dsp课程设计（论文）-fir滤波器设计

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1、课程设计说明书1FIR滤波器设计概述1.1设计背景在许多数字信号处理系统中，FIR滤波器是最常用的组件之一，它完成信号预调、频带选择和滤波等功能。FIR滤波器在截止频率的边沿陡峭性能虽然不及11R滤波器，但是，考虑到FIR滤波器严格的线性相位特性和不像IIR滤波器存在稳定性的问题，FIR滤波器能够在数字信号处理领域得到广泛的应用。数字滤波器（DigitalFilter，简称为DF）是指用来对输入信号进行滤波的硬件和软件。所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过一定运算关系改变输入信号所含频率成分的器件。数字滤波器和模拟滤波器相比，因为

2、信号的形式和实现滤波的方法不同，数字滤波器具有比模拟滤波器精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不要求阻抗匹配等优点。对于一般的数字滤波器，按照单位冲激响应可分为无限长冲激响应IIR系统和有限长冲激响应FIR系统。在FIR系统中，则用一个有理多项式表示的系统函数去逼近所需要的频率响应，即其单位冲激响应h（n）在有限个n值处不为零。FIR滤波器则可在幅度特性随意设计的同时，保证精确、严格的线性相位特性。这在要求相位线性信道的现代电子系统，如图像处理、数据传输等波形传递系统中，是具有很大吸引力的。而且，其单位冲激响应是有限长的，不存在不稳定的因素，

3、并且可用因果系统来实现。相较于IIR滤波器，FIR滤波器有以下的优点：可以很容易地设计线性相位的滤波器。线性相位滤波器延时输入信号，却并不扭曲其相位。实现简单。在大多数DSP处理器，只需要对一个指令积习循环就可以完成FIR计算。在实际中，所有的DSP滤波器必须用有限精度实现，而在IIR滤波器中使用有限精度会产生很大的问题，由于采用的是反馈电路，因此IIR通常用非常少的bit实现，设计者就能解决更少的与非理想算术有关的问题。可以用小数实现。不像IIR滤波器，FIR滤波器通常可能用小于1的系数来实现。当使用定点DSP的时候，这也是一个考虑因素，它

4、能使得实现更加地简单。1.2设计要求采用汇编语言针对DSP芯片设计一个15阶FIR低通滤波器，截止频率为0.6（归一化后的）。设计要求如下：1.在Mtalab中首先设计符合要求的滤波器，并得到滤波器参数，和该滤波器的幅频特性和相频特性。18课程设计说明书2.然后编写程序，在CCS软件环境下编写DSP程序，分别用方波和正弦波验证滤波器的设计。3.与MATBLE中设计的滤波器，进行对比研究。18课程设计说明书2系统开发平台与环境CCS（CodeComposerStdio）是一种针对TMS320系列DSP的集成开发环境，在Windows操作系统下，

5、采用图形接口界面，提供环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具，可以帮助用户在一个软件环境下完成编辑、编译、链接、调试和数据分析等工作。CCS有两种工作模式，即软件仿真器和硬件在线编程。软件仿真器工作模式可以脱离DSP芯片，在PC上模拟DSP的指令集和工作机制，主要用于前期算法实现和调试。硬件在线编程可以实时运行在DSP芯片上，与硬件开发板相结合进行在线编程和调试应用程序。CCS工作环境如下图1所示：图1CCS工作环境CCS包含了源代码编辑器、工程管理器、编译器、链接器和调试器，包含了DSP/BIOS插件及API函数和RTDX插件、主

6、机接口及API函数，它们组合完成对工程的设计及开发。在计算机端，用户使用源代码编辑工具来编写源代码文件。用户使用配置工具来定义用户程序中使用的对象，然后使用编译器和链接器来生成使用可执行代码，并通过JTAG接口将可执行代码下载到目标系统中。DSP分析工具允许用户在CCS集成开放环境中检测目标系统中的CPU负载，定时，日志，线程图等信息，这需要JTAG接口和RTDX插件的支持。18课程设计说明书3FIR设计过程3.1FIR滤波器的设计流程图定义16位空间xn，a0；256位空间kong，jian将table值给a0空间，table1值给kong

7、空间将kong'空间的首16个数据给xn；并分别将AR3，AR4指向a0和xn的空间尾地址设置循环缓冲区长度BK为16位，AR0赋值为-1，并将AR5指向kong空间首地址将xn和a0中的数据进行乘累加运算，结果给jian空间，AR5指向地址自加1将AR2指向的kong空间的下一个数据给AR3指向的内容结束开始18课程设计说明书3.2FIR滤波器的设计原理有限长单位冲激响应滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件。可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。FIR滤波器在通信、图像

8、处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。FIR滤波器无反馈回路，是一种条件稳定系统，可以设计成具有线性相位特性。设FIR滤波器的系数为h(0)、h(1)、h(2)、h