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: 2014630-2014.7.4 DSP课程设计 目录 引言 3 第一章课程设计要求及流程 4 1.1 FIR滤波器设计要求 4 1.2 设计流程 4 第二章课程设计实现 4 2.1 功能描述 4 2.2 算法研究 4 2.3 参数计算 5 2.3.1 利用Matlab计算滤波系数 5 2.3.2编写滤波器输入信号程序 6 2.4 编写源程序 6 2.4.1汇编源程序“ .asm ”文件的编写 6 2.4.2链接命令文件“ .c

2、md”的编写 8 2.5调试过程 8 2.5.1 调试前的准备 8 2.5.2 .inc 和.dat 的使用 8 2.5.3 编写及编译程序 8 2.5.4 观察点设置 9 2.6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

3、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， 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

4、功能。 14 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

5、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(O)x( n)+h(1)x( n-1)+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： Y( n)= 一N=0,1,2,3 2.3参数计算 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 round (fir 1(1 1500/10000*?) *32768) 匚 ol-ULTlS 1 ttlXOllgK 5 9953-218 Co Lunns 6 ttirougti 1U 7661271S1Q3 Columns I

6、t through 15 1271706-324 Coliuins 15 throiich 1 - 5399 HirlClfl, 1500/10000*2); freqi (b* 1512) 756-S24 0782SIQ3 756-213 0D.1020.30.40.5 O.fi 0 70.80.9 fJarmlzeu Frecuencyrad/aanple -1C0 0 -50Q 0 DJ 020 3040 50. fprimttfid/ -word 労恥 fcls5t(f id) ans = r=O;l;25S; around- fid-fdcenf 012T. iat，if ): ip

7、rintf fid/ 1351 2 0 匚 On)： fprimt tidj怖J n j a); fclDEe(fi4) 0 4 J1 fJoirr?hz9d F-ecue-icy i.: Egrvlml freta, 1,512) a-p apn= RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1;RC=31 STL A,*FIR_DATA_P+; STM #d_filin ,INBUF_P STM #d_filout,OUTBUF_P STM #output,OUTBUF STM #in put,INBUF STM #100h,BK fir_loop: NOP LD *INBUF_P,A STL

8、A,*INBUF CALL fir STH A,*OUTBUF_P+% STH A,*OUTBUF main_e nd: b fir_loop fir: STM #d_data_buffer,FIR_DATA_P STLA,*FIR_DATA_P STM #(d_data_buffer+K_FIR_BFFR-1),FIR_DATA_P fir_task: RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1 MACD *FIR_DATA_P-,COFF_FIR_START,A RET .end 242链接命令文件“ .cmd”的编写 MEMORY PAGE 0: PROG: o= 100h,l= 2000

9、h PAGE 1: DATA1: o= 2600h, l= 1000h DATA2: o= 2100h, l= 100h DATA3: o= 2200h, l= 100h DATA4: o= 2300h, l= 100h DATA5: o= 2400h, l= 100h DATA6: o= 2500h, l= 100h SECTIONS coff_fir : PROG PAGE 0 fir_prog : PROG PAGE 0 fir_vars : DATA1 PAGE 1 fir_coff : DATA2 PAGE 1 fir_bfr : DATA3 PAGE 1 2.5调试过程 2.5.1

10、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

11、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fi

12、r_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3 3）打开观察窗口 选择菜单“ View” “Graph” “Time/Frequency”按照图4所示依次操作 田 Cars ph Property Dialog D1 !p JTypa 5th毎La 7 in a Crapl. Ti tie lapvt S lar 1 kilt i will Ik恤 l

13、i II tn 3ufsi Si 1 jTidT Tn上心”真 1 2DQ DST Data Typi sigjid Uuoi uoco Flu I DhIel Fi jih Lcfl tw Ri血I LckwEhi bi adl Data Dii Ye 0L DC Alue D As 4= Bx=pl4 Otx Iime Display Vid t s S tk ur De spil ar Ua N*gPii tuic Di spl&y c: L*at芒园. Dita flol tyl Lint Grid Zard Li 匚 Mdcc Ds-ia- Cw 3Q7 CKCancel 3tlp

14、Di s-jil -a./ Typi FFT NsiigniL tud.6 CJir-alt T i l丄匚 i tipMlI Si 耳Typ Raxl Stvt Jlddrieie. i nput Fite JDa. Adqui si tioft Buffer Si ： 1 IndK IncrnenlL 1 FfT Frwsi x RD FFT Ord&r B FFT W i ndew i us Fiulc ti oi Rect. aixcle DiFoJc and Hld DSP* Tjq?*8- 1 ip gn-pdl x n t * p Q-vdlue U i氏血I * (Sts J

15、1DDOO 1 Plo( Date Pr L-efI Id RieJht Lf t-zhiDati Di=j Tas 盘4 ll呛咛 On BC Axas Di =play n Freuincy DiUni - tit Stdtun Bear Di splv n 川乩歹i tn白a Els.pl-ay Sc-sL ILiirgy 山日Ao. Plot Style JLin.e -Jri4 Styla Zar Lih 1 Cur i or DbL-m Cutvct Gr ph Pi uperi1 Didl-uy Dis-floy Typ 7in Grayh T i 11 a Dviput Sta

16、irt Addi： ess QBtpUl P*ee D DC V-Uu 0 kxes Di splay 0 a T km c 11. xpla. Uni L 3 tCi.tu t-ar Li sp丄鱼孑 Ui Mgl L tude D i spl 皤 Si Lt near Dt Fl cl 2lyl L；Klt Gri軽 Stylft Z*r Li Cur Eor Mode Dtai Cur str DK CucL |HeLp Gr-aph Property Dialog 監 j Cue:上 1. | Help 2.6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

17、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。 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，总是无法正确的显示输入输出波形。 在老师和同学的帮助下，最终找到了问题的所在，原来是滤波器的阶数设置的不

18、 合适。经过多番修改，终于成功完成了本次课程设计。 综合运用模拟电子、数字电子和 DSP基本原理等课程中所学的理论知识， 合理利用MATLAB去独立完成一个项目的设计，还需要我不断地努力、总结。 本次课程设计对我还是有一定的积极意义的， 我将以更加饱满的热情运用所学知 识投入到今后的工作和生活中。 参考文献 DSP原理及应用邹彦 主编 电子工业出版社 DSP技术及应用实验指导书 曹玉英编西南石油大学出版社目 录 第一章概论 1.1项目名称1 1.2项目地点1 1.3区域特点1 1.4建设规模1 1.5可行性研究范围 2 1.6项目估算总投资额 3 第二章 项目市场分析 DSP课程设计 2.1#县经济发展趋势分析 3 2.2#县房地产发展概况4 2.3区域市场分析 错误！未定义书签。 2.4项目利弊分析错误！未定义书签。 第三章 项目定位及销售预测 错误！未定义书签 3.1项目定位 错误！未定义书签。 3.2销售情况预测 错误！未定义书签。 3.3销售价格预测 错误！未定义书签。 第四章 项目的工程技术方案 错