基于dsp的IIR数字滤波器设计

---总结资料.z.基于DSP的IIR数字滤波器设计摘要当前我们正处于数字化时代，数字信号处理技术受到了人们的广泛关注，其理论及算法随着计算机技术和微电子技术的开展得到了飞速的开展，被广泛应用于语音图象处理、数字通信、谱分析、模式识别、自动控制等领域。数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成局部之一，几乎出现在所有的数字信号处理系统中。数字滤波器是指完成信号滤波处理的功能，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组〔由模拟信号取样和量化的〕数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移，能够处理低频信号，频率响应特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以到达很高，容易集成等，这些优势决定了数字滤波器的应用越来越广泛。同时DSP〔数字信号处理器〕的出现和FPGA的迅速开展也促进了数字滤波器的开展，并为数字滤波器的硬件实现提供了更多的选择。本课题主要应用MATLAB软件设计IIR数字滤波器，并对所设计的滤波器进展仿真；应用DSP集成开发环境一CCS调试汇编程序，用TMS320LF2407A来实现IIR数字滤波。具体工作包括：对IIR数字滤波器的根本理论进展了分析和探讨；采用MATLAB软件来比拟各滤波器的幅频响应曲线，从而选择最适宜的滤波器类型；计算数字滤波器的系数，研究算法的可行性，对IIR低通数字滤波器进展前期的设计和仿真；系统介绍了TI公司TMS320LF2407A数字信号处理器的硬件构造、性能特点和DSP的集成开发环境CCS；将在MATLAB上可行的算法移植到CCS调试汇编程序上，结合AD转换程序和DA转换程序设计整体算法；最后用TMS320LF2407A来实现IIR数字滤波。经过TMS320LF2407A处理后的结果和MATLAB上仿真的结果相近，说明这次设计还是很成功的。关键字：数字滤波器；IIR；MATLAB；CCS；TMS320LF2407ADSP-basedIIRdigitalfilterdesignAbstractNowadaysweareinthedigitaltime,thetechnologyofdigitalsignalprocessaregote*tensiveattentionbypeople.Acpanywiththedevelopmentoftechnologyofputerandmicroelectronics,thetheoryandarithmeticofdigitalsignalprocessdevelopmentquickly,Digitalfiltersaree*tensivelyusedinaudioandvideoprocess,digitalmunications,frequencyanalyse,autocontrolandsoon.DigitalfilterisoneofthemostimportantpartofdigitalsignalProcess,almostappearedinalldigitalsignalprocesssystem.DigitalfilterisadiscreteLITsystemcanacplishthesignalfilterusingfiniteprecisionarithmetic,withagroupofdigitalsignalinput(whichsampledandmeasurewithanalogsignals)andanothergroupofchangeddigitalsignaloutput.DigitalfilterisoneoftheimportantcontentsofdigitalsignalProcess.Relativetoanalogfilter,thedigitalfilterwithoute*cursion,beabletoprocesslowerfrequencysignal,thecharacteristicoffrequencyresponseclosetoidealvalue,WithhighPrecision,andeasytointegrated.Theseadvantagesdecidetheapplicationofdigitalfilterbeemoreandmoree*tensively.WhilethedevelopingofDSP(digitalsignalprocessor)andFPGA,providemorechoicefordigitalfilter.ThisprojectmainlyappliestheMATLABsoftwaretodesignIIRdigitalfilter;imitatesthedesignedfilter;appliesDSPintegrateddevelopingsurroundings一CCStodebugassembler;usesTMS320LF2407AtorealizeIIRdigitalfilter.Thespecificworksinclude:analyzinganddiscussingbasictheoriesofIIRdigitalfilter;usingMATLABsoftwaretoparetheamplitude-frequencyresponsecurveoffiltertochoosethemostsuitabletypeoffilter;calculatingthecoefficientofdigitalfilter;studyingthefeasibilityofthewayofcalculation;designingandimitatingtheearlierstageofIIRdigitalfilter;introducinginasystematicwaythehardwarestructureandcharacteristicsofTIpany’sTMS320LF2407Aseriesofsignalprocessor,andtheintegrateddevelopingsurroundingsCCSofDSP;puttheviableMATLABalgorithmtransplantedintotheCCStodebugassembler,binedADandDAconversionprogramtodesignglobalalgorithm;finallyusingTMS320LF2407AtoachievewithIIRdigitalfilter.TheresultsthatafterTMS320LF2407AdealwithisthesameastheresultsoftheMATLABemulation,thisindicatesthatthedesignisstillverysuccessfulKeyword:digitalfilter;IIR;MATLAB;CCS;TMS320LF2407A---总结资料.z.---总结资料.z.目录TOC\o"1-3"\h\u72631绪论 1295671.1课题意义 1124501.2IIR数字滤波器的开展及前景 2174431.3主要研究内容 3126881.4章节安排 359922数字滤波器的根本理论 5106782.1数字滤波器概念 5319302.2数字滤波器的类型 596252.3滤波器的设计步骤6179612.4脉冲响应不变法 6205112.5双线性变换法 7306492.6滤波器的特性及使用函数 223172.7本章小结 105043MATLAB上的IIR滤波器的设计与仿真 115883.1选择适宜的模拟滤波器原型 11109183.2使用MATLAB计算数字滤波器系数 14295153.3IIR网络构造 14233413.4设计算法并在MATLAB上仿真 1623743.5本章小结 1731234DSP芯片概述 19246864.1DSP芯片定义 19---总结资料.z.324184.2DSP芯片主要特点 19321364.3DSP芯片的优缺点 19137614.4DSP芯片的分类 19271414.5DSP芯片性能 208634.6DSP芯片的应用 20281784.7DSP系统构成 21159084.8本章小结 21164185在DSP上的实现 22152235.1CCS软件简介 22321855.2CCS集成环境和主要菜单 22127105.3在DSP上编程实现 2380545.4本章小结 273117总结 2827329致谢 2919278参考文献 3013693附录1 英文翻译原文局部 314443附录2 英文翻译译文局部 4313485附录3 算法C语言源程序 55---总结资料.z.---总结资料.z.1绪论随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。目前数字信号处理在通信、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。在数字信号处理中起着重要的作用并已获得广泛应用的是数字滤波器〔DF，DigitalFilter〕。但凡有能力进展信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。1917年美国和德国科学家分别创造了LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的开展，滤波器开展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速开展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进展。1.1课题意义数字滤波器(DigitalFilter)在数字信号处理〔DSP,DigitalSignalProcessing〕中具有非常重要的作用。在许多应用中，例如数据压缩、生物医学信号处理、语音处理、数据传输、数字音频、回音对消等等，数字滤波器和模拟滤波器相比因为具有如下一个或多个优势而被优先采用。(1)数字滤波器可以具有模拟滤波器不可能具有的*些特征，例如真正的线性相位响应。(2)数字滤波器的性能不像模拟滤波器那样随环境的改变〔例如温度的变化〕而改变。这样就不必经常去校验。(3)如果利用一个可编程的处理器来实现，则数字滤波器的频率响应就能被自动地调整。这就是为什么在自适应的滤波器中广泛利用数字滤波器的原因。(4)几个输入信号或通道可以用一个数字滤波器来滤波，而不需要重复硬件。(5)滤波过的和未滤波的数据都可以将其存储以备将来使用。(6)可以充分利用在VLSI技术方面的技术进展来制造数字滤波器，使滤波器体积更小、功耗低、价格廉价。(7)在实践中，模拟滤波器能到达的精度是受限制的。例如，利用现有的元件设计的有源滤波器，通常可能到达最大阻带衰减是60-70dB。而对于数字滤波器，它的精度仅受限于它所采用的字长。(8)数字滤波器可以以极低的频率运行，例如在生物医学中有许多极低频率应用的例子，在这些应用中采用模拟滤波器是不现实的。另外，数字滤波器仅通过改变抽样频率就可以在很大的频率范围内工作。和模拟滤波器相比，数字滤波器主要有以下缺点：(1)速度限制：数字滤波器能实时处理的最大信号带宽，比模拟滤波器低得多。在实时情况下，模拟-数字-模拟转化过程对数字滤波器的性能引入了速度的限制。ADC的转换时间和DAC的建立时间限制了能够处理的最高频率。此外，数字滤波器的运行速度，依赖于所用到的数字处理器的速度，以及滤波算法必须执行的算术操作的数目。滤波器的响应越紧凑，则滤波器的速度越快。(2)有限字长效应：数字滤波器受量化一个连续信号而引起的ADV噪声的影响，以及在计算过程中发生的舍入噪声的影响。递归滤波器的阶数越高，舍入噪声的累计就越大，可能会引起滤波器的不稳定。(3)设计和开发期限长：数字滤波器设计和开发期限，特别是硬件的开发可能比模拟滤波器要长得多。不过，一旦硬件和/或软件开发出来，不需要或者稍加变动就可以将其用在别的滤波任务或者DSP任务中。好的计算机辅助设计〔CAD〕支持软件使得设计滤波器成为一项令人愉快的任务，但是如何充分而有效地利用这些辅助工具就需要专门的技术了。1.2IIR数字滤波器的开展及前景数字滤波是数字信号处理理论的重要组成局部。数字信号处理主要是研究用数字或符号的序列来表示信号波形，并用数字的方式去处理这些序列，以便估计信号的特征参量，或削弱信号中的多余分量或增强信号中的有用分量。具体来说，但凡用数字方式对信号进展滤波、变换、调制、解调、均衡、增强、压缩、估值、识别、产生等加工处理，都可纳入数字信号处理领域。数字信号处理学科的一项重大进展是关于数字滤波器设计方法的研究。关于数字滤波器，早在上世纪40年代末期，就有人讨论过它的可能性问题，但直到60年代中期，才开场形成关于数字滤波器的一整套完整的正规理论。在这一时期，提出了各种各样的数字滤波器构造，有的以运算误差最小为特点，有的则以运算速度高见长，而有的则二者兼而有之,从而出现了数字滤波器的各种逼近方法和实现方法，对递归和非递归两类滤波器作了全面的比拟，统一了数字滤波器的根本概念和理论。数字滤波器领域的一个重要开展是对有限冲激响应(FIR)和无限冲激响应(IIR)关系的认识的转化。在初期，一般认为IIR滤波器比FIR滤波器具有更高的运算效率，因而明显地倾向于前者，但当人们提出用快速傅立叶变换(FFT)实现卷积运算的概念之后，发现高阶FIR滤波器也可以用很高的运算效率来实现，这就促使人们对高性能FIR滤波器的设计方法和数字滤波器的频域设计方法进展了大量的研究，从而出现了此后数字滤波器设计中频域方法和时域方法并驾齐驱的局面。然而，这些均属数字滤波器的早期研究。早期的数字滤波器尽管在语音、声纳、地震和医学的信号处理中曾经发挥过作用，但由于当时计算机主机的价格很昂贵，严重阻碍了专用数字滤波器的开展，使数字滤波器的设计仅仅是对相应模拟滤波器的逼近。上世纪70年代科学技术蓬勃开展，数字信号处理开场与大规模和超大规模集成电路技术，微处理器技术、高速数字算术单元、双极型高密度半导体存储器、电荷转移器件等新技术、新工艺相结合，并且引进了计算机辅助设计方法。一般说来，通过对模拟滤波器函数的变换来设计数字滤波器，很难到达逼近任意频率响应或冲激响应，而采用计算机辅助设计则有可能实现频域或时域的最正确逼近，或频域时域联合最正确逼近。这样，数字滤波器的分析与设计的内容也更加丰富起来，各种新的数字信号处理系统，也都能用专用数字硬件实时加以实现。恩格斯曾经指出："科学的发生和开展一开场就是由生产决定的〞。数字信号处理理论与技术的开展，主要是由于电子计算机与大规模集成电路的大量生产和广泛应用，替代了原来的模拟信号处理中的线性滤波与频谱分析所应用的模拟计算机和分立元件RLC线性网络，高度发挥了计算技术与数字技术相结合的特色和优越性。特别是微处理器和微型计算机技术日新月异的开展，更有利于电子仪器与电子技术应用系统朝着数字化、小型化、自动化以及多功能化等方向开展，促使它们成为富有智能型的电子系统。现在，包括数字滤波在内的数字信号处理技术正以惊人的速度向纵深和高级的方向开展，据估计这种趋势还要持续一个较长的时期，未来的开展可能会比过去的进程更为冲动人心，必将引起*些领域的飞跃性转折。1.3主要研究内容本课题主要应用MATLAB软件设计一个通带截止频率为200Hz，通带最大衰减为1dB，阻带截止频率为400Hz，阻带最小衰减为30dB，采样频率为1000Hz的低通IIR数字滤波器，并对所设计的滤波器进展仿真；应用DSP集成开发环境一CCS调试汇编程序，用TMS320LF2407A来实现IIR数字滤波。具体工作包括：对IIR数字滤波器的根本理论进展了分析和探讨；采用MATLAB软件来比拟各滤波器的幅频响应曲线，从而选择最适宜的滤波器类型；计算数字滤波器的系数，研究算法的可行性，对IIR低通数字滤波器进展前期的设计和仿真；系统介绍了TI公司TMS320LF2407A数字信号处理器的硬件构造、性能特点和DSP的集成开发环境CCS；将在MATLAB上可行的算法移植到CCS调试汇编程序上，结合AD转换程序和DA转换程序设计整体算法；最后用TMS320LF2407A数字信号处理器来实现IIR数字滤波。整体流程土如图1-1：图1-1整体设计流程图1.4章节安排本文分为五个章节，章节安排如下：是绪论，主要讲述数字滤波器的国内外背景，课题意义，开展前景。让读者对数字滤波器有一个大概的了解，知道数字滤波器是在什么样的背景下产生的，有哪些优缺点，再根据这些优点，讲述数字滤波器的广泛应用、开展前景等，这也就是选题的意义。第一章还引出了本次课题的研究内容。主要讲述数字滤波器的根本理论，比拟了数字滤波器的两大类型：FIR和IIR数字滤波器；还讲述了数字滤波器的一般设计步骤和设计方法，这里主要介绍了脉冲响应不变法和双线性变换法；还介绍了MATLAB中有关数字滤波器设计的常用函数。主要讲述运用MATLAB上的fdatool工具箱对各种滤波器幅频特性曲线进展分析比拟，选择最适宜的滤波器作为设计数字滤波器的原型；根据选择的原型滤波器，运用MATLAB的计算能力计算数字滤波器的系数，并比拟IIR网络构造，选择适宜的网络构造设计数字滤波器的算法，最后在MATLAB上仿真出结果。第四章系统介绍什么是DSP芯片，DSP芯片有哪些优缺点，DSP芯片又是怎么分类的；还介绍了本次设计要用到的TMS320LF2407ADSP芯片的一些性能及应用。第五章主要介绍了本次设计在DSP芯片上的实现。首先系统介绍CCS软件，并将MATLAB上设计的算法移植到CCS上进展调试和仿真，待确定无误后加载到DSP芯片上进展整体输入输出实验。2数字滤波器的根本理论2.1数字滤波器概念数字滤波器是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置,其输入、输出均为数字信号，实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变离散系统。它的根本工作原理是利用离散系统特性对系统输入信号进展加工和变换，改变输入序列的频谱或信号波形，让有用频率的信号分量通过,抑制无用的信号分量输出。数字滤波器和模拟滤波器有着一样的滤波概念，根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通、带阻等类型,与模拟滤波器相比，数字滤波器除了具有数字信号处理的固有优点外，还有滤波精度高(与系统字长有关)、稳定性好(仅运行在0与l两个电平状态)、灵活性强等优点。时域离散系统的频域特性：(2-1)其中、分别是数字滤波器的输出序列和输入序列的频域特性〔或称为频谱特性〕，是数字滤波器的单位取样响应的频谱，又称为数字滤波器的频域响应。输入序列的频谱经过滤波后，因此，只要按照输入信号频谱的特点和处理信号的目的，适中选择，使得滤波后的满足设计的要求，这就是数字滤波器的滤波原理。数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。IIR数字滤波器的特征是，具有无限持续时间冲激响应，需要用递归模型来实现，其差分方程为：(2-2)系统函数为：(2-3)设计IIR滤波器的任务就是寻求一个物理上可实现的系统函数H(z)，使其频率响应H(z)满足所希望得到的频域指标，即符合给定的通带截止频率、阻带截止频率、通带衰减系数和阻带衰减系数。2.2数字滤波器的类型数字滤波器通常根据系统单位脉冲响应的长度分为两大类，即无限长冲击响应(IIR,InfiniteImpulseResponse)滤波器和有限长冲击响应(FIR,FiniteImpulseResponse)滤波器。在根本形式上，每一种滤波器都可以用它的冲击响应序列h(k)(k=0,1,……)来表示。滤波器的输入输出信号通过卷积和相联系，式(2-4)给出了IIR滤波器的相关公式，式(2-5)给出了FIR滤波器的相关公式。(2-4)(2-5)从这些等式可知，IIR滤波器的冲激响应具有无限的持续时间，而FIR滤波器的冲激响应具有有限持续时间，因为FIR的h(k)只有N个值。在实际中，利用式(2-4)来计算IIR滤波器的输出是不可行的，因为它的冲击响应的长度太长〔理论上是无穷大的〕。2.3滤波器的设计步骤设计一个数字滤波器通常包括下面5个步骤：(1)滤波器要求的标准。(2)适宜的滤波器系数的计算。(3)用一个适当的构造来表示滤波器〔实现构造〕。(4)有限字长效应对滤波器性能的影响的分析。(5)用软件和/或者硬件来实现滤波器。这五个步骤不是必需相互独立的，它们也不是总要按照上面给出的顺序执行。实际上经常把第二步、第三步和第四步组合在一起进展。2.4脉冲响应不变法所谓脉冲响应不变法就是使数字滤波器的脉冲响应序列h(n)等于模拟滤波器的脉冲响应ha(t)的采样值，即式中，T为采样周期。因此数字滤波器的系统函数H(z)可由下式求得：Z[-]表示对[-]的内容进展Z变换，Z变换的内容请参考相应的数字信号处理教材。如果已经获得了满足性能指标的模拟滤波器的传递函数，求与之对应的数字滤波器的传递函数H(z)的方法是：求模拟滤波器的单位脉冲响应。式中，表示对的Laplace逆变换。Laplace变换内容请参考高等数学的积分变换或信号处理教材。求模拟滤波器单位冲激响应的采样值，即数字滤波器冲激响应序列h(n)。对数字滤波器的冲激响应h(n)进展z变换，得到传递函数H(z)。由上述方法推论出更直接地由模拟滤波器系统函数求出数字滤波器系统函数H(z)的步骤是：利用局部分式展开将模拟滤波器的传递函数H(s)展开成：在MATLAB中这步可通过residue函数实现。假设调用residue函数的形式为[R,P,K]=residue(a,b)形式，则将下式〔传递函数形式〕：变换为：这种形式为极点留数商向量形式，对于本节所讲的特定情况，K为空矩阵。假设为[b,a]=residue(R,P,K)则为上面调用形式的反过程。将模拟极点pk变换为数字极点即得到数字系统的传递函数(2-6)其中T为采样间隔。将式(2-6)转换为传递函数形式，在该步骤中，可采用[R,P,K]=residue(b,a).MATLAB中已经提供了冲激响应不变法设计数字滤波器的函数，调用格式为：[bz,az]=impinvar(b,a,Fs)式中，b,a为模拟滤波器分子和分母多项式系数向量；Fs为采样频率，单位Hz，缺省时为1Hz。bz,az分别为数字滤波器分子和分母多项式系数向量。前面已提到过，函数输入变量中的[]表示可添加也可略去的内容。下面我们用例子说明如何使用这个函数。脉冲响应不变法将模拟滤波器变换为数字滤波器H(z)，采样周期为T=0.1s。b=[32];a=[231];T=0.1;%模拟滤波器分子和分母多项式系数及采样间隔[bz1,az1]=impinvar(b,a,1/T)程序输出为：bz1=0.3000-0.2807az1=2.0000-3.71211.7214在应用脉冲响应不变法设计数字滤波器时要注意它的特点。脉冲响应不变法由这一根本关系得到数字角频率和模拟角频率满足线性变换关系，T为采样间隔。这使得轴上每隔便映射到z域中的单位圆一周。如果模拟滤波器频率响应是有限带宽的话，通过变换得到的数字滤波器的频率响应非常接近于模拟滤波器的频率响应。由于数字滤波器的频率响应是模拟滤波器频率响应的周期延拓，因此对于高通和带阻滤波器存在混叠效应，会造成频率响应失真，因此这种方法原则上只适用于有限带宽滤波器。对于高通、带阻等滤波器，由于它们高频成分不衰减，势必产生严重的混迭失真。双线性变换法可以弥补这方面的缺乏。2.5双线性变换法双线性变换法将s平面的整个频率轴映射到z域的一个频率周期中。因此s平面到z平面的映射是非线性的，其单值双线性映射关系为：(2-7)式中，T为采样周期。因此假设模拟滤波器的传递函数，将(2-7)式的第一式代入即可得到数字滤波器的传递函数：在双线性变换中，模拟角频率和数字角频率存在下面关系：可见，模拟角频率和数字角频率之间的关系是非线性的。在MATLAB中，函数bilinear采用双线性变换法实现模拟s域至数字z域的映射，直接用于模拟滤波器变换为数字滤波器。其调用方式为：[zd,pd,kd]=bilinear(z,p,k,Fs)[numd,dend]=bilinear(num,den,Fs)式中，z,p分别为模拟滤波器零点、极点列向量；k为模拟滤波器的增益；Fs为采样频率，单位Hz。zd,pd,kd为数字滤波器的零极点和增益。num,den分别为模拟滤波器传递函数分子和分母多项式系数向量，模拟滤波器传递函数具有下面的形式：numd和dend分别为数字滤波器传递函数分子和分母多项式系数向量。用双线性变换法将模拟滤波器变换为数字滤波器H(z)，采样周期〔间隔〕T=0.1s。%Samp6_2b=[32];a=[231];T=0.1;%模拟滤波器分子和分母多项式的系数，采样间隔[bz1,az1]=bilinear(b,a,1/T)%将模拟滤波器传递函数转换为数字滤波器传递函数程序输出为：bz1=0.07200.0046-0.0674az1=1.0000-1.85600.8606双线性变换法克制了脉冲响应不变法的频谱混迭问题，其幅值逼近程度好，可适用于高通、带阻等各种类型滤波器的设计。s域和z域对应关系也简单。缺点是频率变换的非线性导致数字滤波器与模拟滤波器在幅度和频率的对应关系上发生畸变。但一般滤波器的幅频响应具有分段常数的特点，即滤波器允许*一频段信号通过，而不允许另外频段的信号通过的特点，故变换后这一特点仍保存，影响不大。由数字边界频率计算模拟边界频率时，不是按线性关系进展的，这就是所谓的"预畸变〞。但如果给定预畸变频率为边界频率，经预畸变频率校正则可以保证所要设计的模拟边界频率准确映射在所要求的数字边界频率上。2.6滤波器的特性及使用函数(1)freqz对于模拟滤波器，可以用freqs求解滤波器的频率响应。与之对应的函数freqz用于求数字滤波器的频率响应，其调用格式为：[[h,w]=]freqz(b,a,n,[’whole’]);或[h,f]=freqz(b,a,n,[’whole’],Fs);式中，b,a为数字滤波器分子和分母多项式的系数，n为复数频率的响应点数，为整数，最好为2的幂，缺省时为512；Fs为采样频率，单位Hz。如果给定该值，则f位置输出为频率Hz，假设没有给定，则按角频率〔Angularfrequency〕给定f的频率矢量；’whole’表示返回的频率f或w值包含z平面整个单位圆频率矢量，即0~2；缺省时，频率f或w值包含z平面上半单位圆〔0~〕之间等间距n个点频率矢量。h为复频率响应；w为n点频率向量〔单位rad〕；f为n点频率向量(Hz)。函数返回值缺省时，绘制幅频响应和相频响应图。该函数适用于下面形式的数字滤波器：函数freqz输出的频率向量在0~。为了获得一个滤波器真正的相频特性图，要对相位角进展解缠绕。为此MATLAB提供了一个函数unwrap来解决这个问题，P=unwrap(angle(H))。(2)impzimpz用于产生数字滤波器的脉冲响应。调用格式为：[h,t]=impz(b,a,n,Fs)式中，b,a分别为滤波器分子和分母多项式系数向量；n为采样点数；Fs为采样频率，缺省值为1；h为滤波器单位脉冲响应向量；t为和h对应的时间向量。当函数输出缺省时，绘制滤波器脉冲响应图；当n缺省时，函数自动选择n值。(3)零极点图 滤波器的零极点位置决定了滤波器稳定性和性能，因此考察滤波器的零极点的位置是分析滤波器特性的重要方面之一。MATLAB信号处理工具箱提供绘制数字滤波器零极点位置图的工具zplane,调用格式为：zplane(z,p)或zplane(b,a)式中，z,p为零极点向量(为复数)，b,a为滤波器分子和分母多项式的系数〔为实数〕。函数在z平面绘出零点和极点。极点用’×’表示，零点用’o’表示。(4)群延迟信号传输的不失真条件之一为：滤波器相频特性是一条经过原点的直线，即，为常数。但一般滤波器不满足这个条件，衡量实际滤波器相位平均延迟的物理量是群延迟。群延迟定义为信号通过滤波器的延迟随频率变化的函数，即滤波器相频特性图上切线的负斜率：MATLAB信号处理工具箱提供计算群延迟函数grpdelay，调用格式为：[gd,w]=grpdelay(b,a,n,[’whole’])[gd,f]=grpdelay(b,a,n,[’whole’],Fs)gd=grpdelay(b,a,w)gd=grpdelay(b,a,f,Fs)grpdelay其中，gd为群延迟；其他各项意义同函数freqz,函数输出项缺省时，绘制群延迟图。’whole’参数表示绘制包括大于Nyquist频率的一个周期的群延迟。(5)filter函数用来实现数字滤波器对数据的滤波，函数的调用格式为：y=filter(b,a,*)其中，b,a分别为滤波器传递函数H(z)的分子和分母多项式系数。*为滤波器的输入。y为滤波器的输出。y为与*具有一样大小的向量。(6)filtfilt函数实现零相位前向与后向结合的滤波。调用格式为：y=filtfilt(b,a,*)式中，b,a分别为滤波器传递函数H(z)的分子和分母多项式系数。*为滤波器的输入，为值向量。y为滤波器的输出。该函数对序列*进展正常的正向滤波后，将滤波后的输出翻转重新用该滤波器进展滤波，第二次滤波后的输出序列的翻转即得到零相位的滤波输出。这样就可以把延迟后的相位校正至零。但该函数只能用于数字滤波器，FIR滤波器或IIR滤波器均能使用。2.7本章小结本章首先介绍了数字滤波器的概念、数字滤波器的原理以及数字滤波器的系统函数。还介绍了数字滤波器按照系统单位脉冲响应的长度分为两大类，分别是FIR和IIR。之后就介绍了数字滤波器的设计步骤和两种设计方法，分别是脉冲响应不变法和双线性变换法，分析了两种方法的特点以供选择。最后介绍了MATLAB的特性和一些函数。3MATLAB上的IIR滤波器的设计与仿真3.1选择适宜的模拟滤波器原型已经讲到了数字滤波器的设计步骤。首先，就是要选择一个适宜的模拟滤波器原型。常用的模拟滤波器有四种，分别是巴特沃斯滤波器、切比雪夫=1\*ROMANI型滤波器、切比雪夫=2\*ROMANII型滤波器以及椭圆滤波器。第一步就是要从这四种滤波器中选择出最符合要求的滤波器。如何选择出最适宜的滤波器呢？MATLAB是一个非常强大的软件，它的运算能力非常强大，MATLAB工具想中有各种各样的函数和一些工具。fdatool工具箱可以通过给定的滤波器参数〔通带截止频率、通带最大衰减、阻带截止频率、阻带最小衰减以及采样频率〕来设计数字滤波器，在本文中，不是要用fdatool来设计滤波器，而是使用fdatool来比拟各种滤波器的幅频响应曲线，从而选择出最适宜的模拟滤波器原型。fdatool工具箱如图3-1所示：图3-1fdatool工具箱图3-1中右下角的Fs为采样频率，Fpass和Fstop分别是通带截止频率和阻带截止频率，Apass和Astop分别是通带最大衰减和阻带最小衰减，按照任务要求Fs=1000Hz，Fpass=200Hz，Fstop=400Hz，Apass=1dB，Astop=30dB。左下角选择低通(Lowpass)和IIR。这样就得到了图3-2。图3-2填写参数的fdatool接下来就是选择所要生成的滤波器的幅频特性曲线了，按照巴特沃斯滤波器、切比雪夫=1\*ROMANI型滤波器、切比雪夫=2\*ROMANII型滤波器以及椭圆滤波器的顺序生成。分别如图3-3、3-4、3-5、3-6所示：图3-3巴特沃斯滤波器滤波器幅频特性曲线图3-4切比雪夫=1\*ROMANI型滤波器幅频特性曲线图3-5切比雪夫型=2\*ROMANII滤波器幅频特性曲线图3-6椭圆滤波器幅频特性曲线比照以上各图可以发现，图3-3**号的幅度在输入信号是220Hz时开场衰减，在500Hz时到达最大；图3-4**号的幅度在输入信号是200Hz时开场衰减，在500Hz时到达最大；图3-5**号的幅度在输入信号是260Hz时开场衰减，在410Hz时到达最大；图3-3**号的幅度在输入信号是200Hz时开场衰减，在420Hz时到达最大。根据任务要求：通带截止频率200Hz和阻带截止频率400Hz。综合以上各图分析结果，只有椭圆滤波器最符合要求。因此选择椭圆滤波器做为模拟滤波器原型。3.2使用MATLAB计算数字滤波器系数在3.1中，已经选定了用椭圆模拟滤波器来设计数字滤波器，现在要做的就是根据任务的指标来设计数字滤波器的系数。MATLAB中有很多函数，其中就有一些是用来设计数字滤波器系数的，例如本次任务的滤波器系数的计算程序如下：wp=2*pi*200;ws=2*pi*400;Rp=1;As=30;[N,wpo]=ellipord(wp,ws,Rp,As,'s')[B,A]=ellip(N,Rp,As,wpo,'s');[bz,az]=bilinear(B,A,1000)其中，wp是通带截止频率，ws是阻带截止频率，Rp是通带最大衰减，As是阻带最小衰减，N是滤波器最低阶数，wpo是通带边界频率，B、A分别是模拟滤波器系统函数的分子和分母多项式系数向量，bz、az分别是数字滤波器系统函数的分子和分母多项式系数向量。函数ellipord用于计算满足指标的椭圆滤波器的最低阶数N和通带边界频率wpo，指标由参数(wp,ws,Rp,As,'s')给定。函数ellip用于计算模拟滤波器系统函数系数向量B，A。函数bilinear是双线性变换法，用于求数字滤波器系统函数系数向量bz，az。显然，用MATLAB运行上述程序可以得到数字滤波器最小阶数和数字滤波器系数：N=3bz=0.10470.14700.14700.1047az=1.0000-1.20161.0353-0.3306由次可以得到数字滤波器的系统函数：(3-1)系统函数已经求出来了，则，就可以根据系统函数和网络构造设计滤波器算法了。网络构造一般用到的有三种，分别是直接型网络构造、级联型网络构造和并联型网络构造。下面系统介绍这三种网络构造。3.3IIR网络构造IIR根本网络构造可以分为直接型、级联型和并联型。1.直接型系统传输函数：(3-2)N阶差分方程：按照差分方程直接画出的网络构造如图3-7所示：图3-7直接型网络构造级联型由于当直接型构造传输函数阶数增加时，系数量化引起的误差影响到滤波器的性能，因此要采用其它形式的构造。将(3-2)式的传输函数分子和分母进展因式分解，即用它的零、极点表示为：(3-3)其中，，分子和分母中的实系数二阶因子分别对应于共轭零、极点。可以将上式分子和分母中单根一阶因子作为二阶因子的一种特例，则(3-3)式就可以表示为M个实系数二阶根本节级联的形式：级联型构造如图3-8所示：图3-8级联型网络构造并联型构造这种构造将传输函数展开为局部分式，即表示为假设干一阶和二阶根本节网络与一个常数之和其中，同样也可以统一表示为二阶根本节的形式并联型构造如图3-9所示图3-9并联型网络构造3.4设计算法并在MATLAB上仿真本次设计采用的是级联型网络构造来设计滤波器算法，将式(3-1)的分子分母因式分解得到：式中，是一阶网络，是二阶网络，将和进展级联，得到。和均用直接型实现，画出它的网络构造如图3-10所示：图3-10级联型网络构造图3-10就是级联型网络构造图，根据级联型网络构造图设计滤波器算法。v4=0;v9=0;v11=0;forn=1:1:512*(n)=sin(2*pi*0.1*n)+sin(2*pi*0.4*n);v1=*(n)+0.4797*v4;v8=0.7218*v9-0.6890*v11;v10=0.4041*v9+v11;v2=v1;v3=0.2094*v2;v5=v3+v8;v6=v5;v7=v6+v10;Y(n)=v7;v4=v2;v11=v9;v9=v6;end运行程序，检验设计结果。如图3-11所示：图3-11仿真结果经过比照图形后，发现400Hz频率的波形被滤除了，留下来了100Hz的波形，和理论推测的结果一样，证明前面设计的滤波器的效果不错。已经证明了设计出来的算法是有用的，则接下来要做的就是要将算法移植到CCS上，并用DSP芯片调试，下一章将系统介绍CCS和DSP芯片。3.5本章小结本章主要讲述了数字滤波器的MATLAB算法的设计过程，从选择模拟滤波器原型开场，通过MATLAB的fdatool工具箱填写滤波器的各项技术指标，设计巴特沃斯滤波器、切比雪夫=1\*ROMANI型滤波器、切比雪夫=2\*ROMANII型滤波器以及椭圆滤波器。比照幅频特性曲线，选择适宜的滤波器原型。再编程通过MATLAB计算出数字滤波器的系数，再选择级联型来设计滤波器算法最后在MATLAB上仿真出符合要求的结果。4DSP芯片概述4.1DSP芯片定义DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊构造的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛构造，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。4.2DSP芯片主要特点根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。(2)程序和数据空间分开，可以同时指令和数据。(3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时。(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。(5)快速的中断处理和硬件I/O支持。(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。(7)可以并行执行多个操作。(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。4.3DSP芯片的优缺点优点：大规模集成性稳定性好，精度高可编程性高速性能可嵌入性接口和集成方便缺点：本钱较高高频时钟的高频干扰功率消耗较大等4.4DSP芯片的分类DSP芯片可以按照以下三种方式进展分类。1．按根底特性分这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。如果在*时钟频率范围内的任何时钟频率上，DSP芯片都能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称为静态DSP芯片。例如，日本OKI电气公司的DSP芯片、TI公司的TMS320C2**系列芯片属于这一类。如果有两种或两种以上的DSP芯片，它们的指令集和相应的机器代码机管脚构造相互兼容，则这类DSP芯片称为一致性DSP芯片。例如，美国TI公司的TMS320C54*就属于这一类。2．按数据格式分这是根据DSP芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP芯片，如TI公司的TMS320C1*/C2*、TMS320C2**/C5*、TMS320C54*/C62**系列，AD公司的ADSP21**系列，AT&T公司的DSP16/16A，Motorola公司的MC56000等。以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片，如TI公司的TMS320C3*/C4*/C8*，AD公司的ADSP21***系列，AT&T公司的DSP32/32C，Motorola公司的MC96002等。不同浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，如TMS320C3*，而有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式，如Motorola公司的MC96002、FUJITSU公司的MB86232和ZORAN公司的ZR35325等。3．按用途分按照DSP的用途来分，可分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。通用型DSP芯片适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片属于通用型DSP芯片。专用DSP芯片是为特定的DSP运算而设计的，更适合特殊的运算，如数字滤波、卷积和FFT，如Motorola公司的DSP56200，Zoran公司的ZR34881，Inmos公司的IMSA100等就属于专用型DSP芯片。4.5DSP芯片性能•DSP芯片的运算速度•指令周期：即执行一条指令所需的时间•TMS320LF2407A，40MHz，10ns•MAC时间：即一次乘法加上一次加法的时间•大局部DSP芯片在一个指令周期完成•FFT执行时间：即运行一个N点FFT程序所需的时间•衡量DSP运算能力的一个指标•MIPS：即每秒执行百万条指令，TMS320LF2407A，40MIPS•MOPS：即每秒执行百万次操作•MFLOPS：即每秒执行百万次浮点操作•BOPS：即每秒执行十亿次操作•DSP芯片的价格•DSP芯片的硬件资源•片内RAM，ROM，外扩空间，I/O接口…•DSP芯片的运算精度，一般16，有些24•DSP芯片的开发工具•DSP芯片的功耗•其他：选择DSP芯片还应考虑到封装的形式〔DIP、PGA、PLCC、PQFP〕、质量标准、供货情况、生命周期等4.6DSP芯片的应用信号处理图像处理仪器4.声音语言控制军事通讯医疗家用电器4.7DSP系统构成一个典型的DSP系统应包括抗混叠滤波器、数据采集A/D转换器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低通滤波器等。DSP系统的工作过程：(1)将输入信号*(t)经过抗混叠滤波，滤掉高于折叠频率的分量，以防止信号频谱的混叠。(2)经过采样和A/D转换器，将滤波后的信号转换为数字信号*(n)。(3)数字信号处理器对*(n)进展处理，得数字信号y(n)。(4)经D/A转换器，将y(n)转换成模拟信号；(5)经低通滤波器，滤除高频分量，得到平滑的模拟信号y(t)。4.8本章小结本章主要介绍DSP芯片，主要包括DSP芯片的概念、DSP芯片的主要特点、DSP芯片的优缺点以及DSP芯片的分类。再介绍DSP芯片的性能和应用，最后介绍了一个DSP系统的主要构造。这样就对DSP芯片有了一个系统的了解，在设计算法时，可以根据对DSP芯片的了解来选择定时器，计算周期等。5在DSP上的实现5.1CCS软件简介CCS是一种针对TMS320系列DSP的集成开发环境,在Windows操作系统下，采用图形接口界面，提供有环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具。CCS有两种工作模式，即软件仿真器模式：可以脱离DSP芯片，在PC机上模拟DSP的指令集和工作机制，主要用于前期算法实现和调试。硬件在线编程模式：可以实时运行在DSP芯片上,与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序。CCS的开发系统主要由以下组件构成：TMS320C54*集成代码产生工具；CCS集成开发环境；DSP/BIOS实时内核插件及其应用程序接口API；实时数据交换的RTD*插件以及相应的程序接口API；由TI公司以外的第三方提供的各种应用模块插件。CCS的功能十分强大，它集成了代码的编辑、编译、和调试等诸多功能，而且支持C/C++和汇编的混合编程，其主要功能：具有集成可视化代码编辑界面，用户可通过其界面直接编写C、汇编、d文件等；含有集成代码生成工具，包括汇编器、优化C编译器、器等，将代码的编辑、编译、和调试等诸多功能集成到一个软件环境中；高性能编辑器支持汇编文件的动态语法加亮显示，使用户很容易阅读代码，发现语法错误；工程工程管理工具可对用户程序实行工程管理。在生成目标程序和程序库的过程中，建立不同程序的跟踪信息，通过跟踪信息对不同的程序进展分类管理；根本调试工具具有装入执行代码、查看存放器、存储器、反汇编、变量窗口等功能，并支持C源代码级调试；断点工具，能在调试程序的过程中，完成硬件断点、软件断点和条件断点的设置；探测点工具，可用于算法的仿真，数据的实时监视等；分析工具，包括模拟器和仿真器分析，可用于模拟和监视硬件的功能。对DSP工程应用的开发者来说，要想缩短开发周期，降低开发难度，就必须有一套完整的软硬件开发工具，构成其高效的开发平台。实验开发板是一个比拟好的选择，其构造框图如图，由于F2407要求3.3V。可用20MHZ外部四脚有源晶振或10MHZ经锁相环4倍频至40mhz.在线调试与仿真通过JTAG标准测试接口及相应的控制器，从而不但能控制和观察系统中处理器的运行，测试每一块芯片，还可以用此接口下载程序。在TMS320系列中，与JTAG测试端口同时工作的还有一个分析模块，他支持断点的设置和程序存储器，数据存储器及DMA的，程序单布运行和跟踪以及程序的分支和外部中断的计数等。通过结合TI公司的集成开发环境〔CCS3.1〕给我们学习和应用DSP提供了很大方便。5.2CCS集成环境和主要菜单CCS3.1集成调试不能直接将汇编源代码或C语言源代码文件BUILD生成DSP可执行代码。必须使用工程PROJECT来管理整个设计和调试过程。工程文件保存时为*.PJT文件。PROJECT菜单中主要有以下命令：PROJECT/NEW新建一个工程，将该工程保存至新建工程文件夹中，PROJECT/OPEN翻开一个已有的工程。PROJECT/ADDFILETOPROJECT将文件加载到该工程中。工程中可以参加的文件的扩展有：*.C源程序文件，*.ASM汇编源程序文件，*.OBJ目标文件，*.LIB库文件，*D命令文件。设计过程中，我们可以通过View菜单，选择各种工具栏，窗口和对话框是否翻开，其中view菜单中比拟重要的命令有view/watchwindou，在watchwindou中可以观察调试过程中的变量，C语言表达式，地址和存放器的值。同时还可以选择VIEW/GRAPH/TIMEFREQUENCE更直观的观察数据，在弹出的Graphpropertydialog对话框中，将GraphTitle，StartAddress，acquisitionbuffersize，displaydatesize，dspdatetype根据具体需要进展设置。在CCS集成开发环境中，常用的工作窗口有file窗口，disassembly〔反汇编程序〕窗口，cpu存放器窗口以及watch观察窗口等。根据用户需要，用户可对这些窗口分别翻开，关闭，调整大小，移动和浏览窗口的内容等。其中在file窗口中包括当前系统用到的gel文件和工程。通常在gel文件中包括缺省的f2407.gel文件。在工程中包括用户用到的头文件，用include定义的引用文件和用户建立或添加的c源程序*.c，汇编源程序文件*.asm，目标文件*.obj，库文件*.lib和命令文件*d。把鼠标移到相应的*.pjt文件夹处，单吉右键，可以从弹出的快捷菜单中选择addfiletoproject选项，选择添加适当的文件。如果删除文件，则把鼠标移到相应的文件处，单吉右键，从弹出的快捷菜单项选择择removefromproject选项。5.3在DSP上编程实现前面经过一系列的MATLAB的设计，可以清楚的知道这个滤波器是可以实现的，我们在CCS上实现的算法就是实现一个差分方程，其中差分方程里头有4个系数，分别是a,b,*,y，因此我们在CCS编程中要注意这4个数据的来源，并且给他们相应的空间。在前面的MATLAB仿真中我们知道我们设计的是3阶的椭圆滤波器，并且在执行中生成了相应的a,b的系数，也编写了MATLAB上的算法程序。则只要将算法移植到CCS上，调试就可以了，程序流程图如图5-1所示：主程序中断效劳程序图5-1编程流程图根据编程流程图进展程序编写，经调试无误后，用CSS软件仿真并用VIEW/GRAPH/TIMEFREQUENCE窗口观察，调节输入信号的频率，观察结果。输入信号频率为50Hz时的执行结果如图5-2所示：图5-250Hz输入执行结果输入信号频率为90Hz时的执行结果如图5-3所示：图5-390Hz输入执行结果输入信号频率为400Hz时的执行结果如图5-4所示：图5-4400Hz输入执行结果通过DSP处理后，用D/A将数字信号转换成模拟信号送示波器，通过调节输入不同频率的正弦信号，观察其输出信号的峰峰值与平均值。输入正弦信号的峰峰值为2.56V，频率为100Hz时，其输入信号和DA输出信号如图5-5所示，图中示波器上半面的信号为输入信号，下半面的信号为DA输出。图5-5100Hz输入与DA输出输入正弦信号的峰峰值为2.56V，频率为400Hz时，其输入信号和DA输出信号如图5-6所示，图中示波器上半面的信号为输入信号，下半面的信号为DA输出图5-5400Hz输入与DA输出各频率输入信号峰峰值和平均值对应和对应的输出信号峰峰值和平均值如表5-1所示：表5-1iir滤波器其不同频率其峰值和平均值输入信号输出信号输入频率峰峰值平均值输出频率峰峰值平均值20Hz2.56v1.42v20Hz3.84v2.07v35Hz2.56v1.44v35Hz3.76v2.19v45Hz2.56v1.40v45Hz3.76v1.97v60Hz2.56v1.42v60Hz3.68v2.07v70Hz2.56v1.42v70Hz3.60v2.07v80Hz2.56v1.42v80Hz3.52v2.07v100Hz2.56v1.42v100Hz3.52v2.07v120Hz2.56v1.42v120Hz3.52v2.07v140Hz2.56v1.48v140Hz3.25v2.07v200Hz2.56v1.42v200Hz2.00v2.07v250Hz2.56v1.42v250Hz400mv2.07v300Hz2.56v1.48v300Hz240mv2.07v400Hz2.56v1.48v400Hz400mv2.07v比照以上执行结果可以很清晰的发现：所设计的滤波器对200Hz以下的低频率信号的衰减很微弱，而对200Hz以上的高频率信号却能起到很好的滤除效果，到了300Hz、400Hz几乎就衰减到零了。与MATLAB仿真时的结果相差无几，与幅频特性曲线虽然有点差异，但是总体来说此次滤波器设计是成功的。5.4本章小结本章首先系统地介绍了CCS软件，之后又介绍了CCS软件中的主要文件和常用的窗口。在介绍了CCS之后，主要讲述在DSP上实现IIR数字滤波器，首先介绍程序流程图，并根据编程流程图编写了程序，在经CCS软件仿真并观察结果，同时就DSP处理的数据经DA转换后送示波器观察，记录数据并分析了各图与数据。发现CCS上的结果去MATLAB上的结果相近。最后得出结论：IIR数字滤波器的设计是成功的。总结数字滤波器是数字信号处理领域的重点内容，应用非常广泛，几乎任何信号处理系统都涉及到各种各样的滤波。IIR数字滤波器能以较少的阶数实现较好的滤波性能，应用较多。在本次设计中，主要的任务是完成数字滤波器算法的设计，在设计滤波器算法的过程中，充分利用MATLAB的强大运算能力，分析选择模拟滤波器原型，计算数字滤波器系数，仿真滤波器效果，这些都是对MATLAB的充分利用。由于MATLAB上的算法不能直接在CCS上实现，所以，要将算法改写成CCS能够识别的C语言程序。还要和AD转换程序、DA转换程序结合起来，完成整体算法设计，这样才算完成算法的设计。本次设计主要研究工作如下：对数字滤波器的开展背景和研究意义做了简要的介绍介绍数字滤波器的根本理论，包栝传统设计方法，如脉冲响应不变法和双线性变换法；MATLAB上设计滤波器的根本函数的介绍。在MATLAB上的设计IIR滤波器的算法并仿真。根据需要，系统介绍了DSP芯片和CCS。算法移植和CCS调试与仿真----.z.致谢在这一次的基于DSP实现IIR数字滤波器中，我主要设计数字滤波器的算法。在设计过程中我真是受益匪浅，通过对所学知识的回忆，充分发挥对所学知识的理解和书面表达能力，最终完成了此次课题。为我今后的学习，积累了一定的经历。撰写论文的过程也是学习的过程，使我运用自己的专业根底知识，对其进展设计和分析，把知识转化为能力的实际训练。培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。通过这次实训我发现，只有理论水平提高了，才能够将课本知识与实践相结合，理论知识效劳于实际设计，完成课题的设计。在这次设计中，运用到了很多以前的专业知识，虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次设计的一大收获。另外，要做好这次设计，就必须做到：首先，在设计程序之前，对DSP、IIR数字滤波器及MATLAB有一个系统的了解，知道它们是什么，有哪些性质，哪些功能，工作原理等等，都要做充分的了解。其次，要有一个清晰的思路和一个完整的的流程图。在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路。在设计课程过程中遇到问题是很正**，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题的课程设计完毕了，但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的缺乏之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够结实，不能灵活运用。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的典范。另外，要非常感谢我的指导教师，是她指引我克制一个由一个的困难，让我学会对困难无所畏惧，以及对问题的一些很重要的思考方法。我学会对困难无所畏惧，以及对问题的一些很重要的思考方法。参考文献[1]高西全等，数字信号处理[M]．电子工业，2010[2]*和平等编著，DSP原理及电机控制应用[M]．航天航空大学，2006[3]林容益等，TMS320F240*DSP汇编及C语言多功能控制应用[M].航天航空大学，2009[4]程佩青，数字信号处理教程[M].清华大学，2010[5]*科军等，DSP及其电气与自动化工程应用[M].航空航天大学，2010[6]粟思科等，DSP原理及控制系统设计[M].清华大学，2010[7]张德丰，MATLAB数字信号处理与应用[M].清华大学，2010[8]丛玉良，王宏志，数字信号处理原理及其MATLAB实现[M].电子工业，2009[9]周建兴等编著，MATLAB从入门到精通[M].人民邮电,2012[10]龚纯，王正林编著MATLAB语言常用算法程序集[M].电子工业，2011[11]Prof.SunayanaPatil,PratikPramodBari,VivekAnandSakla,RohitAshokShah,DharmilAshwinShah,"parisonofdifferentrealizationtechniquesofIIRfiltersusingsystemgenerator〞,InternationalJournalofEngineeringResearchandApplications(IJERA)ISSN:2248-9622.[12].SamarjeetSinghandUmaSharma,"MatlabbasedDigitalIIRfilterdesign〞,Interna