基于DSP的语音信号FIR低通滤波器设计.doc

科信学院 DSP应用系统（三级项目） （2014/2015学年第二学期） 课程名称 ： DSP原理与应用 题 目 ：基于DSP的语音信号FIR低通滤波器设计 专业班级 ： 信息1221 学 号 ： 学生姓名 ： Liu 指导教师 ： 设计成绩 ： 2015年 7 月 10 日 项目设计目的 通过课程设计，加深对DSP芯片TMS320C54x的结构、工作原理的理解，获得DSP应用技术的实际训练，掌握设计较复杂DSP系统的基本方法、数字滤波器的设计过程，了解FIR的原理和特性，熟悉设计FIR数字滤波器的原理，学习FIR滤波器的DSP的实现原理，学习使用CCS的波形观察窗口观察输入/输出信号波形和频谱变化情况。 项目设计正文 2.1硬件设计 2.1.1方案设计 本次设计基于ccs3.3运行环境下，使用ICETEK-VC5509-EDU实验箱（包括仿真器）、麦克风输入设备、耳机输出相关设备等完成此次设计。主要是通过实验箱上AIC23芯片实时采集语音信号，进行FIR低通滤波，使用MATLAB环境下的FDAtool工具来产生低通滤波器系数，用DSP汇编语言或C语言进行编程实现FIR运算对语音信号进行滤波处理，并且与CCS 算法库中的dsplib中的算法相比较，对所设计的FIR滤波器各项指标进评价。 2.1.2 CCS开发环境配置 CCS可以工作在纯软件仿真环境中，就是由软件在PC机内存中构造一个虚拟的DSP环境， 可以调试、运行程序。但一般软件无法构造DSP中的外设，所以软件仿真通常用于调试纯软 件的算法和进行效率分析等，本次设计将使用硬件仿真(Emulator)。 在使用软件仿真方式工作时，无需连接板卡和仿真器等硬件。 ⑴双击桌面上图标：进入CCS设置窗口。 ⑵在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置： 图 2-1 Emulator选项图 ⑶接着在下面的窗口中按标号顺序进行如下选择： 图 2-2 Emulator配置图 ⑷在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置： 图 2-3 Emulator配置完成图 ⑸在出现的窗口中按标号顺序进行如下设置: 图 2-4 配置完成图 以上设置完成后，CCS已经被设置成Emulator的方式(用仿真器连接硬件板卡的方式)， 并且指定通过ICETEK-5100USB 仿真器连接ICETEK-VC5509-A 2.1.3 语音编解码芯片TLV320AIC23原理 ICETEK-VC5509-A 评估板上有一个语音编解码芯片 TLV320AIC23。TLV320AIC23内置耳机输出放大器，支持MIC和LINE IN两种输入方式（二选一），且对输入和输出都具有可编程增益调节。AIC23的模数转换（ADCs）和数模转换（DACs）部件高度集成在芯片内部，采用了先进的Sigma－delta过采样技术，可以在8K到96K的频率范围内提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样，ADC和DAC的输出信噪比分别可以达到90dB和100dB。 图 2-5 TMS320VC5509与TLV320AIC23的连接示意图 系统中AIC23的主时钟12MHz直接由外部的晶振提供。MODE接数字地,表示利用I2C控制接口对AIC23传输控制数据。CS接数字地,定义了I2C总线上AIC23的外设地址,通过将CS接到高电平或低电平,可以选择AIC23作为从设备在I2C总线上的地址。SCLK和SDIN是AIC23控制端口的移位时钟和配置数据输入端,分别与VC5509的I2C模块端口SCL和SDA相连。收发时钟信号CLKX1和CLKR1由AIC23的串行数据输入时钟BCLK提供,并由AIC23的帧同步信号LRCIN、LRCOUT启动串口数据传输。DX0和DR0分别与AIC23的DIN和DOUT相连,从而完成VC5509与AIC23间的数字信号通信。 2.1.4 FIR滤波器原理 对于一个FIR滤波器系统，它的冲击响应总是又限长的，其系统函数可记为：