dsp課程設(shè)計(jì)報(bào)告fir濾波器設(shè)計(jì)

1、DSP 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程名稱: DSP原理及應(yīng)用 設(shè)計(jì)題目: FIR濾波器設(shè)計(jì) 學(xué) 院: 電氣信息學(xué)院 專業(yè)年級(jí): 通信工程2011級(jí) 指導(dǎo)教師: 名: 號(hào): 間: 2014630-2014.7.4 DSP課程設(shè)計(jì) 目錄 引言 3 第一章課程設(shè)計(jì)要求及流程 4 1.1 FIR濾波器設(shè)計(jì)要求 4 1.2 設(shè)計(jì)流程 4 第二章課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 4 2.1 功能描述 4 2.2 算法研究 4 2.3 參數(shù)計(jì)算 5 2.3.1 利用Matlab計(jì)算濾波系數(shù) 5 2.3.2編寫濾波器輸入信號(hào)程序 6 2.4 編寫源程序 6 2.4.1匯編源程序“ .asm ”文件的編寫 6 2.4.2鏈接命令文件“ .c

2、md”的編寫 8 2.5調(diào)試過程 8 2.5.1 調(diào)試前的準(zhǔn)備 8 2.5.2 .inc 和.dat 的使用 8 2.5.3 編寫及編譯程序 8 2.5.4 觀察點(diǎn)設(shè)置 9 2.6運(yùn)行并觀察結(jié)果 10 第三章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 12 參考文獻(xiàn) 12 弓I言 隨著信息與數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)成為當(dāng)今極其重要而學(xué)科與 技術(shù)領(lǐng)域之一。它在通信、語音、圖像、自動(dòng)控制、雷達(dá)、軍事、航空航天、醫(yī) 療和家用電器等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 在數(shù)字信號(hào)處理的基本方法中，通 常會(huì)涉及到變換、濾波、頻譜分析、調(diào)制解調(diào)和編碼解碼等處理。其中濾波是應(yīng) 用非常廣泛的一個(gè)環(huán)節(jié)，數(shù)字濾波器的理論和相關(guān)設(shè)計(jì)也一直都是人們

3、研究的重 點(diǎn)之一。FIR濾波器的是非遞歸的，穩(wěn)定性好，精度高；更重要的是， FIR濾波 器在滿足幅頻響應(yīng)要求的同時(shí)，可以獲得嚴(yán)格的線性相位特征。 因此，它在高保 真的信號(hào)處理，如數(shù)字音頻、圖像處理、數(shù)據(jù)傳輸和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng) 用。 在數(shù)字信號(hào)處理中，濾波占有極其重要的地位。數(shù)字濾波是語音信號(hào)處理、 圖像處理、模式識(shí)別、頻譜分析等應(yīng)用的基本處理算法。用DSP芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾 波除了具有穩(wěn)定性好、精確度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)外，還具有靈活性好等特 點(diǎn)。 本次課程設(shè)計(jì)的是FIR低通濾波器，首先運(yùn)用 MATLA產(chǎn)生濾波系數(shù)，再用 DSP仿真軟件CCS進(jìn)行仿真，觀察輸入輸出，看是否符合低通濾波器的

4、功能。 14 第一章課程設(shè)計(jì)要求及流程 1.1 FIR濾波器設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)FIR低通濾波器,通帶邊界頻率為1500Hz通帶波紋小于1dB;阻 帶邊界頻率為2000Hz阻帶衰減大于40dB;采樣頻率為10000Hz,濾波器階數(shù) 為16。FIR濾波器的設(shè)計(jì)也可以用MATLAB!函數(shù)法進(jìn)行。 1.2設(shè)計(jì)流程 設(shè)計(jì)流程如圖1 圖1設(shè)計(jì)流程圖 第二章課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 2.1功能描述 低通濾波器是允許低于截至頻率的信號(hào)經(jīng)過，但高于截止頻率的信號(hào)不能 經(jīng)過的電子濾波安裝。 2.2算法研究 FIR的原理及公式 FIR設(shè)計(jì)原理： 如果一個(gè)FIR濾波有一個(gè)沖激響應(yīng)，h(0),h(1),h(N-1),和x(n)描繪

5、輸 入的時(shí)常濾波n,輸出濾波y(n)的n給出以下方程式： Y( n)=h(O)x( n)+h(1)x( n-1)+h(2)x (n-2)+h(N-1)x n-( n-1) N階有限沖激響應(yīng)濾波器(FIR)公式： Y( n)= 一N=0,1,2,3 2.3參數(shù)計(jì)算 2.3.1利用Matlab計(jì)算濾波系數(shù) 濾波器階數(shù)為16階，截止頻率1500HZ采樣頻率10000HZ round (fir 1(1 1500/10000*?) *32768) 匚 ol-ULTlS 1 ttlXOllgK 5 9953-218 Co Lunns 6 ttirougti 1U 7661271S1Q3 Columns I

6、t through 15 1271706-324 Coliuins 15 throiich 1 - 5399 HirlClfl, 1500/10000*2); freqi (b* 1512) 756-S24 0782SIQ3 756-213 0D.1020.30.40.5 O.fi 0 70.80.9 fJarmlzeu Frecuencyrad/aanple -1C0 0 -50Q 0 DJ 020 3040 50. fprimttfid/ -word 労恥 fcls5t(f id) ans = r=O;l;25S; around- fid-fdcenf 012T. iat，if ): ip

7、rintf fid/ 1351 2 0 匚 On)： fprimt tidj怖J n j a); fclDEe(fi4) 0 4 J1 fJoirr?hz9d F-ecue-icy i.: Egrvlml freta, 1,512) a-p apn= RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1;RC=31 STL A,*FIR_DATA_P+; STM #d_filin ,INBUF_P STM #d_filout,OUTBUF_P STM #output,OUTBUF STM #in put,INBUF STM #100h,BK fir_loop: NOP LD *INBUF_P,A STL

8、A,*INBUF CALL fir STH A,*OUTBUF_P+% STH A,*OUTBUF main_e nd: b fir_loop fir: STM #d_data_buffer,FIR_DATA_P STLA,*FIR_DATA_P STM #(d_data_buffer+K_FIR_BFFR-1),FIR_DATA_P fir_task: RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1 MACD *FIR_DATA_P-,COFF_FIR_START,A RET .end 242鏈接命令文件“ .cmd”的編寫 MEMORY PAGE 0: PROG: o= 100h,l= 2000

9、h PAGE 1: DATA1: o= 2600h, l= 1000h DATA2: o= 2100h, l= 100h DATA3: o= 2200h, l= 100h DATA4: o= 2300h, l= 100h DATA5: o= 2400h, l= 100h DATA6: o= 2500h, l= 100h SECTIONS coff_fir : PROG PAGE 0 fir_prog : PROG PAGE 0 fir_vars : DATA1 PAGE 1 fir_coff : DATA2 PAGE 1 fir_bfr : DATA3 PAGE 1 2.5調(diào)試過程 2.5.1

10、調(diào)試前的準(zhǔn)備 1）啟動(dòng) SETUP并選擇芯片 C5402 simulator。 2） 在CCS的安裝目錄myproject子目錄下創(chuàng)建一個(gè)文件夾 0127。 2.5.2 .inc 和.dat 的使用 將MATLA生成的0127.inc 文件和0127.dat文件復(fù)制到0127文件夾中。 2.5.3編寫及編譯程序 1）創(chuàng)建工程文件：在 Project菜單中選擇 New項(xiàng)，在Project中輸入0127并 保存。 2） 編寫匯編源程序和鏈接程序：在 File菜單中選中New-Source File，編寫源 程序，然后以.asm格式保存在0127文件夾里；再在File菜單中選中New-Source

11、File，編寫鏈接程序，然后以.cmd格式保存在0127文件夾里。 3）在工程文件中添加程序文件：在Project菜單中選中 AddFile to Project， 將以上程序加載到工程目錄下。 4） 生成和運(yùn)行程序：在 Project菜單中選中Rebuild All 對(duì)工程進(jìn)行編譯、匯 編和鏈接（如果有錯(cuò)就修改，然后再編譯鏈接直到無誤為止）；在File菜單中選 中Load Program，在當(dāng)前目錄的 Debug目錄下選擇O127.out并打開，將Build 生成的程序加載到DSP中 ;在Debug菜單中選中Run,運(yùn)行該程序。 2.5.4觀察點(diǎn)設(shè)置 1）設(shè)置斷點(diǎn)：在.asm文件中標(biāo)號(hào)為fi

12、r_loop 下面的Nop語句設(shè)置軟件斷點(diǎn) （Toggle breakpoint ） 探針（ToggleProbe point ）。 2） 在File菜單中選中File I/O ，將會(huì)看到File I/O 對(duì)話框，按照?qǐng)D2操作然 后選中Add Probe Point再按圖3操作。 圖2 圖3 3）打開觀察窗口 選擇菜單“ View” “Graph” “Time/Frequency”按照?qǐng)D4所示依次操作 田 Cars ph Property Dialog D1 !p JTypa 5th毎La 7 in a Crapl. Ti tie lapvt S lar 1 kilt i will Ik恤 l

13、i II tn 3ufsi Si 1 jTidT Tn上心”真 1 2DQ DST Data Typi sigjid Uuoi uoco Flu I DhIel Fi jih Lcfl tw Ri血I LckwEhi bi adl Data Dii Ye 0L DC Alue D As 4= Bx=pl4 Otx Iime Display Vid t s S tk ur De spil ar Ua N*gPii tuic Di spl&y c: L*at芒園. Dita flol tyl Lint Grid Zard Li 匚 Mdcc Ds-ia- Cw 3Q7 CKCancel 3tlp

14、Di s-jil -a./ Typi FFT NsiigniL tud.6 CJir-alt T i l丄匚 i tipMlI Si 耳Typ Raxl Stvt Jlddrieie. i nput Fite JDa. Adqui si tioft Buffer Si ： 1 IndK IncrnenlL 1 FfT Frwsi x RD FFT Ord&r B FFT W i ndew i us Fiulc ti oi Rect. aixcle DiFoJc and Hld DSP* Tjq?*8- 1 ip gn-pdl x n t * p Q-vdlue U i氏血I * (Sts J

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16、irt Addi： ess QBtpUl P*ee D DC V-Uu 0 kxes Di splay 0 a T km c 11. xpla. Uni L 3 tCi.tu t-ar Li sp丄魚孑 Ui Mgl L tude D i spl 皤 Si Lt near Dt Fl cl 2lyl L；Klt Gri軽 Stylft Z*r Li Cur Eor Mode Dtai Cur str DK CucL |HeLp Gr-aph Property Dialog 監(jiān) j Cue:上 1. | Help 2.6運(yùn)行并觀察結(jié)果 輸入時(shí)域和頻域波形如圖5,輸出時(shí)域和頻域波形如圖6。從圖形可

17、以看出， 高于1500Hz的頻率成分被濾去，低于1500Hz的頻率成分通過，符合截止頻率為 1500Hz的低通濾波器的特性，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 第三章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 在本次課程設(shè)計(jì)中，我了解到了數(shù)字濾波是信號(hào)處理技術(shù)中的重要部分，重 溫了數(shù)字濾波器的基本理論知識(shí)以及實(shí)現(xiàn)它的方法。復(fù)習(xí)了MATLAB的相關(guān)知 識(shí)，并且利用MATLAB與CCS設(shè)計(jì)了低通濾波器，更加熟悉 CCS環(huán)境下的程 序開發(fā)方法、調(diào)試工具的使用等。使我將課堂知識(shí)與實(shí)際運(yùn)用結(jié)合起來， 理論聯(lián) 系實(shí)際。在這過程中，我也遇到了很多問題，總是無法正確的顯示輸入輸出波形。 在老師和同學(xué)的幫助下，最終找到了問題的所在，原來是濾波器的階數(shù)設(shè)置的不

18、 合適。經(jīng)過多番修改，終于成功完成了本次課程設(shè)計(jì)。 綜合運(yùn)用模擬電子、數(shù)字電子和 DSP基本原理等課程中所學(xué)的理論知識(shí)， 合理利用MATLAB去獨(dú)立完成一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，還需要我不斷地努力、總結(jié)。 本次課程設(shè)計(jì)對(duì)我還是有一定的積極意義的， 我將以更加飽滿的熱情運(yùn)用所學(xué)知 識(shí)投入到今后的工作和生活中。 參考文獻(xiàn) DSP原理及應(yīng)用鄒彥 主編 電子工業(yè)出版社 DSP技術(shù)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 曹玉英編西南石油大學(xué)出版社目 錄 第一章概論 1.1項(xiàng)目名稱1 1.2項(xiàng)目地點(diǎn)1 1.3區(qū)域特點(diǎn)1 1.4建設(shè)規(guī)模1 1.5可行性研究范圍 2 1.6項(xiàng)目估算總投資額 3 第二章 項(xiàng)目市場(chǎng)分析 DSP課程設(shè)計(jì) 2.1#縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)分析 3 2.2#縣房地產(chǎn)發(fā)展概況4 2.3區(qū)域市場(chǎng)分析 錯(cuò)誤！未定義書簽。 2.4項(xiàng)目利弊分析錯(cuò)誤！未定義書簽。 第三章 項(xiàng)目定位及銷售預(yù)測(cè) 錯(cuò)誤！未定義書簽 3.1項(xiàng)目定位 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2銷售情況預(yù)測(cè) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3銷售價(jià)格預(yù)測(cè) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 第四章 項(xiàng)目的工程技術(shù)方案 錯(cuò)