DSP课程设计报告FIR滤波器设计

1、DSP课程设计报告课程名称:DSP原理及应用设计题目:FIR滤波器设计学 院:电气信息学院专业年级:通信工程2011级指导教师:名: 号:间:2014630-2014.7.4DSP课程设计目录引言 3第一章课程设计要求及流程 41.1 FIR滤波器设计要求 41.2 设计流程 4第二章课程设计实现 42.1 功能描述 42.2 算法研究 42.3 参数计算 52.3.1 利用Matlab计算滤波系数 52.3.2编写滤波器输入信号程序 62.4 编写源程序 62.4.1汇编源程序“ .asm ”文件的编写 62.4.2链接命令文件“ .cmd”的编写 82.5调试过程 82.5.1 调试前的准

2、备 82.5.2 .inc 和.dat 的使用 82.5.3 编写及编译程序 82.5.4 观察点设置 92.6运行并观察结果 10第三章课程设计总结 12参考文献 12弓I言随着信息与数字技术的发展，数字信号处理已经成为当今极其重要而学科与 技术领域之一。它在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医 疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。 在数字信号处理的基本方法中，通 常会涉及到变换、滤波、频谱分析、调制解调和编码解码等处理。其中滤波是应 用非常广泛的一个环节，数字滤波器的理论和相关设计也一直都是人们研究的重 点之一。FIR滤波器的是非递归的，稳定性好，精度高；更重要的是，

3、FIR滤波 器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特征。 因此，它在高保 真的信号处理，如数字音频、图像处理、数据传输和生物医学等领域得到广泛应 用。在数字信号处理中，滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音信号处理、 图像处理、模式识别、频谱分析等应用的基本处理算法。用DSP芯片实现数字滤 波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点外，还具有灵活性好等特 点。本次课程设计的是FIR低通滤波器，首先运用 MATLA产生滤波系数，再用 DSP仿真软件CCS进行仿真，观察输入输出，看是否符合低通滤波器的功能。13第一章课程设计要求及流程1.1 FIR滤波器设计要求设计一个FIR低通

4、滤波器,通带边界频率为1500Hz通带波纹小于1dB;阻 带边界频率为2000Hz阻带衰减大于40dB;采样频率为10000Hz,滤波器阶数 为16。FIR滤波器的设计也可以用MATLAB!函数法进行。1.2设计流程设计流程如图1图1设计流程图第二章课程设计实现2.1功能描述低通滤波器是允许低于截至频率的信号经过，但高于截止频率的信号不能经过的电子滤波安装。2.2算法研究FIR的原理及公式FIR设计原理：如果一个FIR滤波有一个冲激响应，h(0),h(1),h(N-1),和x(n)描绘输 入的时常滤波n,输出滤波y(n)的n给出以下方程式：Y( n)=h(0)x( n)+h(1)x( n-1)

5、+h(2)x (n-2)+h(N-1)x n-( n-1)N阶有限冲激响应滤波器(FIR)公式：?-1Y(n)= E2?=0?(k)x( n- k) + x(n - (N- 1 + k)N=0,1,2,32.3参数计算2.3.1利用Matlab计算滤波系数滤波器阶数为16阶，截止频率1500HZ采样频率10000HZ romtKfirMlfi, 1500/10000*2)*327fiS)ans =SoIulutls 1 through 59953-218-756-824-0丄uniLS )through 1076642718103S7321C3Solunns L1 tkjrcugh 15427

6、17GO82J-750-218Colimn 16 tFxcuEh 175399 b=firl (16, 1500/10000*2): f r#qz b=roundifir 1(1 1500/10000)*32Tfi3 : f i ctf open ( 01 ?7 . incJ , ; tprimririd/ .旳rd *d tiJ, b). fcloseCfid) ifQ: E255; Kound(sui(2*pL*i*1000/10DOO)BmC2tpik i tZDOQ/10000 ) pri.ntl：idT? 1651 2 ： C Qt ): fpriiitf (fid, Kd n j

7、a ;401fJotmalizsd hrsquerrcy (对柑由汕mple.)500J曰 P upn=51?0(ZCJ0OF)00?匚-500Q00 1 (J 70 3000 50 60 7Fhrmdizod Frequency Ns rad/sanploj-100DO2.4编与源程序2.4.1汇编源程序“ .asm”文件的编写.global start,fir.mmregsCOFF_FIR_START: .sect coff_fir.i ncludeO127.i ncK_FIR_BFFR .set 20d_data_buffer .usect fir_bfr,64FIR_DP.usectf

8、ir_vars,0d_filin.usectfir_vars,1output.usectfir_vars,1in put.usect fir_vars,1d_filout.usect fir_vars,100hstacksize .set 256stack .usect fir_vars,stacksize.asg AR4,FIR_DATA_P.asg AR6,INBUF_P.asg AR7,OUTBUF_P.asg AR3,OUTBUF.asg AR2,INBUF.sect fir_prognopstart:stm #stack+stacksize,SPLD #FIR_DP,DPSTM #d

9、_data_buffer,FIR_DATA_P;RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1;RC=31STL A,*FIR_DATA_P+;STM #d_filin ,INBUF_PSTM #d_filout,OUTBUF_PSTM #output,OUTBUFSTM #in put,INBUFSTM #100h,BKfir_loop:NOPLD *INBUF_P,ASTL A,*INBUFCALL firSTH A,*OUTBUF_P+%STH A,*OUTBUFmain_e nd:b fir_loopfir:STM #d_data_buffer,FIR_DATA_PSTLA,*FIR_DAT

10、A_PSTM #(d_data_buffer+K_FIR_BFFR-1),FIR_DATA_P fir_task:RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1MACD *FIR_DATA_P-,COFF_FIR_START,A RET.end242链接命令文件“ .cmd”的编写MEMORYPAGE 0:PROG: o= 100h,l= 2000hPAGE 1:DATA1: o= 2600h, l= 1000hDATA2: o= 2100h, l= 100hDATA3: o= 2200h, l= 100hDATA4: o= 2300h, l= 100hDATA5: o= 2400h, l= 100

11、hDATA6: o= 2500h, l= 100hSECTIONScoff_fir :PROGPAGE 0fir_prog:PROGPAGE 0fir_vars:DATA1PAGE 1fir_coff :DATA2PAGE 1fir_bfr :DATA3PAGE 12.5调试过程2.5.1调试前的准备1）启动 SETUP并选择芯片 C5402 simulator。2） 在CCS的安装目录myproject子目录下创建一个文件夹 0127。2.5.2 .inc 和.dat 的使用将MATLA生成的0127.inc 文件和0127.dat文件复制到0127文件夹中。2.5.3编写及编译程序1）创建

12、工程文件：在 Project菜单中选择 New项，在Project中输入0127并 保存。2） 编写汇编源程序和链接程序：在 File菜单中选中New-Source File，编写源 程序，然后以.asm格式保存在0127文件夹里；再在File菜单中选中New-Source File，编写链接程序，然后以.cmd格式保存在0127文件夹里。3）在工程文件中添加程序文件：在Project菜单中选中 AddFile to Project， 将以上程序加载到工程目录下。4） 生成和运行程序：在 Project菜单中选中Rebuild All 对工程进行编译、汇 编和链接（如果有错就修改，然后再编译链

13、接直到无误为止）；在File菜单中选 中Load Program，在当前目录的 Debug目录下选择O127.out并打开，将Build 生成的程序加载到DSP中 ;在Debug菜单中选中Run,运行该程序。2.5.4观察点设置1）设置断点：在.asm文件中标号为fir_loop 下面的Nop语句设置软件断点（Toggle breakpoint ） 探针（ToggleProbe point ）。2） 在File菜单中选中File I/O ，将会看到File I/O 对话框，按照图2操作然 后选中Add Probe Point再按图3操作。图2图33）打开观察窗口选择菜单“ View” “Gra

14、ph” “Time/Frequency”按照图4所示依次操作FPH Graph Property D a log-一Di splGy TypeWin此鬻 Tineph Ti faoutputSlat I Addressoulpul吋4.Aequi sitiKuf t&v !1Iiidsjc1D i spl ey Dfita Si xe200HF Hat Tyj*&bi 1 ci a a白ilkt AQ-vslue0gsplinf Eate 0*1 工）10000FJL亦史 lldtd 越E4ELtKi gitLtfl心江応d DuW D讣AutescalagDC Vdw：0Akee Iii s

15、playOkTime Si zplay ttu.七ku- biU&Meni tude Diulv SLi nearDiiti Elet SljrlaLdiitdCuTEor WoceData Cursor2.6运行并观察结果输入时域和频域波形如图5,输出时域和频域波形如图6。从图形可以看出， 高于1500Hz的频率成分被滤去，低于1500Hz的频率成分通过，符合截止频率为 1500Hz的低通滤波器的特性，达到了设计要求。 output! 口叵w2.0e*5：1 .弘匸I.Oe-S2L.Oe-11= 5 J1W71111| I11FBI r| K 1r益QQ33勢4| H I n i r i +1674W1(2500, 4005.0 gfFFT MagLin Auto ScaleRectangular第三章课程设计总结在本次课程设计中，我了解到了数字滤波是信号处理技术中的重要部分，重温了数字滤波器的基本理论知识以及实现它的方法。复习了MATLAB的相关知识，并且利用MATLAB与CCS设计了低通滤波器，更加熟悉 CCS环境下的程 序开发方法、调试工具的使用等。使我将课堂知识与实际运用结合起来， 理论联 系实际。在这过程中，我也遇到了很多问题，总是无