dsp課程設(shè)計報告(fir濾波器的dsp實現(xiàn))

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p>　　題目 FIR濾波器的DSP實現(xiàn) </p><p>　　專業(yè)、班級 學(xué)號 姓名 </p><p>　　主要內(nèi)容、基本要求、主要參考文獻等：</p><p><b>　　1、主要內(nèi)容</b&g

2、t;</p><p>　　(1) 了解FIR濾波器的原理及使用方法</p><p>　　(2) 了解使用MATLAB語言設(shè)計FIR濾波器的方法</p><p>　　(3) 了解FIR濾波器的DSP設(shè)計及實現(xiàn)方法</p><p>　　(4) 熟悉數(shù)字信號處理過程。</p><p><b>　　2、基本要求<

3、;/b></p><p>　　(1) 錄制一段音頻信號，用實現(xiàn)FIR實現(xiàn)濾波過程。</p><p>　　(2) 在CCS中編寫程序，實現(xiàn)（1）中設(shè)計的濾波器。</p><p><b>　　3、主要參考文獻</b></p><p>　?。?）高海林，錢滿義。DSP技術(shù)及其應(yīng)用。清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社。20

4、09</p><p>　?。?）張雄偉，曹鐵勇，陳亮，楊吉斌等。 DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用（第4版）。 電子工業(yè)出版社，2009</p><p>　?。?）陳金鷹。DSP技術(shù)及應(yīng)用。機械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　完 成 期 限： 年 月 日 </p><p>　　指導(dǎo)教師簽名：

5、 </p><p>　　課程負(fù)責(zé)人簽名： </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄I</b></p><p>　　第一章設(shè)計的內(nèi)容及要求1</p><p>　　第一節(jié)、設(shè)計

6、題目1</p><p>　　第二節(jié)、設(shè)計目的1</p><p>　　第三節(jié)、設(shè)計設(shè)備1</p><p>　　第四節(jié)、實驗內(nèi)容1</p><p>　　第二章設(shè)計基本原理2</p><p>　　第三章FIR濾波器的MATALAB的設(shè)計2</p><p>　　第一節(jié)、語音信號的

7、時域圖、頻域圖的輸出3</p><p>　　第二節(jié)、啟動濾波器設(shè)計分析器3</p><p>　　第三節(jié)、濾波器設(shè)計4</p><p>　　第四節(jié)、導(dǎo)出FIR濾波器系數(shù)。4</p><p>　　第四章濾波器的DSP實現(xiàn)5</p><p>　　第一節(jié)、數(shù)據(jù)的載入6</p><p&g

8、t;　　第二節(jié)、信號的輸出6</p><p>　　第五章濾波后語音信號的讀取8</p><p>　　第六章設(shè)計總結(jié)8</p><p><b>　　參考文獻9</b></p><p><b>　　附錄9</b></p><p><b>　　設(shè)計的內(nèi)容及

9、要求</b></p><p><b>　　設(shè)計題目</b></p><p>　　FIR濾波器的DSP實現(xiàn)</p><p><b>　　設(shè)計目的</b></p><p>　　1．熟悉數(shù)字濾波的基本原理和實現(xiàn)方法；</p><p>　　2．熟悉FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計方

10、法；</p><p>　　3．熟悉FIR濾波器的DSP實現(xiàn)方法。</p><p><b>　　設(shè)計設(shè)備</b></p><p>　　計算機；DSP硬件仿真器；SZ-DSPF開發(fā)教學(xué)平臺。</p><p><b>　　實驗內(nèi)容</b></p><p><b>　　實驗

11、的基本流程：</b></p><p>　　X(t)為自己錄制的一段音頻信號（語音或者音樂），模數(shù)轉(zhuǎn)換過程即為將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程，數(shù)字信號處理器完成FIR濾波器的功能，濾波器的系數(shù)由MATLB設(shè)計實現(xiàn)。濾波后的數(shù)據(jù)存下來，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換播放出來。</p><p><b>　　設(shè)計基本原理</b></p><p>　　本實驗通

12、過用DSP實現(xiàn)規(guī)定的FIR濾波器，使同學(xué)們了解FIR濾波器的設(shè)計方法，及DSP上FIR濾波器的實現(xiàn)方法。</p><p>　　設(shè)h(n)(n=0,1,2,3…，N-1)為濾波器的單位沖激響應(yīng)序列，輸入信號為x(n),則 濾波器就是要實現(xiàn)下列差分方程</p><p>　　假設(shè)濾波器的單位脈沖響應(yīng)為h[0],h[1],h[N-1],x[k]為待濾波的輸入信號，則濾波器的輸出為：</p&g

13、t;<p>　　進行濾波實際上就是計算序列的線性卷積。</p><p>　　圖2.1：FIR數(shù)字濾波的結(jié)構(gòu)</p><p>　　FIR濾波器的MATALAB的設(shè)計</p><p>　　FIR濾波器的設(shè)計任務(wù)是選擇有限長度的h(n)。使傳輸函數(shù)H(w)滿足設(shè)計要求。FIR濾波器的設(shè)計方法有多種，如窗函數(shù)法、頻率采樣法及其它各種優(yōu)化設(shè)計方法。本設(shè)計中利用M

14、ATLABA設(shè)計濾波器，即得到濾波器系數(shù)。</p><p>　　語音信號的時域圖、頻域圖的輸出</p><p>　　[x,fs,bite] =wavread('D:\Windows XP 關(guān)機.wav',[1024 15000]);</p><p><b>　　x=x(:,1);</b></p><p>

15、　　y = abs(fft(x(1:2048)));</p><p>　　subplot(211);plot(x);title('原始信號');</p><p>　　subplot(212);plot(y);title('頻譜信號'); </p><p>　　s = round(32767* x);</p><p&

16、gt;　　fid = fopen('D:\Windows XP 關(guān)機.dat','w');</p><p>　　fprintf(fid,'1651 1 0 0 100\n');</p><p>　　for i=1:256</p><p>　　fprintf(fid,'%d\n',s(i));</p

17、><p><b>　　end</b></p><p>　　fclose(fid); </p><p>　　啟動濾波器設(shè)計分析器</p><p>　　在MATLAB的start菜單中選擇Toolboxes->Filter Design->Filter Design & Analysis Tools(fdat

18、ool)，或者在命令行中輸入fdatool來啟動濾波器設(shè)計分析器。啟動后界面如圖2.2所示：</p><p><b>　　圖2.2：</b></p><p><b>　　濾波器設(shè)計</b></p><p>　　在選項中選擇或輸入濾波器參數(shù)，然后點擊”Design Filter”按鈕完成濾波器設(shè)計。設(shè)計成功后的結(jié)果如圖2.3

19、所示。</p><p><b>　　圖2.3</b></p><p>　　導(dǎo)出FIR濾波器系數(shù)。</p><p>　　在fdatool中，選擇Targets->Code Composer Studio?IDE。</p><p>　　在出現(xiàn)的對話框中選擇輸出文件類型為C.header file,輸出系數(shù)類型為sign

20、ed 16-bit integer，如圖2.4所示。</p><p>　　點擊Generate按鈕，選擇路徑，即可輸出前一步設(shè)計出的FIR濾波器系數(shù)表。</p><p><b>　　圖2.4</b></p><p><b>　　濾波器的DSP實現(xiàn)</b></p><p>　　FIR是將待濾波的數(shù)據(jù)序

21、列與濾波系數(shù)序列相乘后再相加運算,同時要模仿FIR結(jié)構(gòu)中的延遲線將數(shù)據(jù)在存儲器中滑動 以往的通用處理器或單片機在進行此類乘加運算的時候，都會耗費大量的CPU和總線資源DSP作為專用信號處理芯片，它在結(jié)構(gòu)上針對數(shù)字信號處理的特點進行了改進和優(yōu)化,并且增加了特殊的指令專門用于數(shù)字處理。</p><p>　　設(shè)計好FIR濾波器后，如何寫入到DSP中，使DSP按照設(shè)計要求實現(xiàn)低通濾波的效果，本實驗的濾波算法是直接從TMS

22、320C54x的DSPDIB庫中調(diào)用FIR濾波函數(shù)。DSPLIB是一個為C語言程序員開發(fā)TMS320C54x而建立的經(jīng)過優(yōu)化的DSP函數(shù)庫。在工程中要添加頭文件“*.h ”，在C源程序中要包含頭文件。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)的載入</b></p><p><b>　　頭文件的更改</b></p><p>　　將頭

23、文件中的11個點的數(shù)據(jù)復(fù)制到test.dat文件中</p><p><b>　　載入語音數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　信號的輸出</b></p><p><b>　　觀察輸入輸出信號</b></p><p><b>　　生成輸入輸出圖像</b>

24、</p><p><b>　　觀察頻域輸入圖像</b></p><p><b>　　觀察頻域輸入圖像</b></p><p>　　濾波后語音信號的讀取</p><p>　　在MATALAB中將之前濾波后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為語音信號并試聽，比較其與濾波前的語音信號的差別。</p><p&g

25、t;<b>　　代碼如下：</b></p><p>　　fid = fopen('D:\Windows XP 關(guān)機.dat');</p><p>　　y=fscanf(fid,'%x');</p><p>　　y=y/32768;</p><p>　　wavwrite(y,22050,16

26、,'D:\Windows XP 關(guān)機后.wav');</p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　通過這將近一周的數(shù)字信號處理的課程設(shè)計，我對FIR濾波器的性質(zhì)又有了一個更加充分的認(rèn)識，同時也對它的應(yīng)用有了一個大體的認(rèn)識。這樣將會更加激勵我學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，不斷的將所學(xué)的知識用于實踐。這讓我感受到只有在了解課本知識的前提下，才能更好

27、的應(yīng)用這個工具。這次設(shè)計使我了解了MATLAB的使用方法，學(xué)會分析濾波器的優(yōu)劣和性能，提高了分析和動手實踐能力。在設(shè)計的過程中，我也認(rèn)識到了自己所學(xué)知識的不足。這也讓我再次認(rèn)識到知識是無盡的，只有不斷的充實自己、完善自己的知識理論體系，才能夠更好的勝任自己以后的工作。</p><p>　　在設(shè)計的過程中，我也得到了我們設(shè)計小組的成員和很多同學(xué)的幫組。這也加強了我與其他同學(xué)合作的能力?？傊瑢τ谶@樣的課程設(shè)計活動，

28、我收獲了很多東西，也將使我在以后的學(xué)習(xí)、工作中更加輕松和積極。這也正是參加這次活動的目的和意義。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1）高海林，錢滿義。DSP技術(shù)及其應(yīng)用。清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社。2009</p><p>　?。?）張雄偉，曹鐵勇，陳亮，楊吉斌等。 DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用（第4版）

29、。 電子工業(yè)出版社，2009</p><p>　?。?）陳金鷹。DSP技術(shù)及應(yīng)用。機械工業(yè)出版社，2004</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　FIR函數(shù)調(diào)用格式為： </p><p>　　short oflag = fir (DATA *x, DATA *h, DATA *r, DATA **