基于TMS320VC5402的FIR数字滤波器设计及实现.doc

基于TMS320VC5402的FIR数字滤波器设计及实现 摘　要: 数字滤波器的本质是按事先设计好的程序,将一组输入的数字序列通过一定的运算后转变为另一组输出的数字序列,从而改变信号的形式和内容,以达到对信号加工或滤波的目的。简述了F IR数字滤波器的特点,以及其在DSP上实现的原理. 基于TMS320C5402芯片的数字信号处理功能,通过使用已设计的F IR滤波器系数,运用MAC指令、循环缓冲寄存器、块循环寄存器对一个混合信号进行带通滤波处理. 实验结果表明,所仿真的F IR滤波器能实现滤波功能. 关键词: DSP; F IR; 数字滤波器 Abstract: Figures filter is in accordance with the design process, a group of the number of entries in the sequence of arithmetic and converted to another group, output figures, thus signal the format and content to reach to signal or the object of the filtering。 This paper introduces the features of digital F IR filter and its imp lementation on DSP based on the DSPfunctions of TMS320C5402 chip. The paper emp loysMAC command, circular buffer register, and block circularregister to filter the composite signal bymeans of the coefficients of F IR filters designed by authors. The result ofexperiments shows that the F IR filter can realize the filtering task. Key words:DSP; F IR; Digital filter 目录 1 FIR滤波器的基本结构及特点 1 2 F IR滤波器的DSP实现原理 2 3 FIR滤波器设计实例 3 3.1模拟输入数据的生成 3 3.2 DSP 初始化程序 3 3.3滤波系数以及输入数据的调入 4 3.4滤波子程序 5 3.5实验结果 5 4 总结 6 参考文献 7 1　F IR滤波器的基本结构及特点 有限冲激响应( F IR)滤波器的基本结构是一个分节的延时线,把每一节的输出加权累加,得到滤波器 的输出. 数学上表示为 y ( n) = Σ N - 1 n =0 h ( n) x ( n - m ) , 　　(0 ≤ n ≤N - 1) (1) 对(1) 式进行Z变换,整理后可得出F IR滤波器的传递函数为 H ( z) = Σ N - 1 n =0 h ( n) z- n , 　　(0 ≤ n ≤N - 1) (2) 由(2)式可知F IR滤波器的一般结构如图1所示. 图1　F IR数字滤波器直接实现形式 2　F IR滤波器的DSP实现原理 由(1)式可知, F IR滤波器的冲激响应为h (0) , h (1) , ?, h (N - 1) . x ( n) 表示滤波器在n时刻的输入,则n时刻的输出为 y ( n) = h (0) x ( n) + h (1) x ( n - 1) + ? + h (N - 1) x [ n - (N - 1) ], 这是一个乘、加的过程,可以使用DSP中的MAC指令实现该运算. 图2说明了使用循环寻址实现F IR滤波器的方法. 为了能正确使用循环寻址,必须先初始化BK,块长为N . 同时,数据缓冲区和冲激响应( F IR 滤波器的系数)的开始地址必须是大于N 的2的__________最小幂的倍数. 例如,当N = 11时,大于N的最小2的幂 为16,则数据缓冲区的第一位地址应该是16的倍数,因此数据缓冲区起始地址的最低4位必须是0 . 图2　F IR滤波器存储器里的数据存储方式 在图2 中,滤波系数指针初始化时指向h (N - 1) ,经过一次F IR滤波计算后,在循环寻址的作用下,仍然指向h (N - 1) . 而数据缓冲区指针指向的是需要更新的数据,如x ( n) . 在写入新数据并完成F IR运算后,该指针指向x ( n - (N - 1) ) ,所以,使用循环寻址可以方便地完成滤波窗口数据的自动更新. 3　F IR滤波器设计实例 给定FIR数字带通