有限沖擊響應(yīng)FIR-濾波器的設(shè)計完美版

……裝……裝………訂…………線………有限沖擊響應(yīng)FIR濾波器的設(shè)計一、設(shè)計目的

1、掌握數(shù)字濾波器的設(shè)計過程；

2、了解FIR的原理和特性；

3、熟悉設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的原理和方法；

4、學(xué)習(xí)FIR濾波器的DSP實現(xiàn)原理；

5、學(xué)習(xí)使用ccs的波形觀察窗口觀察輸入、輸出信號波形和頻譜變化情況。二、設(shè)計內(nèi)容1、通過MATLAB來設(shè)計一個低通濾波器，對它進行模擬仿真確定FIR濾波器系數(shù)；2、用DSP匯編語言進行編程，實現(xiàn)FIR運算，對產(chǎn)生的合成信號，濾除信號中高頻成分，觀察其濾波前后的波型變化。三、設(shè)計原理濾波器就是在時間域或頻域內(nèi)，對鼓勵產(chǎn)生規(guī)定響應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。使其能夠從信號中提取有用的信號，抑制并衰減不需要的信號，濾波器的設(shè)計實質(zhì)上就是對提出的要求給出相應(yīng)的性能指標．再通過計算，使物理可實現(xiàn)的實際濾波器響應(yīng)特性逼近給出的頻率響應(yīng)特性。FIR數(shù)字濾波器是一種非遞歸系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為：H(z)=Y(Z)/X(Z)=∑b(n)z-n由此可得到系統(tǒng)的差分方程為：y〔n)=∑h(i)x(n-i)其激響應(yīng)h〔n〕是有限長序列，它其實就是濾波器系數(shù)向量b(n),N為FIR濾波器的階數(shù)．在數(shù)字信號處理應(yīng)用中往往需要設(shè)計線性相位的濾波器，F(xiàn)IR濾波器在保證幅度特性滿足技術(shù)要求的同時，易做到嚴格的線性相位特性。為了使濾波器滿足線性相位條件，要求其單位脈沖響應(yīng)h(n)為實序列，且滿足偶對稱或奇對稱條件，即h(n)=h(N-1-n)或h(n)=h(N-1-n)。這樣，當N為偶數(shù)時，偶對稱線性相位F訊濾波器的差分方程表達式為Y(n)=∑h(i)(x(n-i)+x(N-1-n-i))由上可見，F(xiàn)IR濾波器不斷地對輸入樣本x(n)延時后，再做乘法累加算法，將濾波器結(jié)果y(n)輸出。因此，F(xiàn)IR實際上是一種乘法累加運算。而對于線性相位FIR而言，利用線性相位FIR濾波器系數(shù)的對稱特性，可以采用結(jié)構(gòu)精簡的FIR結(jié)構(gòu)將乘法器數(shù)目減少一半。FIR濾波器的單位脈沖h(n)是一個有限長序列。假設(shè)h(n)為實數(shù)，且滿足偶對稱或是奇對稱的條件，那么FIR濾波器具有相位特性，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器具有以下幾個特點：FIR濾波器無反應(yīng)回路，是一種無條件穩(wěn)定系統(tǒng)。四、總體方案設(shè)計1、有給定的設(shè)計參數(shù)，濾波器系數(shù)可由MATLAB中的函數(shù)產(chǎn)生。2、在CCS中采用匯編源程序來實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器步驟1〕：創(chuàng)立工程文件project/new/myproject保存時加后綴。2〕：在file/new/sourcefile進行匯編語言并將其添加到工程文件。3〕：編譯匯編鏈接project/build生成out文件。4〕：file/loadprogram。5〕：執(zhí)行文件。五、主要參數(shù)濾波器階數(shù)為17,a1=a15=0,a2=a14=158,a3=a13=264,a4=a12=-290，a5=a11=-1406,a6=a10=3187,a7=a9=9287,a8=12272。六、設(shè)計步驟1、啟動CCS，在CCS中建立一個匯編源文件、建立一個C源文件和一個命令文件，并將這三個文件添加到工程，再編譯并裝載程序。2、設(shè)置波形時域觀察窗口，得到其濾波前后波形變化圖；

3、設(shè)置頻域觀察窗口，得到其濾波前后頻譜變化圖。七、源程序1、匯編源文件;一個FIR濾波器源程序fir.asm .mmregs .globalstart .def start,_c_int00INDEX .set 1KS .set 256 ;模擬輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小N.set17 COFF_FIR .sect"COFF_FIR" ;FIR濾波器系數(shù) .word0 .word158 .word264 .word-290 .word-1406 .word-951 .word3187 .word9287 .word12272 .word9287 .word3187 .word-951 .word-1406 .word-290 .word260 .word158 .word0 .dataINPUT .copy "firin.inc";模擬輸入在數(shù)據(jù)存儲區(qū)0x2400OUTPUT .space 1024;輸出數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)區(qū)0x2500;FIR_DP .usect "FIR_VARS",0;D_FIN .usect "FIR_VARS",1;D_FOUT .usect "FIR_VARS",1COFFTAB .usect "FIR_COFF",NDATABUF .usect "FIR_BFR",NBOS .usect "STACK",0FhTOS .usect "STACK",1 .text .asg AR0,INDEX_P .asg AR4,DATA_P ;輸入數(shù)據(jù)x(n)循環(huán)緩沖區(qū)指針 .asg AR5,COFF_P ;FIR系數(shù)表指針 .asg AR6,INBUF_P;模擬輸入數(shù)據(jù)指針 .asg AR7,OUTBUF_P;FIR濾波器輸出數(shù)據(jù)指針_c_int00 bstart nop nopstart:ssbxFRCT STM #COFFTAB,COFF_P RPT #N-1 ;將FIR系數(shù)從程序存儲器移動 MVPD #COFF_FIR,*COFF_P+ ;到數(shù)據(jù)存儲器 STM #INDEX,INDEX_P STM #DATABUF,DATA_P RPTZ A,#N-1 STL A,*DATA_P+ ;將數(shù)據(jù)循環(huán)緩沖區(qū)清零 STM #(DATABUF+N-1),DATA_P;數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針指向x[n-(N-1)] STM #COFFTAB,COFF_P ;FIR_TASK:STM #INPUT,INBUF_P STM #OUTPUT,OUTBUF_PSTM #KS-1,BRCRPTBD LOOP-1STM #N,BK ;FIR循環(huán)緩沖區(qū)大小LD *INBUF_P+,A ;裝載輸入數(shù)據(jù)FIR_FILTER: STL A,*DATA_P+% RPTZ A,N-1 MAC *DATA_P+0%,*COFF_P+0%,A STH A,*OUTBUF_P+LOOP:EEND B EEND .end2、鏈接程序fir.obj-m fir.map-o fir.outMEMORY{ PAGE0:ROM1(RIX) :ORIGIN=0080H,LENGTH=100H PAGE1:INTRAM1(RW):ORIGIN=2400H,LENGTH=0200HINTRAM2(RW):ORIGIN=2600H,LENGTH=0100H INTRAM3(RW):ORIGIN=2700H,LENGTH=0100H B2B(RW) :ORIGIN=0070H,LENGTH=10H}SECTIONS{ .text : {}>ROM1 PAGE0 .data:{}>INTRAM1PAGE1 FIR_COFF:{}>INTRAM2PAGE1 FIR_BFR:{}>INTRAM3PAGE1 .stack:{}>B2BPAGE1}3、執(zhí)行程序0000:0080FIR.ASM:46:75$,___text__,.text,_c_int000000:0084start0000:0095FIR_TASK0000:00A0FIR_FILTER0000:00A5EEND,LOOP0000:00A7COFF_FIR,etext,___etext__八、實驗結(jié)果及分析1、設(shè)置波形時域觀察窗口，得到其濾波前后波形變化圖濾波前的波形輸入濾波前的波形輸出2、設(shè)置頻域觀察窗口，得到其濾波前后頻譜變化圖濾波前頻譜圖濾波后頻譜圖九、設(shè)計總結(jié)在這次DSP課程設(shè)計中，我受益匪淺！這期間學(xué)到了更多CCS軟件的知識，同時也對這個軟件的操作更加熟悉。用DSP實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波,具有穩(wěn)定性好、準確度高、靈活性好、不受環(huán)境影響等優(yōu)點。在完成這個設(shè)計的過程中我遇到了好多操作問題，好屢次都想放棄，因為有了老師的