DSP课设 CSS环境下汇编语言实现FIR低通滤波器.doc

HUNAN UNIVERSITY FIR滤波器在DSP上仿真实现 学生姓名 陶晶 学生学号 20070820319 专业班级 通信工程三班 指导老师 胡红平 2010 年 12 月 20 日 一、目的1．学习数字滤波器的DSP 实现原理和C54X 编程技巧；2．通过CCS 的图形显示工具观察输入/输出信号波形以及频谱的变化。 二、仪器1．PC一台；2．Code Composer Studio 软件；3．MATLAB 软件；4． C++软件。三、要求1．设计一个FIR低通滤波器，通带边界频率为100Hz，采样频率为8000Hz。2．设计一个采样频率Fs为8000Hz，输入信号频率为00Hz和00Hz的合成信号，通过设计的低通滤波器将00Hz信号滤掉，余下00Hz信号。3．用循环缓冲区和双操作数寻址方法编写实现FIR滤波的程序。 四、原理 * 可以满足滤波器对幅值和相位特性的严格要求，精度高； * 没有电压漂移、温度漂移等问题。基本不受环境影响，稳定性好； * DSP实现的数字滤波器可靠性高，灵活性好。 由于数字滤波器具有上述的优点，使得数字滤波器广泛应用于语音处理、图像处理、模式识别、通信等领域。 FIR滤波器的特点FIR滤波器有如下特点： ① 可以在幅度特性随意设计的同时，保证精确、严格的线性相位特性。 ② FIR滤波器不是递归结构，其单位脉冲响应是有限长的序列，不存在不稳定的问题。 (2) FIR滤波器的设计方法FIR滤波器的设计方法主要有窗函数法和频率采样设计法。窗函数法是基本的设计方法，采用矩形窗，直接简便，但采用矩形窗存在比较大的Gibbis效应，且 矩形窗的第一旁瓣与主瓣衰减了13 dB。在实际应用中，一般采用其他窗函数，比较常用的有：三角窗、巴特利特窗、汉明窗、汉宁窗和布莱克曼窗等。如果FIR 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)]使用MAC 或FIRS 指令可以方便地实现上面的计算。图1 说明了使用循环寻址实现FIR 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（FIR 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，N=11，大于N 的最小2 的幂为16，那么数据缓冲区的第一个地址应是16 的倍数，因此循环缓冲区起始地址的最低4 位必须是0。在图中，滤波系数指针初始化时指向h(N-1)，经过一次FIR 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FIR 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。 内容及步骤1．FIR滤波器的设计FIR滤波器的设计可以用MATLAB软件的窗函数法进行，这里选择Hamming窗，程序为：b=fir1(9,1200/8000*2)得到FIR数字滤波器系数b为：b0?=-0.0053b1?=?-0.0028 b2?=?0.0435 b3?=?0.1695b4?=?0.2951 ?b5?=?0.2951 ?b6?=?0.1695 ??b7?= 0.0435 b8?= -0.0028 b9?=?-0.0053?在DSP汇编语言中，不能直接输入十进制小数，在MATLAB中进行如下转换：h=round(b*2^15)将系数转换为Q15的定点小数形式，为：h0?=?-174?h1?= -92 ?h2?=1426 h3?=?5554 h4?=?9670 h5?=9670 ? h6?=?5554 h7?=?1426 ?h8?=-92 h9?=-174 2．产生滤波器输入信号文件信号是频率为00Hz和00Hz的正弦波合成的波形文件名为firinput.c #include stdio.h#include math.hvoid main(){?int i;?double f[256];?FILE *fp;?if((fp=fopen(firin.inc,wt))==NULL)?{??printf(cant open file! \n);??return;