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课程名称: DSP原理及应用课程设计
实验项目: 有限冲击响应FIR滤波器的设计
实验地点: 起点机房
专业班级: 测控1002 学号 2010001356
学生姓名: 魏志明
指导教师: 贾海蓉
同组人: 王帝 王志芳 王伟 魏浩松 孙小伟 汪军 唐坤龙
2012年
一、设计目的
1使学生加深对DSP芯片TMS320C55x的结构、工作原理的理解;2了解FIR 的原理和特性;3熟悉设计FIR 数字滤波器的原理和方法;4 学习FIR 滤波器的DSP 实现原理;5 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。
二、设计原理
滤波器就是在时间域或频域内,对已知激励产生规定响应的网络,使其能够从信号中提取有用的信号,抑制并衰减不需要的信号,滤波器的设计实质上就是对提出的要求给出相应的性能指标,再通过计算,使物理可实现的实际滤波器响应特性逼近给出的频率响应特性。
FIR数字滤波器是一种非递归系统,其传递函数为:
=
由此可得到系统的差分方程为:
则,FIR滤波器的结构如下图:
b
bN-1
bN-2
b1
b0
x(n-N+1)
x(n-1)a
Z-1
Z-1
Z-1
X(n)
y(n)
其冲激响应是有限长序列,它 滤波器系数向量,N 为FIR滤波器的阶数。
在数字信号处理应用中往往需要设计线性相位的滤波器,FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时,很容易做到严格的线性相位特性为了使滤波器满足线性相位条件,要求其单位脉冲响应为实序列,且满足偶对称或奇对称条件,即或.这样,当N为偶数时,偶对称线性相位FIR滤波器的差分方程表达为
由上可见,FIR滤波器不断地对输入样本延时后,再做乘法累加运算,将滤波器结果输出。因此,FIR实际上是一种乘法累加运算。而对于线性相位FIR滤波器系数的对称特性,可以采用结构精简的FIR结构将乘法器数目减少一半。
应用MATLAB设计FIR滤波器的主要任务就是根据给定的性能指标设计一个,使其逼近这一指标,进而计算并确定滤波器的系数,再将所设计滤波器的幅频响应、相频响应曲线作为输出,与设计要求进行比较,对设计的滤波器进行优化,设计完成之后将得到的FIR滤波器的单位冲激响应序列的各个参数值。
三、总体方案设计1 启动CCS ,在CCS 中建立一个汇编源文件、建立一个C 源文件和一个命令文件,并将这三个文件添加到工程,再编译并装载程序2 设置波形时域观察窗口,得到其滤波前后波形变化图;3 设置频域观察窗口,得到其滤波前后频谱变化图。
四、源程序
1、新建工程文件
打开Setup CCS选择c55芯片,打开CCS软件,选择project/new,命名为myproject。
2、添加文件到工程
(1)建立文件 选择file/new,汇编源程序,如下:
.global _fir,_init,_B,_outdata
_fir
bset frct
amov #_B,xdp
mov #_B,cdp
mov t0,ac0
sub #1,ac0
mov ac0,mmap(csr)
add ac0,ar0
mov #0,ac0
rpt csr
macmz *ar0-,*cdp+,ac0
mov hi(ac0),t0
ret
_init
mov mmap(t0),ac0
sub #1,ac0
mov ac0,ar7
rptz ac0,ar7
mov ac0,*ar0+
ret
_outdata
mov t1,ac0
sub #2,ac0
mov ac0,mmap(csr)
add ac0,ar0
rpt csr
delay *ar0-
mar *ar0+
mov t0,*ar0
ret
c文件
#include s.h
#include math.h
#define signal_1_f 200
#define signal_2_f 620
#define signal_sample_f 2000
#define pi 3.1415926
#define coff_L 23
#define bufer_L 256
int data_in[bufer_L];
i
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