其中x(n)是输入序列，y(n)是输