(毕业论文)IIR与FIR滤波器设计与比较.doc

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DSP课程设计 实 验 报 告 FIR与IIR滤波的DSP 实现以及二者的比较 指导教师: 院(系): 电信学院 设计人员: 学号: 学号: 成绩: 工程设计50 报告20 答辩30 总分 评语: 指导教师签字: 日期: 目 录 一、设计任务书…………………………………………………………2 二、设计内容……………………………………………………………2 三、设计方案、算法原理说明…………………………………………2 四、程序设计、调试与结果分析………………………………………11 五、设计(安装)与调试的体会………………………………………32 六、参考文献……………………………………………………………34 一、设计任务书 在信号与信息处理中,提取有用信息就要对信号进行滤波。利用DSP可以实时地对信号进行数字滤波。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出,同时对外部输入的信号进行数字滤波。在滤波时同时用fir与iir滤波器进行滤波,并比较二者的区别。 二、设计内容 对DMA进行初始化; (2) 对A/D、D/A进行初始化; (3) 编写DMA中断服务程序,实现信号的实时滤波; (4) 利用CCS信号分析工具分析信号的频谱成分,确定滤波器的参数,利用MATLAB设计数字滤波器,提取滤波器参数; (5) 设计数字滤波算法,或调用DSPLIB中的滤波函数,实现对信号的fir滤波。 (6) 比较加不同窗和阶数时fir滤波器的滤波效果; (7) 设计数字滤波算法,或调用DSPLIB中的滤波函数,实现对信号的iir滤波。 (8) 比较fir数字滤波器与iir数字滤波器的效果 三、设计方案、算法原理说明 (一)硬件原理: McBSP是多通道缓冲串行口,他支持全双工通信,双缓冲数据寄存器,允许连续的数据流。支持传输的数据字长可以是8位、12位、16位、20位、24位或32位。并且内置u律和A律压扩硬件。 McBSP在结构上可以分为一个数据通道和一个控制通道。数据通道完成数据的发送和接受。控制通道完成的任务包括内部时钟的产生、帧同步信号产生、对这些信号的控制及多通道的选择等。控制通道还负责产生接口信号送往CPU,产生同步事件通知DMA控制器。 在CCS集成开发环境中,与McBSP相关的头文件有:regs54xx.h、mcbsp54.h。在这两个头文件中,定义了McBSP串行口的寄存器资源及使用方法。 TLC320AD50C是TI公司生产的SIGMA-DELTA型的16位A/D、D/A转换电路,他的采样速率最高可达22.05kb/s,内涵抗混叠滤波器和重构滤波器,属于模拟接口芯片(AIC),它有一个能与多种昂DSP芯片相连的同步串行通信接口,其采样速率课通过DSP编程来设置。在DAC之前有一个插值滤波器一保证输出信号平滑,在ADC之后有一个抽取滤波器以提高输入信号的信噪比。AD50C片内还包括一个定时器(调整采样率和帧同步延时)和控制器(可编程的增益放大器,锁相环PLL,通信协议等)。AD50有28脚的塑料SOP封装(带DW后缀)和48脚的塑料扁平QFP封装(带PT后缀),体积较小,适用于便携设备。AD50C的工作温度范围是0-70摄氏度,单一5V电源供电或5V模拟电源和3.3V数字电源供电,最大功耗为120mW。 在CCS集成开发环境中,与TLC320AD50C CODEC相关的头文件是codec.h。在这个头文件中,定义了与ad50CODEC相关的枚举变量和库函数。除了可以调用codec.h中提供的库函数之外,还可以利用这些枚举变量自己重新编写codec函数,使用枚举变量相互产生所需要的ad50寄存器的初始化值。Codec.h中的库函数位于函数库dsk5402.lib和drv5402.lib中。 (二)滤波器的理论设计分析 1.直接存储器访问DMA: 直接存储器访问(Direct Memory Access,简称DMA)是C54x DSP非常重要的片上外设, DMA控制器可以完成数据传输而不影响CPU,因此数据传输速度快。在要求信号实时采集和处理的系统中常采用DMA方式进行信号采集与传输。 本实验利用DMA通道2与McBSP1通道结合来读取A\D转换数据,利用DMA通道3与McBSP1通道结合来将处理后的数据发送至D\A。 当一组数据处理完后,将数据存放在存储区out_buffer+frame*0x100中,选择out_buffer+frame*0x100为DMA通道3传送数据首地址,并选择源地址工作在不调整模式。 2.IIR滤波原理: IIR数字滤波器差分方程的一般形式为: 式中ai、

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