dsp课程设计fir数字滤波器.pdf

一、课题研究的目的和意义： 在信号与信息处理中，提取有用信息需要对信号进行滤波。借助 DSP 数字信号处理器 的高速运算能力，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。 掌握利用 DSP 实现信号实时 FIR 滤波设计可使学生更加透彻的理解信号的采集方法 和滤波方法。学会利用 Matlab 对信号进 FIR 滤波，掌握 Matlab 的信号仿真。同时通过 对 DSP 信号处理器及 A/D 、D/A 转换器以及 DMA 的编程，可以培养学生 C 语言编程能 力以及使用 DSP 硬件平台实现数字信号处理算法的能力。 二、课题研究主要内容： 1.基本部分： (1) 掌握利用滤波器设计 FIR 滤波器的方法，并提取滤波器参数。 (2) 掌握利用 Matlab 的信号处理工具箱的使用，以及利用Matlab 对信号进行滤波。 (3) 设计数字滤波算法，或调用 DSPLIB 中的滤波函数，实现对信号的滤波。 (4) 利用 C 语言对 A/D 、D/A 进行初始化。 (5) 利用 C 语言对 DMA 进行初始化。 (6) 编写 DMA 中断服务程序，实现信号的实时滤波。 (7) 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 2.发挥部分： (1) 比较加不同窗和阶数时滤波器的滤波效果。 (2)测试所设计滤波器的幅频特性和相频特性，并与 MATLIB 下的设计结果进行比较。 (3)在实验板的 Line in 输入端接入正弦信号，分左右声道分别采集，并分别滤波。 三、要求完成的任务： （1）利用Matlab 设计 FIR 滤波器，并对信号进行滤波。 （2 ）掌握CCS 的安装、设置，工程的建立、工程设置、编译运行和调试方法。 （3 ）编写C 语言程序实现设计要求，并在 CCS 集成开发环境下调试通过，实现设计所要 求。 的各项功能。 (4)利用信号发生器产生输入信号，经 DSP 运算后正确地在示波器上显示。 (5)按要求撰写课程设计报告。 四、研究方法及技术途径： x (t) 抗混迭 A/D x[k ] 数字 y [k ] D/A 低通 y (t) 滤波器 信号处理 滤波器 利用 DSP 实现对模拟信号滤波的框图 外部模拟信号先进行A/D转换，利用MCBSP 的接收寄存器接收数 据。利用CCS 的频谱分析工具对输入信号进行频谱分析；根据频谱成 分确定滤波器参数，然后利用Matlab设计FIR 滤波器，将参数提取出 来，存放到DSP存储区中。调用DSPLIB 中的FIR 滤波函数，对信号进 行滤波。滤波后的数据利用DMA 方式送到D/A转换器转换为模拟信 号 本设计可以分为两部分： (1) 信号仿真 (a)首先利用Matlab 的fdatool工具箱设计滤波器，在sptool工具箱进行信 号分析与滤波 (b)利用CCS进行信号滤波算法的仿真，即利用simulator进行仿真。调 用DSPLIB库中的fir()滤波函数实现信号FIR 滤波，或自行编写FIR 滤波 程序实现信号FIR 滤波 (2) 利用Emulator ，即DSP硬件板、采用DMA 方式实现信号采集与传 输，结合FIR 滤波算法，实现实时FIR 滤波 五、实验背景： 1.课题研究的现状： 凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电 信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛;在所有的电子部件 中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接 决定产品的优劣，器的研究和生产历来为各国所重视。 1917 年美国和德国科学家分别发明了 LC 滤波器，次年导致了 美国第一个多路复用系统的出现。20 世纪 50 年代无源滤波器日趋成 熟。自 60 年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤 波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多 功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、