dsp课程设计-基于fir的语音信号滤波

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1、基于FIR的语音信号滤波目录1绪论11.1背景及目的11.2设计步骤11.3设计方案22总体设计32.1滤波器的原理及特点32.2MATLAB软件介绍52.3FIR滤波器的Matlab设计63硬件设计73.1语音处理的总框图设计73.2硬件模块的设计73.2.1音频转换模块73.2.2存储器和数据通信模块83.3TMS320VC5402芯片的介绍83.4主要硬件接口及实现93.4.1TMS320VC5402与A/D、D/A芯片的接口93.5电源电路设计104软件部分114.1软件设计流程图115程序调试结果145.1调试结果146总结心得17参考文献18附录源程序19基于FIR的语音信号滤波

2、1绪论1.1背景及目的随着微处理技术的快速发展，微处理器芯片的集成度从最早的几千个晶体管发展到现在的上亿个晶体管，字长从4位提高到了64位，正是这些技术的飞速发展引发了一轮又一轮的信息产业革命，而人们的生活、学习和工作方式也在以计算机技术、通信技术为核心的信息技术的影响下发生着前所未有的改变。然而在这次设计中，比较核心的是数字滤波器，数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域。滤波的目的。根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器。与IIR滤波器相比，FIR滤波器只有零点，除原点外．在z平面

3、上没有极点，因此总是稳定的和可实现的；更重要的是，FIR滤波器在满足一定的对称条件下，可以获得严格的线性相位特性，这一点是IIR滤波器难以实现的。因此。它在高保真的信号处理．如数字音频、图像处理、数据传输、生物医学等领域得到广泛应用。对于本设计主要是利用一个DSP芯片来进行语音采集系统的设计，而数字信号处理技术的发展使得采用数字化的方法实时的处理语音信号成为可能。早期的语音信号处理均是采用模拟处理，对声音信号最常用的滤波、相关、谱分析等运算，部分采用模拟电路来实现的。这种传统的模拟方法处理语音信号，硬件设备昂贵，不能升级、产品生命周期短，而采用数字处理技术处理语音信号具有抗干扰性强、便于传输

4、和处理等优点，代表着语音处理技术的发展方向。DSP芯片高速、可编程的特点使其非常适合于语音信号处理领域。1.2设计步骤第21页共21页基于FIR的语音信号滤波本题目通过DSP处理器控制TLC320AIC23采集音频信号，在CCS软件中分析音频信号的频谱图，使用Matlab设计相应的FIR数字滤波器（低通、带通、带阻等）并得到滤波器H(z)的系数，然后根据这些系数，编写DSP程序（C语言或汇编）对已采集信号进行处理，最后在CCS软件中得到处理后音频信号的频谱图，比较滤波前后信号的频谱图。设计步骤包括：1、DSP与TLC320AIC23接口电路的原理图绘制；2、DSP控制TLC320AIC23的

5、程序编写与调试；3、TLC320AIC23模拟量到数字量的转换，采集声音信号，查看并记录信号频谱；4、使用Matlab对FIR滤波器的设计；5、编写FIR滤波处理的DSP程序，查看并记录处理后的信号频谱；6、用TLC320AIC23实现数字量到模拟量的转换，回放处理后的声音；7、按要求编写课程设计报告书，正确、完整的阐述设计和实验结果。8、在报告中绘制程序的流程图，并文字说明。1.3设计方案DSP与一般的微处理器相比有很大的区别。它所特有的结构和指令集合为解决复杂的数字信号处理问题提供了便利。用DSP芯片C54x实现FIR滤波器的具体方案是：先用MATLAB的相关滤波器函数设计一个FIR滤波

6、器，将产生的滤波器系数作为DSP芯片实现该FIR滤波器的系数。然后用MATLAB的SIMULINK功能信号源模块产生滤波器的输入数据，并仿真出滤波器的滤波过程，使用Scope模块得到滤波器对所输入的数据产生的滤波结果。也就是，设计的滤波器对所采集的语音信号进行处理。再通过DSP的集成开发环境CCS把SIMULINK所产生的滤波器数据存储在DSP芯片的数据空间中。最后使用汇编语言设计C54x的FIR滤波程序，将MATLAB函数产生的滤波器系数和用C语言产生的输入数据进行运算。输入数据和通过DSP芯片产生的滤波结果可以通过CCS显示出来，这样就可以验证该滤波器的实现。在硬件设计方面，本设计是一个

7、采用基于TMS320VC5402的语音采集硬件设计方案，叙述和分析了其中的几个主要硬件模块，包括信号采集A/D、D/A模块、存储器模块、UART数据通信模块和电源模块。第21页共21页基于FIR的语音信号滤波2总体设计2.1滤波器的原理及特点数字滤波器有两类：IIR数字滤波器和FIR数字滤波器。FIR滤波器是有限长单位冲激响应滤波器,在结构上是非递归型的。它可以在幅度特性随意设计的同时,保证精确严格的线性相位