数字信号处理课程设计--基于dsp 的 fir 数字滤波器的设计

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1、数字信号处理课程设计报告设计题目：基于DSP的FIR数字滤波器的设计专业班级　　　学号　　学生姓名　　　　　指导教师　　　　　教师评分　　　　　　　　目录一、摘要1二、概述2三、系统设计33.1DSP系统原理框图33.2DSP系统各部分分析4四、硬件设计54.1硬件整体电路及框图54.2硬件各部分组成简介6五、软件设计105.1FIR数字滤波器的基本网络结构105.2FIR数字滤波器的设计105.2.1FIR滤波器的主要特点105.2.2FIR滤波器设计方法105.2.3窗函数法设计的基本思想115.

2、2.4用窗函数设计FIR滤波器的步骤125.3FIR数字滤波器的MATLAB的实现135.3.1Matlab软件介绍135.3.2用Matlab实现FIR数字滤波器的几种方法135.4FFT参数的计算175.5DSP程序流程图17六、实验结果19七、个人总结21八、参考文献22附件：23数字信号处理课程设计一、摘要数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一，数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置，可作为应用系统对信号的前期处理。DSP芯片实现的数字滤波器具有稳定性好、精确度

3、高、灵活性强及不受外界影响等特性。因此基于DSP实现的数字滤波器广泛应用于语音图像处理、数字通信、频谱分析、模式识别、自动控制等领域，具有广阔的发展空间。本文首先介绍了数字滤波器的概念及分类，以及数字滤波器的实现方法。在理解FIR滤波器的工作原理及其设计方法的基础上，在MATLAB环境下利用矩形窗设计实现FIR滤波器。然后通过DSP结合CCS2.0软件进行编程，最终实现了基于DSP的FIR数字低通滤波器的设计。仿真结果表明，基于DSP实现的滤波器具有稳定性好、精确度高、灵活性强等优点，并能实现对信号的

4、实时滤波。关键词：FIR数字滤波器DSP窗函数法MATLABTMS320VC540224一、概述随着信息时代的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。数字信号在通信、语音、图像、自动控制、雷达、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理中数字滤波占有极其重要的地位，与模拟滤波相比，数字滤波具有很多突出优点，比如精确度高、稳定、灵活、不要求阻抗匹配、容易实现线性相位、还可以避免模拟滤波器无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声偏移等问题。FIRFiniteImpuls

5、eResponse滤波器是有限长单位冲激响应滤波器，它是数字信号处理系统中最基本的元件，它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。数字滤波器的实现方法通常有三种：（1）用计算机软件实现软件实现方法就是在通用的微型计算机上用软件来实现。（2）采用DSP（DigitalSignalProcessing）处理器来实现。（3）用FPGA可编程器件来实现。DSP处理器是专为数字信号处理而设计的，它的主要数字运算单元是一个乘累加器MAC，能够在一个

6、机器周期内完成一次成累加运算，配有适合于信号处理的指令，具备独特的循环寻址和倒序寻址能力。通过比较以上三种方法可见：可以采用MATLAB软件来学习数字滤波器的基本知识，计算数字滤波器是系数，研究算法的可行性，对数字滤波器进行前期的仿真。然后利用DSP来实现数字滤波的设计。为了实现这一目标，需要编写程序，在CCS上进行调试仿真。24三、系统设计3.1DSP系统原理框图图2.1典型的DSP系统图2.1是一个用DSP做信号处理的典型框图。由于DSP是用来对数字信号进行处理的，所以首先必须将输入的模拟信号变换

7、为数字信号。于是先对输入模拟信号进行调整，输出的模拟信号经过A/D变换后变成DSP可以处理的数字信号，DSP根据实际需要对其进行相应的处理，如FFT、卷积等；处理得到的结果仍然是数字信号，可以直接通过相应通信接口将它传输出去，或者对它进行D/A变换将其转换为模拟采样值，最后再经过内插和平滑滤波就得到了连续的模拟波形模拟信号。一般来说DSP的设计过程应遵循一定的设计流程，如图2.2示24图2.2DSP系统流图系统的简单设计如图所示，由给出所设计的FFT的技术指标，用MATLAB求解参数并仿真。选出合适的

8、DSP芯片，连接好硬件电路。给出程序流程图，编写程序，在CCS中完成仿真。3.2DSP系统各部分分析通过初期在MATLAB中仿真，确定滤波器参数。在MATLAB中可以通过编程用相应的窗函数来设计FIR滤波器。再选择合适DSP，通过设计DSP硬件电路来产生合适的信号。这期间会用到数模转换器，时钟电路，复位电路等，都需要提前设计好，之后调试硬件电路。最后，编写代码，进行仿真调试。24四、硬件设计4.1硬件整体电路及框图根据使用DSP芯片的相关原则，以及芯片手