DSP實(shí)驗(yàn)手冊(cè)實(shí)驗(yàn)八數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)八 數(shù)字濾波器一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 熟悉CCS 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境；2 熟悉SEED-DTK5416實(shí)驗(yàn)環(huán)境； 3 掌握數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程；4 了解FIR 、IIR 的原理和特性；5 熟悉設(shè)計(jì)FIR 、IIR 數(shù)字濾波器的原理和方法；6 了解DSP 的特殊的尋址方式；7 掌握Probe Points的使用方法。二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1 通過(guò)MATLAB 設(shè)計(jì)確定FIR 與IIR 濾波器系數(shù)；2 DSP初始化3 A/D采樣4 FIR、IIR 運(yùn)算，觀察濾波前后的波型變化5 串口發(fā)送三 實(shí)驗(yàn)背景知識(shí)1 有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器（FIR ）的基礎(chǔ)理論2 無(wú)限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器（IIR ）的基礎(chǔ)理論3 模擬濾波器原

2、理（Butterworth 濾波器、chebyshev-I 濾波器、chebyshev-II 濾波器和ellipse 濾波器）4 數(shù)字濾波器系數(shù)的確定方法（本實(shí)驗(yàn)中的濾波器系數(shù)是用MATLAB 得到，首先確定濾波器的通帶范圍，F(xiàn)IR 系數(shù)可直接用MATLAB 中的函數(shù)求得；IIR 除了濾波器的通帶范圍外，還要確定通帶波動(dòng)系數(shù)和阻帶的衰減系數(shù)，先根據(jù)不同的類型濾波器（Butterworth 濾波器、chebyshev-I 濾波器、chebyshev-II 濾波器和ellipse 濾波器）函數(shù)算出階數(shù)，之后用相應(yīng)類型的函數(shù)求得傳遞函數(shù)中極點(diǎn)和零點(diǎn)的系數(shù)，再轉(zhuǎn)化成二階乘子濾波器級(jí)聯(lián)的形式，最后按照I

3、IR 運(yùn)算子函數(shù)的要求格式輸入：h = a11, a21, b21, b01, b11a1i, a2i, b2i, b0i, b1i其中i 是子濾波器的系數(shù)(例如：a21是第一個(gè)子濾波器的系數(shù)a2 。極點(diǎn)系數(shù)為a ，零點(diǎn)系數(shù)為b 。 5 FIR的算法： rj = =nh k k j x k h 0 0 <=j <=nx6 IIR的算法： d(n = x(n - a1*d(n-1 - a2*d(n-2y(n = b0*d(n + b1*d(n-1 + b2*d(n-2四 實(shí)驗(yàn)程序功能與結(jié)構(gòu)說(shuō)明：在數(shù)字濾波器實(shí)驗(yàn)中，主要包含以下文件：1 Dtk-filter.c：這是實(shí)驗(yàn)的主程序，包含

4、了系統(tǒng)的初始化，主要是異步串口的初始化、MCBSP 的初始化、濾波器FIR 與IIR 參數(shù)的初始化、以及系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)置；完成與SEED-MMI5402系統(tǒng)的異步通訊、信號(hào)的采集與濾波。2 dec5416.c：對(duì)SEED-DEC5416各項(xiàng)資源的操作的函數(shù)集，主要包含了對(duì)UART的操作的各個(gè)函數(shù)，對(duì)CODEC 的各個(gè)控制函數(shù)。以及對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)的初始化函數(shù)。3 fir.asm：FIR 濾波器函數(shù)4 iircas5.asm：IIR 濾波器函數(shù)5 fltoq15.asm：浮點(diǎn)數(shù)到Q15定點(diǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)換6 boot.asm：C 環(huán)境的引導(dǎo)程序；7 memory.asm：包含了對(duì)FLASH 的各項(xiàng)操作、程序空間

5、MEMORY 的讀寫(xiě)。8 sysreg.asm：包含了對(duì)DSP 的各項(xiàng)控制，像中斷的設(shè)置、系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置、及各項(xiàng)寄存器的操作。9 uart.asm：對(duì)異步串口的寄存器的讀與寫(xiě)。10 v ector.asm ：包含了VC5416的中斷向量表。11 d ec5416.cmd ：聲明了系統(tǒng)的存貯器配置與程序各段的連接關(guān)系。12 v c54x.inc: 聲明了VC54x 系列DSP 的片內(nèi)寄存器的地址與設(shè)置13 d ec5416.inc ：定義了SEED-DEC5416模板上資源的地址與設(shè)置的常量定義。14 *.h ：各子函數(shù)的頭文件。在濾波器實(shí)驗(yàn)中，主要實(shí)現(xiàn)了FIR 與IIR 濾波器的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)完成了

6、對(duì)SEED-MMI5402的通訊。以及信號(hào)的采集與傳送。以及處理系統(tǒng)復(fù)位命令與通訊出錯(cuò)的故障。五 實(shí)驗(yàn)程序流程圖：下面是本實(shí)驗(yàn)的流程圖： 六 實(shí)驗(yàn)要求：對(duì)帶有噪聲的不同輸入信號(hào)（正弦波、方波、三角波）進(jìn)行FIRIIR濾波，結(jié)果輸出到LCD 上顯示，觀看濾掉噪聲后的波形。七 實(shí)驗(yàn)步驟：1 實(shí)驗(yàn)的演示：在脫機(jī)（不接CCS ）的情況下，可以首先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示。在SEED-DTK5416的實(shí)驗(yàn)選項(xiàng)的菜單下，選擇濾波器實(shí)驗(yàn)一項(xiàng)。等待裝載程序后，可按菜單操作，完成濾波器實(shí)驗(yàn)的演示。通過(guò)LCD 觀察信號(hào)在濾波前后的變化2 實(shí)驗(yàn)的調(diào)試：1 將DSP 仿真器與計(jì)算機(jī)連接好；2 將DSP 仿真器的JTAG 插頭與

7、SEED-DEC54xx 單元的J8相連接；3 啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，打開(kāi)SEED-DTK5416的電源。觀察DTK-IO單元的+5V、+3.3V、+15V、-15V 的電源指示燈是否均亮；若有不亮的，請(qǐng)斷開(kāi)電源，檢查電源。4 等待LCD 顯示器上出現(xiàn)“濾波器實(shí)驗(yàn)程序引導(dǎo)完成?！敝?，打開(kāi)CCS ，進(jìn)入CCS 的操作環(huán)境。5 裝入DTK-FILTER.wks 調(diào)試環(huán)境，進(jìn)行調(diào)試。通過(guò)Probe Points來(lái)觀察濾波前后波形的變化。注：關(guān)于Probe Points的設(shè)置如下：1 先設(shè)置兩個(gè)圖形窗口： 2 填寫(xiě)圖形框的屬性，其中圖一為原始數(shù)據(jù)，圖二為濾波后的數(shù)據(jù)1） 起始地址為0x2c28的為原