FIR数字滤波器的DSP课程设计

1、DSP原理课程设计报告题目： FIR数字滤波器 专 业 电子信息工程 姓 名 xxx 班 级 2012级电工本1班 学 号 xxxxxxxxx 指导教师 xxx 时 间 2015.092015.10 教师评分 目录一、课程设计的任务和目的1二、课程设计相关知识12.1 SEED-DEC2812 嵌入式DSP开发板1三、设计思路13.1 大致过程13.2 FIR滤波器的设计方法2四、设计总框图和程序流程图及程序源代码34.1 FIR滤波器设计总框图34.2 程序流程图44.3 程序源代码5五、系统仿真95.1 仿真设置95.2 仿真图11六、参考文献15七、总结15题目：FIR数字滤波器一、课程

2、设计的任务和目的课程设计的任务：本课程设计主要是利用C语言在CCS环境中编写一个FIR滤波器程序，并能利用已设计好的滤波器对常用信号进行滤波处理。选用TMS320C54X作为DSP处理芯片，通过对其编程来实现FIR滤波器。通过课程设计环节来加强对所学知识的理解和应用。二、课程设计相关知识2.1 SEED-DEC2812 嵌入式DSP开发板SEED-DEC2812 嵌入式DSP开发板原理框图如图2.1所示：图 2.1 SEED-DEC2812嵌入式DSP开发板原理框图三、设计思路3.1 大致过程在TMS320C54x系统开发环境CCS（Code Composer Studio）下对FIR滤波器的

3、DSP实现原理进行讨论。利用C语言设计相应的滤波器，通过实验仿真，从输入信号和输出信号的时域和频域曲线可看出在DSP上实现的FIR滤波器能完成预定的滤波任务。3.2 FIR滤波器的设计方法循环缓冲算法:对于N级的FIR滤波器，在数据存储器中开辟一个称之为滑窗的N个单元的缓冲区，滑窗中存放最新的N个输入样本。每次输入新的样本时，一新样本改写滑窗中的最老的数据，而滑窗中的其他数据不需要移动。利用片内BK（循环缓冲区长度）寄存器对滑窗进行间接寻址，环缓冲区地址首位相邻。下面，以N=5的FIR滤波器循环缓冲区为例，说明循环缓冲区中数据是如何寻址的5级循环缓冲区的结构如图3.1所示，顶部为低地址。图3.

4、1 循环缓冲区的结构当第一次执行完之后，间接寻址的辅助寄存器指向x(n-4)。然后，从I/O口输入数据x(n+1)，将原来存放x(n-4)的数据存储单元改写为x(n+1)。接着，进行第二次乘法累加运算，最后指向x(n-3)。然后从I/O口输入数据x(n+2) ，将原来存放 x(n-4)的数据存储器单元改写为x(n+2)。四、设计总框图和程序流程图及程序源代码4.1 FIR滤波器设计总框图FIR滤波器设计总框图如图4.1所示图4.1 FIR滤波器设计总框图4.2 程序流程图程序流程图如图4.2所示图4.2 程序流程图4.3 程序源代码FILTER.c代码：#include "DSP28

5、_Device.h"#include "filter.h"#include "ext_inf.h"unsigned int DataLong=1024;unsigned int i,j;unsigned int k= 0;unsigned short Ad_data2048;short Ad_data_signed2048;short filter_result1024;unsigned int convcount = 0;volatile unsigned int adconvover =0;interrupt void ISRTimer2(

6、void);interrupt void ad(void);void main(void)/*初始化系统*/InitSysCtrl();/*关中断*/DINT;IER = 0x0000;IFR = 0x0000;/*初始化PIE中断*/InitPieCtrl();/*初始化PIE中断矢量表*/InitPieVectTable(); /初始化cputimer InitCpuTimers(); /*设置中断服务程序入口地址*/EALLOW;PieVectTable.TINT2 = &ISRTimer2;PieVectTable.ADCINT = &ad;EDIS; /*开中断*/I

7、ER |= M_INT1; /ADC中断EINT; ERTM;/*设置CPU*/DINT;ConfigCpuTimer(&CpuTimer2, 150, 22); StartCpuTimer2(); /*开中断*/IER |= M_INT14;EINT;InitAdc();for(;)if (adconvover=1) /*fir滤波处理*/ for(i=0;i<DataLong;i+) Ad_data_signedi=(short)(Ad_datai-0x5300); fir_filter(Ad_data_signed,hfir,filter_result,ORDER_FIR,

8、DataLong,ROUND_FIR);adconvover=0; interrupt void ad(void)IFR=0x0000;PieCtrl.PIEACK.all=0xffff;if(adconvover=0)Ad_dataconvcount = AdcRegs.RESULT0; convcount+;if (convcount=DataLong) convcount=0; adconvover=1;/接满标志interrupt void ISRTimer2(void)AdcRegs.ADC_ST_FLAG.bit.INT_SEQ1_CLR=1;AdcRegs.ADCTRL2.bit

9、.SOC_SEQ1=1;FIR_filter.c代码：/const short x:输入信号的缓冲数组，short类型/const short h：滤波器的系数数组，short类型/short y：输出信号的缓冲数组，short类型/n:滤波器长度/m:输入信号的长度，即x的长度/s:生成整型的滤波器系数时使用的移位数目void fir_filter(const short x,const short h,short y,int n,int m,int s) int i,j; long y0; long acc; _nassert(m>=16); _nassert(n>=16);

10、for(j=0;j<m;j+) acc=0; for(i=0;i<n;i+) if(i+j>=m) break; else y0=(long)xi+j*(long)hi; acc=acc+y0; *y+=(short)(acc>>s); 五、系统仿真5.1 仿真设置1.fir_filter(Ad_data_signed,hfir,filter_result,ORDER_FIR,DataLong,ROUND_FIR)和adconvover=0处设置断点2.在Graph Property Dialog中设置Start Address和Display Type如图5.1

11、、图5.2、图5.3、图5.4图 5.1 Graph Property Dialog图 5.2 Graph Property Dialog图 5.3 Graph Property Dialog图 5.4 Graph Property Dialog3.设置实验板输入信号的参数，再运行程序得到仿真图。5.2 仿真图（1）标准矩形波，频率为300Hz，振幅为800mV。滤波前的波形如图5.5和图5.6，滤波后的波形如图5.7和图5.8。图 5.5 标准矩形波滤波前波形图 5.6 标准矩形波滤波前波形图 5.7 标准矩形波滤波后波形图 5.8 标准矩形波滤波后波形（2）噪声三角波，频率为400Hz，振

12、幅为800mV。滤波前的波形如图5.9和图5.10，滤波后的波形如图5.11和图5.12。图 5.9 噪声三角波滤波前波形图 5.10 噪声三角波滤波前波形图 5.11 噪声三角波滤波后波形图 5.12 噪声三角波滤波后波形六、参考文献1程佩青.数字信号处理教程M.北京：清华大学出版社，1999年2孙宗瀛,谢鸿林.TMS320C5xDSP原理设计与应用M.北京：清华大学出版社，2002年3乔瑞萍,崔涛,张芳娟.TMS320C54xDSP原理及应用M.西安：西安电子科技大学出版社，2005年4张雄伟. DSP芯片的原理与开发应用（第三版）M.北京：电子工业出版社，2003年5郑红.TMS320C54XDSP应用系统设计M. 北京：北京航空航天大学出版社，2002年七、总结FIR滤波器的设计是数字信号处理技术的基础，也是DSP芯片的重要组成部分。FIR滤波器性能的好坏直接影响着DSP的运行速度和精度，对现代电子技术的发展起决定性作