fir數(shù)字濾波器的dsp課程設計

1、<p>　　DSP原理課程設計報告</p><p>　　題目： FIR數(shù)字濾波器 </p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程 </p><p>　　姓 名 xxx </p><p>　　班 級 2012級電工本1班 </p><p>　　學

2、 號 xxxxxxxxx </p><p>　　指導教師 xxx </p><p>　　時 間 2015.09—2015.10 </p><p>　　教師評分 </p><p><b>　　目錄</b></p>&l

3、t;p>　　一、課程設計的任務和目的1</p><p>　　二、課程設計相關知識1</p><p>　　2.1 SEED-DEC2812 嵌入式DSP開發(fā)板1</p><p><b>　　三、設計思路1</b></p><p>　　3.1 大致過程1</p><p>　　3.2 F

4、IR濾波器的設計方法2</p><p>　　四、設計總框圖和程序流程圖及程序源代碼3</p><p>　　4.1 FIR濾波器設計總框圖3</p><p>　　4.2 程序流程圖4</p><p>　　4.3 程序源代碼5</p><p><b>　　五、系統(tǒng)仿真9</b></p

5、><p>　　5.1 仿真設置9</p><p>　　5.2 仿真圖11</p><p><b>　　六、參考文獻15</b></p><p><b>　　七、總結(jié)15</b></p><p>　　題目：FIR數(shù)字濾波器</p><p>　　一、課

6、程設計的任務和目的</p><p>　　課程設計的任務：本課程設計主要是利用C語言在CCS環(huán)境中編寫一個FIR濾波器程序，并能利用已設計好的濾波器對常用信號進行濾波處理。選用TMS320C54X作為DSP處理芯片，通過對其編程來實現(xiàn)FIR濾波器。通過課程設計環(huán)節(jié)來加強對所學知識的理解和應用。</p><p>　　二、課程設計相關知識</p><p>　　2.1 SE

7、ED-DEC2812 嵌入式DSP開發(fā)板</p><p>　　SEED-DEC2812 嵌入式DSP開發(fā)板原理框圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖 2.1 SEED-DEC2812嵌入式DSP開發(fā)板原理框圖</p><p><b>　　三、設計思路</b></p><p><b>　　3.1 大致過程

8、</b></p><p>　　在TMS320C54x系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境CCS（Code Composer Studio）下對FIR濾波器的DSP實現(xiàn)原理進行討論。利用C語言設計相應的濾波器，通過實驗仿真，從輸入信號和輸出信號的時域和頻域曲線可看出在DSP上實現(xiàn)的FIR濾波器能完成預定的濾波任務。</p><p>　　3.2 FIR濾波器的設計方法</p><p&g

9、t;　　循環(huán)緩沖算法:對于N級的FIR濾波器，在數(shù)據(jù)存儲器中開辟一個稱之為滑窗的N個單元的緩沖區(qū)，滑窗中存放最新的N個輸入樣本。每次輸入新的樣本時，一新樣本改寫滑窗中的最老的數(shù)據(jù)，而滑窗中的其他數(shù)據(jù)不需要移動。利用片內(nèi)BK（循環(huán)緩沖區(qū)長度）寄存器對滑窗進行間接尋址，環(huán)緩沖區(qū)地址首位相鄰。下面，以N=5的FIR濾波器循環(huán)緩沖區(qū)為例，說明循環(huán)緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)是如何尋址的5級循環(huán)緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)如圖3.1所示，頂部為低地址。</p>&

10、lt;p>　　圖3.1 循環(huán)緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　當?shù)谝淮螆?zhí)行完之后，間接尋址的輔助寄存器指向x(n-4)。然后，從I/O口輸入數(shù)據(jù)x(n+1)，將原來存放x(n-4)的數(shù)據(jù)存儲單元改寫為x(n+1)。接著，進行第二次乘法累加運算，，最后指向x(n-3)。然后從I/O口輸入數(shù)據(jù)x(n+2) ，將原來存放 x(n-4)的數(shù)據(jù)存儲器單元改寫為x(n+2)。</p><p>

11、　　四、設計總框圖和程序流程圖及程序源代碼</p><p>　　4.1 FIR濾波器設計總框圖</p><p>　　FIR濾波器設計總框圖如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1 FIR濾波器設計總框圖</p><p><b>　　4.2 程序流程圖</b></p><p>　　程序流程圖如

12、圖4.2所示</p><p>　　圖4.2 程序流程圖</p><p><b>　　4.3 程序源代碼</b></p><p>　　FILTER.c代碼：</p><p>　　#include "DSP28_Device.h"</p><p>　　#include "

13、;filter.h"</p><p>　　#include "ext_inf.h"</p><p>　　unsigned int DataLong=1024;</p><p>　　unsigned int i,j;</p><p>　　unsigned int k= 0;</p><p>

14、　　unsigned short Ad_data[2048];</p><p>　　short Ad_data_signed[2048];</p><p>　　short filter_result[1024];</p><p>　　unsigned int convcount = 0;</p><p>　　volatile unsigned

15、 int adconvover =0;</p><p>　　interrupt void ISRTimer2(void);</p><p>　　interrupt void ad(void);</p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

16、t;<b>　　/*初始化系統(tǒng)*/</b></p><p>　　InitSysCtrl();</p><p><b>　　/*關中斷*/</b></p><p><b>　　DINT;</b></p><p>　　IER = 0x0000;</p><p&g

17、t;　　IFR = 0x0000;</p><p>　　/*初始化PIE中斷*/</p><p>　　InitPieCtrl();</p><p>　　/*初始化PIE中斷矢量表*/</p><p>　　InitPieVectTable();</p><p>　　//初始化cputimer</p>&l

18、t;p>　　InitCpuTimers();</p><p>　　/*設置中斷服務程序入口地址*/</p><p><b>　　EALLOW;</b></p><p>　　PieVectTable.TINT2 = &ISRTimer2;</p><p>　　PieVectTable.ADCINT = &a

19、mp;ad;</p><p><b>　　EDIS; </b></p><p><b>　　/*開中斷*/</b></p><p>　　IER |= M_INT1; //ADC中斷</p><p><b>　　EINT; </b></p><p&g

20、t;<b>　　ERTM;</b></p><p><b>　　/*設置CPU*/</b></p><p><b>　　DINT;</b></p><p>　　ConfigCpuTimer(&CpuTimer2, 150, 22);</p><p>　　StartC

21、puTimer2();</p><p><b>　　/*開中斷*/</b></p><p>　　IER |= M_INT14;</p><p><b>　　EINT;</b></p><p>　　InitAdc();</p><p>　　for(;;){</

22、p><p>　　if (adconvover==1){</p><p>　　/*fir濾波處理*/</p><p>　　for(i=0;i<DataLong;i++)</p><p>　　Ad_data_signed[i]=(short)(Ad_data[i]-0x5300); fir_filter(Ad_data_signed,hf

23、ir,filter_result,ORDER_FIR,DataLong,ROUND_FIR);</p><p>　　adconvover=0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p

24、><p>　　interrupt void ad(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　IFR=0x0000;</p><p>　　PieCtrl.PIEACK.all=0xffff;</p><p>　　if(adconvover==0){</p>&

25、lt;p>　　Ad_data[convcount] = AdcRegs.RESULT0;</p><p>　　convcount++;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (convcount==DataLong){</p><p>　　convcount=0;</p>

26、<p>　　adconvover=1;//接滿標志</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　interrupt void ISRTimer2(void)</p><p><b>　　{</b></p

27、><p>　　AdcRegs.ADC_ST_FLAG.bit.INT_SEQ1_CLR=1;</p><p>　　AdcRegs.ADCTRL2.bit.SOC_SEQ1=1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　FIR_filter.c代碼：</p><p>　　//con

28、st short x[]:輸入信號的緩沖數(shù)組，short類型</p><p>　　//const short h[]：濾波器的系數(shù)數(shù)組，short類型</p><p>　　//short y[]：輸出信號的緩沖數(shù)組，short類型</p><p><b>　　//n:濾波器長度</b></p><p>　　//m:輸入信

29、號的長度，即x[]的長度</p><p>　　//s:生成整型的濾波器系數(shù)時使用的移位數(shù)目</p><p>　　void fir_filter(const short x[],const short h[],short y[],int n,int m,int s)</p><p><b>　　{</b></p><p>

30、<b>　　int i,j;</b></p><p><b>　　long y0;</b></p><p><b>　　long acc;</b></p><p>　　_nassert(m>=16);</p><p>　　_nassert(n>=16);</p

31、><p>　　for(j=0;j<m;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　acc=0;</b></p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p><p><b>　　{</b></p&g

32、t;<p>　　if(i+j>=m) </p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　y0=(long)x[i+j]*(long)h[i];<

33、/p><p>　　acc=acc+y0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　*y++=(short)(acc>>s);</p><p><b>　　}</b></p>

34、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　五、系統(tǒng)仿真</b></p><p><b>　　5.1 仿真設置</b></p><p>　　1.fir_filter(Ad_data_signed,hfir,filter_result,ORDER_FIR,DataLong,R

35、OUND_FIR)和adconvover=0處設置斷點</p><p>　　2.在Graph Property Dialog中設置Start Address和Display Type如圖5.1、圖5.2、圖5.3、圖5.4</p><p>　　圖 5.1 Graph Property Dialog</p><p>　　圖 5.2 Graph Property D

36、ialog</p><p>　　圖 5.3 Graph Property Dialog</p><p>　　圖 5.4 Graph Property Dialog</p><p>　　3.設置實驗板輸入信號的參數(shù)，再運行程序得到仿真圖。</p><p><b>　　5.2 仿真圖</b></p><

37、;p>　　（1）標準矩形波，頻率為300Hz，振幅為800mV。濾波前的波形如圖5.5和圖5.6，濾波后的波形如圖5.7和圖5.8。</p><p>　　圖 5.5 標準矩形波濾波前波形</p><p>　　圖 5.6 標準矩形波濾波前波形</p><p>　　圖 5.7 標準矩形波濾波后波形</p><p>　　圖 5.8 標

38、準矩形波濾波后波形</p><p>　?。?）噪聲三角波，頻率為400Hz，振幅為800mV。濾波前的波形如圖5.9和圖5.10，濾波后的波形如圖5.11和圖5.12。</p><p>　　圖 5.9 噪聲三角波濾波前波形</p><p>　　圖 5.10 噪聲三角波濾波前波形</p><p>　　圖 5.11 噪聲三角波濾波后波形&l

39、t;/p><p>　　圖 5.12 噪聲三角波濾波后波形</p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p>　　[1]程佩青.數(shù)字信號處理教程[M].北京：清華大學出版社，1999年</p><p>　　[2]孫宗瀛,謝鴻林.TMS320C5xDSP原理設計與應用[M].北京：清華大學出版社，2002年&l

40、t;/p><p>　　[3]喬瑞萍,崔濤,張芳娟.TMS320C54xDSP原理及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2005年</p><p>　　[4]張雄偉. DSP芯片的原理與開發(fā)應用（第三版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003年</p><p>　　[5]鄭紅.TMS320C54XDSP應用系統(tǒng)設計[M]. 北京：北京航空航天大學出版社，2002年&

41、lt;/p><p><b>　　七、總結(jié)</b></p><p>　　FIR濾波器的設計是數(shù)字信號處理技術的基礎，也是DSP芯片的重要組成部分。FIR濾波器性能的好壞直接影響著DSP的運行速度和精度，對現(xiàn)代電子技術的發(fā)展起決定性作用，F(xiàn)IR濾波器的設計在以后的一段相當長的時間里將持續(xù)主導DSP，而DSP隨著電子技術的不斷發(fā)展，應用領域愈來愈廣泛。</p>&