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1、《DSP应用技术课程设计》指导书金陵科技学院信息技术学院2011年12月《DSP应用技术课程设计》指导书1.课程设计应达到的目的木课程是与“DSP技术与应用”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数字滤波器、数字信号发生器、FFT算法功能。通过课程设计，使学牛加深対DSP芯片TMS320C54X的结构、工作原理的理解，熟悉常用算法的原理,获得DSP应用技术的实际训练，掌握设计DSP基本系统的方法。2.课程设计题目及要求木课提供了三个选题，学生可任选一个进行设计。(1)数字滤波器的设计在数字信号处理中，滤波
2、占冇极其璽要的地位。数字滤波是语咅处理、图像处理、模式识別、频谱分析等应用中的•基本处理算法。用DSP芯片实现数字滤波除了具冇稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点外，还具冇灵活性好等特点。数字滤波器是DSP的基木M用，分为有限冲激响应滤波器FIR和无限冲激响应滤波器IIRo本课题要求用C语言或汇编语言设计出FIR与1IR滤波器并进行仿真，滤波器参数自定。(2)数字波形发生器数字波形发生器是利用DSP芯片，通过软件编程和D/A转换来产生所需要的信号波形的一种方法。在通信、仪器和控制等领域的信号处理系统屮，经常会用到各种数字波
3、形发牛器。本课题要求用C语言或汇编语言设计出一个数字波形发牛器，要求能产生正弦波、余弦波、方波、三角波，信号频率可调。以余弦波为例，一般产生余弦波的方法有两种：查表法：此种方法用于对精度要求不是很高的场合。如果要求精度高，所需要的表格就很人，和应的存储器容虽也要很人。泰勒级数展开法：这是一种更为有效的方法。与查表法相比，需要的存储单元很少,而且精度比较高。在高等数学中用泰勒级数计算一个角度的余弦值的表达式前四项为:2468cos(x)=1-—+—-—+—2!4!6!8!2422c°s(g七+计一急(1一急)]2222X)八奇
4、弋-盏―急(1-急]}由上面的递归公式求得:cos(nx)=2cos(x)cos{(n-l)x}-cos{(n一2)x]它分两步产牛:正弦或余弦波。第一-步估计cos(〃x)的值，第二步使用n控制的乘法和减法运算产生信号木身。假定延时的cos((n-l)x和cos((n-2)x)是预先计算好的，并存储在存储空间里。本设计中首先输入的x值为5,并以此循环下去计算256个余选值。(1)FFT算法的实现离散傅立叶变换DFT的定义为：将吋域的采样变换成频域的周期性离散函数，频域的采样也对以变换成时域的周期性离散函数，这样的变换称为离
5、散傅立叶变换,简称DFToFFT是DFT的一种快速算法，将DFT的N?步运算减少为(N/2)log?N步，极大的提高了运算的速度。乂虫=厂'"2，称为蝶形因子式旋转因子，FFT就是利用了旋转因子的对称性和周期性来减少运算量的。FFT算法将长序列的DFT分解为短序列的DFToN点的DFT先分解为两个N/2点的DFT,每个N/2点的DFT又分解为两个N/4点的DFT等等，最小变换的点数即基数，基数为2的FFT算法的最小变换是2点DFTO本课题要求用汇编语言实现FFT算法，要求能计算输入的信号的频谱并进行仿真显示。一般何言，FFT
6、算法分为时间抽选(DIT)FFT利濒率抽选(DIF)FFT两大类。时间抽取FFT算法的特点是每一级处理都是在时域里把输入序列依次按奇/偶一分为二分解成较短的序列；频率抽取FFT算法的特点是在频域里把序列依次按奇/偶-分为二分解成较短的序列来计算。D1T和DIE两种FFT算法的区别是旋转因子出现的位宜不同，D1TFFT小旋转因了Wj在输入端，DTFFFT中旋转因了Wj在输出端，除此Z外，两种算法是一样的。时间抽取FFT是将N点输入序列按照偶数和奇数分解为偶序列和奇序列两个序列：偶序列：x(0),x(2),x(4),……,x(N
7、-2)奇序列：x(l),x(3),x(5),,x(N-l)因此,x(n)的N点FFT可表示为：N/2-1N/2-1X伙)=为x(2n)W緇+工x(2n+l)W0M=丫伙)+w(z(灯n=0n=0上式中,Y(k),Z(k)分别是一个N/2点的DFT。以同样方式进一步抽取，就可以得到N/4点的DET,重复这个抽収过程就可以使N点的DFT用一组2点的DFT來计算。在基数为2的FFT中，设N二2M,则总共有M级运算，每级有N/2个2点DFT蝶形运算,因此,N点FFT共有(N/2)lo§2N个蝶形运算。三、实训设备和环境PC机、mat
8、lab软件、DSP实验箱四、实验步骤及内容1.数字滤波器的设计与仿真（其小的参数均为参考数据，应相应修改）（1）点击MATLAB的Start按钮,选择其中的ToolboxsFilterDesign&AnalysisTool,111现如图1所示的FDTALL窗口。根据滤波耍求设置滤波器类型
