课程设计基于TMS320VC5509DSP的FIR滤波器设计000001

1、课 程 设 计 报 告课程设计名称： DSP原理与应用 系 ：三系 学生姓名：张欣班 级：通信工程学 号：20100306117成 绩：指导教师： 田爱君 开课时间： 2012-2013 学年 2 学期一设计题目基于TMS320VC5509 DSP的FIR滤波器设计二主要内容本课程设计主要完成软件平台的设计，在现有的TMS320VC5509 DSP硬件平台上，按照要求设计FIR滤波器，编写相应的源程序和链接命令程序，使整个系统能够滤除含噪信号中的高频噪声。三具体要求设计需要完成几个内容：（1）学生首先自己参照指导书完FIR算法实验，认真阅读实验中的源程序，深刻理解FIR滤波的原理及具体实现方法

2、，包括含噪信号的生成，滤波后信号的输出重点理解FIR滤波器的实现（循环寻址的实现）。（2）在理解原理的基础上，设计自己的滤波器。设计一定参数的滤波器得到滤波器的系数后，按照循环寻址的原理，参照给出的实验程序，编写具体的滤波器实现程序。调试程序，测试平台的性能。观察相应得含噪信号波形及去噪后的信号波形，滤波器的波形。经反复调试，使滤波器达到预计的结果。（3）撰写课程设计报告。四进度安排序号内容时间（天）1熟悉CCS软件环境12总体设计方案的验证13各分功能环节的设计与实现14总体功能调试实现15整理完成设计报告1合计5五成绩评定1、考核方法：总成绩由平时成绩、设计成绩两部分组成，各部分比例为30

3、%,70%.2、成绩评定:（1）平时成绩：无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为0分，无故旷课三次总成绩为0分。迟到15分钟按旷课处理（2）设计成绩：根据实际的设计过程及最终的实现结果，同时参考提交报告的质量，给出综合的设计成绩。基于TMS320VC5509 DSP的FIR滤波器设计一、实践的目的和要求这学期我们学习了数字图像处理还有DSP原理与应用，加上我们之前学习过数字信号处理系统在数字信号处理系统中，数字滤波器占有十分重要地位。而有限冲击响应(FIR)数字滤波器因其具有系统稳定、运算速度快、易实现等特点，在图像信号处理、数据传输等领域被广泛采用。我们知道FIR滤波器可以由计算

4、机软件来实现，也可以通过专用的数字滤波电路、专用的数字信号处理器或通用可编程DSP处理器来实现。其中计算机软件实现的方法速度较慢，常用于算法的模拟及仿真；专用硬件或专用处理器实现的方法速度快，但通用性较差、成本高；而通用可编程DSP处理器可通过编程实现各种数字滤波算法，使用灵活、功能强大，在滤波器设计中被广泛使用。所以为了加强我们对数字信号处理系统中数字滤波器的掌握，我们要进行基于TMS320VC5509 DSP的FIR滤波器设计，通过课程设计，来进一步掌握数字滤波器应用。之前我们在实验课上已经学习过有关基于TMS320VC5509 DSP的FIR滤波器的知识，所以，本次课程设计，对我们来说是

5、一个巩固知识的机会 此次课程设计要求我们成软件平台的设计，在现有的硬件平台上，编写相应的源程序和链接命令程序，使整个系统能够滤除含噪语音信号中的高频噪声。在理解原理的基础上，设计自己的滤波器。根据老师提供的有关参数，设计一个对应于自己参数的滤波器。二、实践原理： FIR滤波器的DSP实现3.1 TMS320VC5509简介 TMS320VC5509是美国德州仪器公司(TI)推出的新一代数字信号处理器，其CPU在结构上包含一个3216位指令缓存队列、2个17位17位乘累16位算术逻辑单元(MAC)、一个40位算术逻辑单元(ALU)、一个16位算术逻辑单元(ALU)、一个40位桶形移位器和4个40

6、位加法器3。TMS320VC5509支持多种工业标准的串行口，如：多通道缓冲串行口(McBSPs)、多媒体卡/安全数据串行口(MMC/SD)、USB和I2C总线接口等。还具有增强型主机接口(EHPI)、通用I/O口、可编程数字锁相环(DPLL)、计时器和多个DMA控制器等片上外设。TMS320VC5509高度并行的结构与优化的指令集合在一起，使得每个操作所需的时钟周期数在减少，而代码密度则在增加。FIR滤波器的DSP实现程序采用C语言编写，滤波器时频特性如图2所示。利用设计好的FIR滤波器对叠加了高频噪声的输入信号进行滤波，滤波前后的波形及频谱如图3所示。通过时域波形的对比发现，叠加了高频噪声

7、的输入信号经过FIR低通滤波器后，信号相对滤波前变得光滑；由频域波形对比同样可以发现有用的低频信号被保留下来，而高频噪声被很好地滤除掉了三、实践步骤1设计一定参数的滤波器 用MATLAB设计滤波器，使用fir2函数设计滤波器，注意，在函数中，其截止频率均用归一化频率表示。 归一化频率的计算方法：f=实际频率/(采样频率/2)如：截止频率为3000hz，采样频率为8000hz，则将截止频率归一化后的截止频率值为0.75。例如设计如下滤波器：已知信号的采样频率为8000hz，设计一个34阶低通滤波器，滤波器的通带截止频率为3100hz，阻带截止频率为3280hz。用fir2函数实现的格式：f =

8、0 0.775 0.82 1 ； m = 1 1 0 0 ； b=fir2（33，f，m）；在求解过程中，有疑问可参考课件或在matlab中用help命令求解。经求解，可得到滤波器的各阶系数，进而得到滤波器的系统函数。2. 硬件实现程序代码：#include myapp.h#include ICETEK-VC5509-EDU.h#include scancode.h#include #define FIRNUMBER 34#define SIGNAL1F 3100#define SIGNAL2F 3280#define SAMPLEF 8000float InputWave();float F

9、IR();float fHnFIRNUMBER= ;float fXnFIRNUMBER= 0.0 ;float fInput,fOutput;float fSignal1,fSignal2;float fStepSignal1,fStepSignal2;float f2PI;int i;float fIn256,fOut256;int nIn,nOut;main()nIn=0; nOut=0;f2PI=2*PI;fSignal1=0.0;fSignal2=PI*0.1;fStepSignal1=2*PI/30;fStepSignal2=2*PI*1.4;while ( 1 )fInput=I

10、nputWave();fInnIn=fInput;nIn+; nIn%=256;fOutput=FIR();fOutnOut=fOutput;nOut+;/* break point */if ( nOut=256 )nOut=0;float InputWave()for ( i=FIRNUMBER-1;i0;i- )fXni=fXni-1;fXn0=sin(double)fSignal1)+cos(double)fSignal2)/6.0;fSignal1+=fStepSignal1; if ( fSignal1=f2PI )fSignal1-=f2PI;fSignal2+=fStepSig

11、nal2;if ( fSignal2=f2PI )fSignal2-=f2PI;return(fXn0);float FIR()float fSum;fSum=0;for ( i=0;iFIRNUMBER;i+ )fSum+=(fXni*fHni);return(fSum);3.实验结果四 心得体会这学期的第十八周，我们进行了DSP课程设计，通过此次课程设计，我能后灵活的运用ccs仿真实验箱来完成数字滤波器的设计，也学会运用MATLAB软件来进行参数的求得。在实验过程中我明白了细节决定成败这句话的道理，在实验中，有很多注意的地方，都被我忽视了，比如：在运用MATLAB软件求系数的时候，34阶的要在输入代码的时候输入33，得到34个系数，这一点，一直被我忽略了，所以之前得到的一直是35个系数，导致我一直无法编译程序，一直出错，花费时间去修改，这严重影响了我试验的进度。同时，在实验中我了解了FIR滤波器的原理，熟练掌握了MATLAB的操作，不仅是我学到了知识，更锻炼了我的动手能力。也进一步认识了CCStudio软件的使用，了解了各种窗函数对滤波器特性的影响。 这一学期的理论知识学习加上这次课程设计，我对DSP这门学科有了更为深刻的了解，对数字信号的处理功能，硬软件相结合，语音的压缩、去噪和编码等等方面都有了很深的了解。相信