基于DSP的IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、 摘要隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理已經(jīng)成為高速實時處理的一項關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用在語音識別、智能檢測、工業(yè)控制等各個領(lǐng)域。數(shù)字濾波器是對數(shù)字信號實現(xiàn)濾波的線性時不變系統(tǒng)。數(shù)字濾波實質(zhì)上是一種運算過程，實現(xiàn)對信號的運算處理。dsp 數(shù)字信號處理(digital signal processing，簡稱 dsp)是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20 世紀 60 年代以來，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。傳感器數(shù)字信號處理是利用傳感器對模擬信號或數(shù)字信號進行采集并把其轉(zhuǎn)換成計算機可識別的電信號，并利用計算機對信號進行處理以達

2、到計算機輔助控制或是計算機自動控制的目的。dsp 芯片是一種特別適合數(shù)字信號處理運算的微處理器，主要用來實時、快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。用 dsp 芯片實現(xiàn) iir 數(shù)字濾波器，不僅具有精確度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點，而且因 dsp 芯片的可編程性，可方便地修改濾波器參數(shù)，從而改變?yōu)V波器的特性，設(shè)計十分靈活。本課題主要應(yīng)用 matlab 軟件設(shè)計 iir 數(shù)字濾波器，并對所設(shè)計的濾波器進行仿真；應(yīng)用 dsp 集成開發(fā)環(huán)境ccs 調(diào)試匯編程序，文章結(jié)合 tm320c5509的結(jié)構(gòu)特點，介紹了一種 iir 濾波器在 tm320c5509 中的實現(xiàn)方法。關(guān)鍵字：iir；數(shù)字濾波器；dsp； tm

3、320c5509；matlab 1目錄摘要.i第 1 章 緒論.31.1 數(shù)字濾波器研究的背景.31.2 數(shù)字濾波器研究的現(xiàn)狀.31.3 數(shù)字濾波器研究的內(nèi)容與方法.5第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計及論證.72.1 iir 數(shù)字濾波器的設(shè)計步驟.72.2 iir 數(shù)字濾波器的基本原理.72.3 iir 數(shù)字濾波器的流程框圖.8第 3 章 基于 dsp 的 iir 數(shù)字濾波器設(shè)計.93.1 dsp 系統(tǒng)的特點.93.2 dsp 系統(tǒng)的設(shè)計流程.93.3 基于 dsp 的 iir 數(shù)字濾波器設(shè)計總框圖.10第 4 章 軟件設(shè)計.124.1 ccs 平臺介紹.124.2 仿真結(jié)果.13第 5 章 結(jié)論.1

4、5參考文獻.16附錄 a：源代碼.17 2致謝.20 3第 1 章 緒論1.1 數(shù)字濾波器研究的背景當(dāng)今，數(shù)字信號處理（dsp：digtal signal processing）技術(shù)正飛速發(fā)展，它不但自成一門學(xué)科，更是以不同形式影響和滲透到其他學(xué)科。它與國民經(jīng)濟息息相關(guān)，與國防建設(shè)緊密相連。它影響或改變著我們的生產(chǎn)、生活方式，因此受到人們普遍的關(guān)注。數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)代信息技術(shù)發(fā)展的大趨勢，而數(shù)字化是智能化和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，實際生活中遇到的信號多種多樣，例如廣播信號、電視信號、雷達信號、通信信號、導(dǎo)航信號、射電天文信號、生物醫(yī)學(xué)信號、控制信號、氣象信號、地震勘探信號、機械振動信號、遙感遙

5、測信號等。上述這些信號大部分是擬信號，也有小部分是數(shù)字信號。模擬信號是自變量的連續(xù)函數(shù)，自變量可以是一維的，也可以是二維或多維的。大多數(shù)情況下一維模擬信號的自變量是時間，經(jīng)過時間上的離散化（采樣）和幅度上的離散化（量化） ，這類模擬信號便成為一維數(shù)字信號。因此，數(shù)字信號實際上是用數(shù)字序列表示的信號，語音信號經(jīng)采樣和量化后，得到的數(shù)字信號是一個一維離散時間序列，而圖像信號經(jīng)采樣和量化后，得到的數(shù)字信號是一個二維離散空間序列。數(shù)字信號處理，就是用數(shù)值計算的方法對數(shù)字序列進行各種處理，把信號變換成符合需要的某種形式。例如，對數(shù)字信號進行濾波以限制他的頻帶或濾除噪音和干擾，或?qū)⑺麄兣c其它信號進行分離；

6、對信號進行頻譜分析或功率譜分析以了解信號的頻譜組成，進而對信號進行識別；對信號進行某種變換，使之更適合于傳輸，存儲和應(yīng)用；對信號進行編碼以達到數(shù)據(jù)壓縮的目的等。數(shù)字濾波技術(shù)是數(shù)字信號分析、處理技術(shù)的重要分支。無論是信號的獲取、傳輸，還是信號的處理和交換都離不開濾波技術(shù)，它對信號安全可靠和有效靈活地傳輸是至關(guān)重要的。在所有的電子系統(tǒng)中，使用最多且最復(fù)雜的技術(shù)要算數(shù)字濾波器了。數(shù)字濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣。1.2 數(shù)字濾波器研究的現(xiàn)狀在信號處理過程中，所處理的信號往往混有雜音，從接收到的信號中消除或減弱噪音是信號傳輸和處理中十分重要的問題。根據(jù)有用信號和噪音的不同特性，提取有用信號的過程成為

7、濾波，實現(xiàn)濾波功能的系統(tǒng)稱為濾波器。在近代電信設(shè)備和各類控制系統(tǒng) 4中，數(shù)字濾波器應(yīng)用極為廣泛，這里只列舉部分應(yīng)用最成功的領(lǐng)域。1語音處理語音處理是最早應(yīng)用數(shù)字濾波器的領(lǐng)域之一，也是最早推動數(shù)字信號處理理論發(fā)展的領(lǐng)域之一。該領(lǐng)域只要包括五個方面的內(nèi)容：第一，語音信號分析。即對語音信號的波形特征、統(tǒng)計特性、模型參數(shù)等進行分析計算；第二，語音合成。即利用專用數(shù)字硬件或在通用計算機上運行軟件來產(chǎn)生語音；第三，語音識別。即用專用硬件或計算機識別人講的話，或者識別說話的人；第四，語音增強。即從噪音或干擾中提取被掩蓋的語音信號。第五，語音編碼。主要用于語音數(shù)據(jù)壓縮，目前已經(jīng)建立了一系列語音編碼的國際標(biāo)準，

8、大量用于通信和音頻處理。近年來，這五方面都取得了不少研究成果，并且，在市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些相關(guān)的軟件和硬件產(chǎn)品，例如，盲人閱讀機、啞人語音合成器、口授打印機、語音應(yīng)答機，各種會說話的儀器和玩具，以及通信和視頻產(chǎn)品大量使用的音頻壓縮編碼技術(shù)。2圖像處理 數(shù)字濾波技術(shù)以成功地應(yīng)用于靜止圖像和活動圖像的恢復(fù)和增強、數(shù)據(jù)壓縮、去噪音和干擾、圖像識別以及層析 x 射線攝影，還成功地應(yīng)用于雷達、聲納、超聲波和紅外信號的可見圖像成像。 3通信 在現(xiàn)代通信技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，幾乎沒有一個分支不受到數(shù)字濾波技術(shù)的影響。信源編碼、信道編碼、調(diào)制、多路復(fù)用、數(shù)據(jù)壓縮以及自適應(yīng)信道均衡等，都廣泛地采用數(shù)字濾波器，特別是在數(shù)字

9、通信、網(wǎng)絡(luò)通信、圖像通信、多媒體通信等應(yīng)用中，離開了數(shù)字濾波器，幾乎是寸步難行。其中，被認為是通信技術(shù)未來發(fā)展方向的軟件無線電技術(shù)，更是以數(shù)字濾波技術(shù)為基礎(chǔ)。 4電視數(shù)字電視取代模擬電視已是必然趨勢。高清晰度電視的普及指日可待，與之配套的視頻光盤技術(shù)已形成具有巨大市場的產(chǎn)業(yè)，可視電話和會議電視產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代。視頻壓縮和音頻壓縮技術(shù)所取得的成就和標(biāo)準化工作，促成了電視領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，而數(shù)字濾波器及其相關(guān)技術(shù)是視頻壓縮和音頻壓縮技術(shù)的重要基礎(chǔ)。5雷達雷達信號占有的頻帶非常寬，數(shù)據(jù)傳輸速率也非常高，因而壓縮數(shù)據(jù)量和降低數(shù)據(jù) 5傳輸速率是雷達信號數(shù)字處理面臨的問題。于是數(shù)字器件的出現(xiàn)促進了雷達信

10、號處理技術(shù)的進步。在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)中，數(shù)字信號處理部分是不可缺少的，因為從信號的產(chǎn)生、濾波、加工到目標(biāo)參數(shù)的估計和目標(biāo)成像都離不開數(shù)字濾波技術(shù)。雷達信號的數(shù)字濾波器是當(dāng)今十分活躍的研究領(lǐng)域之一。生物醫(yī)學(xué)信號處理數(shù)字濾波器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用日益廣泛，如對腦電圖和心電圖的分析、層析 x 射線攝影的計算機輔助分析、胎兒心音的自適應(yīng)檢測等。6音樂數(shù)字濾波器為音樂領(lǐng)域開辟了一個新局面，在對音樂信號進行編譯、合成、以及在音樂中加入交混回響、合聲等特殊效果特殊方面，數(shù)字濾波技術(shù)都顯示出了強大的威力。數(shù)字濾波器還可用于作曲、錄音和播放，或?qū)εf錄音帶的音質(zhì)進行恢復(fù)等。7其他領(lǐng)域 數(shù)字濾波器的應(yīng)用領(lǐng)域如此廣泛，以至于想

11、完全列舉他們是根本不可能的，除了以上幾個領(lǐng)域外，還有很多其他應(yīng)用領(lǐng)域。例如，在軍事上被大量應(yīng)用于導(dǎo)航、制導(dǎo)、電子對抗、戰(zhàn)場偵察；在電力系統(tǒng)中被應(yīng)用于能源分布規(guī)劃和自動檢測；在環(huán)境保護中被應(yīng)用于對空氣污染和噪聲干擾的自動監(jiān)測；在經(jīng)濟領(lǐng)域中被應(yīng)用于股票市場預(yù)測和經(jīng)濟效益分析等。1.3 數(shù)字濾波器研究的內(nèi)容與方法目前數(shù)字濾波器的主要實現(xiàn)方法有： 1在通用的微型計算機上用軟件實現(xiàn)。 軟件可以是自己編寫的，也可以使用現(xiàn)成的軟件包，這種方法的缺點是速度太慢，不能用于實時系統(tǒng)，只能用于教學(xué)和算法的仿真研究。比如用 matlab 就幾乎可以實現(xiàn)所有數(shù)字濾波器的仿真。而且在 matlab 下的部分仿真程序還可以

12、通過轉(zhuǎn)化為c 語言，再通過 dsp 的 c 編譯器直接在 dsp 硬件上運行。 2用 dsp(digital signal processing)處理器實現(xiàn) dsp 處理器是專為數(shù)字信號處理而設(shè)計的，如 ti 公司的 tms320c54x 系列，ad公司的 adsp2ix，adsp210x 系列等。它的主要數(shù)字運算單元是一個乘累加器(multiply-accumulator，mac)，能夠在一個機器周期內(nèi)完成一次乘累加運算，配有適合于信號處理的指令，具備獨特的循環(huán)尋址和倒序?qū)ぶ纺芰Α＿@些特點都非常適合數(shù)字信 6號處理中的濾波器設(shè)計的有效實現(xiàn)，并且它速度快、穩(wěn)定性好、編程方便。 3用固定功能的專

13、用信號處理器實現(xiàn)專用信號處理器采用專用集成電路 asic(application specific integrated circuits)實現(xiàn)，適用于過程固定而又追求高速的信號處理任務(wù)，是以指定的算法來確定它的結(jié)構(gòu)，使用各種隨機邏輯器件組成的信號處理器。它們體積小、保密性好，具有極高的性能，但靈活性差。 4用 fpga 等可編程器件來開發(fā)數(shù)字濾波算法。 由于 fpga 產(chǎn)品的迅速發(fā)展，人們可以利用 atera、xilinx 等產(chǎn)品，使用其相關(guān)開發(fā)工具和 vhdl 等硬件開發(fā)語言，通過軟件編程用硬件實現(xiàn)特定的數(shù)字濾波算法。這一方法由于具有通用性的特點并可以實現(xiàn)算法的并行運算，無論是作為獨立的數(shù)

14、字信號處理器，還是作為 dsp 芯片的協(xié)處理器，目前都是比較活躍的研究領(lǐng)域。iir 濾波器的設(shè)計內(nèi)容就是尋求一個物理上可實現(xiàn)的系統(tǒng)函數(shù) h(z)，使其頻率響應(yīng)h(z)滿足所希望得到的頻域指標(biāo)，即符合給定的通帶截止頻率、阻帶截止頻率、通帶衰減系數(shù)和阻帶衰減系數(shù)。 7第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計及論證2.1 iir 數(shù)字濾波器的設(shè)計步驟數(shù)字濾波器的設(shè)計一般有兩種方法：一個是借助模擬濾波器的設(shè)計方法進行。其設(shè)計步驟是，先設(shè)計模擬濾波器，再按照某種方法轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器。這種方法比較容易一些，因為模擬濾波器的設(shè)計方法已經(jīng)非常成熟，不僅有完整的設(shè)計公式，還有完善的圖表供查閱；另外一種直接在頻率或者時域內(nèi)進行，

15、由于需要解聯(lián)立方程，設(shè)計時需要計算機做輔助設(shè)計。其設(shè)計步驟是：先設(shè)計過渡模擬濾波器得到系統(tǒng)函數(shù) ha(s)，然后將 ha(s)按某種方法轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù) h(z)。這是因為模擬濾波器的設(shè)計方法已經(jīng)很成熟，不僅有完整設(shè)計公式，還有完善的圖表和曲線供查閱；另外，還有一些典型的優(yōu)良濾波器類型可供我們使用。為了保證轉(zhuǎn)換后的 h(z)穩(wěn)定且滿足技術(shù)指標(biāo)要求，對轉(zhuǎn)換關(guān)系提出兩點要求： 1. 因果穩(wěn)定的模擬濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器，仍是因果穩(wěn)定的。 2. 數(shù)字濾波器的頻率相應(yīng)模仿模擬濾波器的頻響特性，s 平面的虛軸映射為 z平面的單位圓，相應(yīng)的頻率之間呈線性關(guān)系。利用模擬濾波器成熟的理論設(shè)計 iir

16、 數(shù)字濾波器的過程是： 1. 確定數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)：通帶邊界頻率、通帶最大衰減、阻pp帶截止頻率、阻帶最小衰減。ss2. 將數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)。3. 按照模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計過渡模擬低通濾波器。4. 用所選的轉(zhuǎn)換方法，將模擬濾波器 ha(s)轉(zhuǎn)換成數(shù)字低通濾波器系統(tǒng)函數(shù) h(z)。2.2 iir 數(shù)字濾波器的基本原理 數(shù)字濾波器是利用離散系統(tǒng)的特性對系統(tǒng)輸入信號進行加工和變換，改變輸入序列的頻譜或信號波形，讓有用的頻率分量通過，抑制無用的信號分量輸出，根據(jù)其頻率特性同樣可以分為低通、高通、帶通和帶阻。如果要處理的信號是模擬信號，就可以通

17、過a/d 或者 d/a 轉(zhuǎn)換，在信號形式上進行匹配轉(zhuǎn)換，同樣可以使用數(shù)字濾波器對模擬信號進行濾波。數(shù)字濾波器濾波的數(shù)學(xué)表達式：y(n)=x(n)*h(n)。 如果濾波器的輸入輸出信號都是離散信號，那么該濾波器的脈沖響應(yīng)也一定是離散信號，這樣的濾波器就成為 8了數(shù)字濾波器。其頻域特性為：其中，分別是數(shù)字濾波器的輸出序列和)(jwey)(jwex輸入序列的頻域響應(yīng)，是數(shù)字濾波器的單位取樣響應(yīng)的頻譜，又稱為數(shù)字濾波)(jweh器的頻域響應(yīng)。輸入序列的頻譜經(jīng)過濾波后，因此只要按照輸入)(jwex)(jwex)(jweh信號的頻譜特點和處理信號的目的適當(dāng)選擇濾波器的頻域響應(yīng)，使得濾波后的)(jweh輸出

18、信號滿足設(shè)計性能要求。 2.3 iir 數(shù)字濾波器設(shè)計流程框圖iir 數(shù)字濾波器設(shè)計流程圖如圖2.3所示。所示。圖 2.3 iir 數(shù)字濾波器設(shè)計流程框圖 9第 3 章 基于 dsp 的方案設(shè)計3.1 dsp 系統(tǒng)的特點 dsp 系統(tǒng)是以數(shù)字信號處理為基礎(chǔ)的，因此不但具有數(shù)字處理的全部優(yōu)點而且還具有以下特點：1. 接口方便：dsp 應(yīng)用系統(tǒng)與其他以現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)或設(shè)備都是相互兼容的，這樣的系統(tǒng)接口以實現(xiàn)某種功能要比模擬系統(tǒng)與這些系統(tǒng)接口要容易得多。2. 編程方便：dsp 應(yīng)用系統(tǒng)中的可編程 dsp 芯片，能靈活方便地進行修改和升級。3. 穩(wěn)定性好：dsp 應(yīng)用系統(tǒng)以數(shù)字處理為基礎(chǔ)，受

19、環(huán)境溫度及噪聲的影響較小、可靠性高、無器件老化現(xiàn)象。4. 精度高：16 位數(shù)字系統(tǒng)可以達到 10-5 級的精度。5. 可重復(fù)性好：模擬系統(tǒng)的性能受元器件參數(shù)性能變化的影響比較大，而數(shù)字系統(tǒng)基本不受影響，因此數(shù)字系統(tǒng)便于測試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn)。6. 集成方便：dsp 應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)范性，便于大規(guī)模集成。 當(dāng)然，數(shù)字信號處理也存在一些缺點。例如，對于簡單信號處理任務(wù)，若采用dsp 則使成本增加。dsp 系統(tǒng)中的高速時鐘可能帶來高頻干擾和電磁泄漏等問題，而且 dsp 系統(tǒng)消耗的功率也較大。此外，dsp 技術(shù)更新速度快，對于數(shù)學(xué)知識要求高，開發(fā)和測試工具還有待進一步完善。 3.2 ds

20、p 系統(tǒng)的設(shè)計流程一個 dsp 系統(tǒng)的設(shè)計過程大概要有以下幾個步驟： 1根據(jù)系統(tǒng)的任務(wù)要求，確定系統(tǒng)處理精度要求、速度要求、實時性要求等性能指標(biāo)。 2根據(jù)系統(tǒng)的要求進行高級語言的算法模擬，比如使用 matlab 等仿真工具，驗證算法的可行性，得出最佳的處理方法。 3dsp 的系統(tǒng)設(shè)計，主要分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件設(shè)計是指根據(jù)系統(tǒng)要求選擇合適的 dsp 芯片，然后設(shè)計相應(yīng)的外圍電路。軟件設(shè)計主要是指根據(jù)系統(tǒng)的要求和選用的 dsp 芯片編寫相應(yīng)的程序。程序的編寫可以使用匯編語言，匯編語言編寫的 10程序效率高，但比較煩雜；也可采用 c 語言，dsp 的 c 語言基本上是標(biāo)準 c 語言，編寫比較

21、簡單，但效率低。在實際系統(tǒng)開發(fā)時往往是兩種語言結(jié)合編寫，在算法運算量大的地方使用匯編語言，在運算量小的地方使用 c 語言，這樣既能縮短軟件的開發(fā)周期，提高程序的可讀性和可移植性，又滿足了系統(tǒng)的實時性要求。3.3 基于 dsp 的 iir 數(shù)字濾波器的設(shè)計總框圖本文設(shè)計的 iir 帶通濾波器是從低通變換過來的，利用的是雙線性變換以及切比雪夫 ii 濾波器的原型，其具體的設(shè)計流程為下圖所示。首先根據(jù)題目要求確定帶通濾波器的技術(shù)指標(biāo)，先要進行頻率的預(yù)畸變，并且歸一化頻率，再設(shè)計出切比雪夫 ii 模擬低通濾波器，并求出其階數(shù)等相關(guān)參數(shù)。其次利用雙線性變換法設(shè)計數(shù)字帶通濾波器，再調(diào)用函數(shù)進行雙線性變換，

22、并求出分子、分母的系數(shù)向量。最后通過畫圖求出其幅頻響應(yīng)、相頻響應(yīng)、幅度特性曲線與零極點，并畫出波形圖。最后進行驗證，看所設(shè)計的濾波器能否達到要求的指標(biāo)，若能達到，則說明該濾波器設(shè)計符合要求?；?dsp 的 iir 數(shù)字濾波器的總體方案設(shè)計步驟：1. 利用 matlab 來確定 iir 濾波器的參數(shù)。2. 啟動 ccs,在 ccs 中建立一個匯編源文件、建立一個 c 源文件和一個命令文件,并將這三個文件添加到工程,再編譯并裝載程序。3. 設(shè)置波形時域觀察窗口,得到其濾波前后波形變化圖。4. 設(shè)置頻域觀察窗口,得到其濾波前后頻譜變化圖。 11 圖 3.3 基于 dsp 的 iir 數(shù)字濾波器設(shè)計

23、總框圖 12第 4 章 軟件設(shè)計4.1 ccs 平臺介紹ccs 是一種針對 tms320 系列 dsp 的集成開發(fā)環(huán)境，在 windows 操作系統(tǒng)下，采用圖形接口界面，提供有環(huán)境配置、源文件編輯、程序調(diào)試、跟蹤和分析等工具。ccs有兩種工作模式，即軟件仿真器模式：可以脫離 dsp 芯片，在 pc 機上模擬 dsp 的指令集和工作機制，主要用于前期算法實現(xiàn)和調(diào)試；硬件在線編程模式：可以實時運行在dsp 芯片上，與硬件開發(fā)板相結(jié)合在線編程和調(diào)試應(yīng)用程序。ccs 的開發(fā)系統(tǒng)主要由以下組件構(gòu)成：tms320c54x 集成代碼產(chǎn)生工具；ccs 集成開發(fā)環(huán)境；dsp/bios 實時內(nèi)核插件及其應(yīng)用程序接

24、口 api；實時數(shù)據(jù)交換的 rtdx插件以及相應(yīng)的程序接口 api；由 ti 公司以外的第三方提供的各種應(yīng)用模塊插件。ccs 的功能十分強大，它集成了代碼的編輯、編譯、鏈接和調(diào)試等諸多功能，而且支持 c/c+和匯編的混合編程，其主要功能如下：1具有集成可視化代碼編輯界面，用戶可通過其界面直接編寫 c、匯編、.cmd 文件等。2含有集成代碼生成工具，包括匯編器、優(yōu)化 c 編譯器、鏈接器等，將代碼的編輯、編譯、鏈接和調(diào)試等諸多功能集成到一個軟件環(huán)境中。3高性能編輯器支持匯編文件的動態(tài)語法加亮顯示，使用戶很容易閱讀代碼，發(fā)現(xiàn)語法錯誤。4工程項目管理工具可對用戶程序?qū)嵭许椖抗芾?。在生成目?biāo)程序和程序庫

25、的過程中，建立不同程序的跟蹤信息，通過跟蹤信息對不同的程序進行分類管理。5基本調(diào)試工具具有裝入執(zhí)行代碼、查看寄存器、存儲器、反匯編、變量窗口等功能，并支持 c 源代碼級調(diào)試。6斷點工具，能在調(diào)試程序的過程中，完成硬件斷點、軟件斷點和條件斷點的設(shè)置。7探測點工具，可用于算法的仿真，數(shù)據(jù)的實時監(jiān)視等。8分析工具，包括模擬器和仿真器分析，可用于模擬和監(jiān)視硬件的功能、評價代碼執(zhí)行的時鐘。9數(shù)據(jù)的圖形顯示工具，可以將運算結(jié)果用圖形顯示，包括顯示時域/頻域波形、 13眼圖、星座圖、圖像等，并能進行自動刷新。10提供 gel 工具。利用 gel 擴展語言，用戶可以編寫自己的控制面板/菜單，設(shè)置 gel 菜單

26、選項，方便直觀地修改變量，配置參數(shù)等。11支持多 dsp 的調(diào)試。12支持 rtdx 技術(shù)，可在不中斷目標(biāo)系統(tǒng)運行的情況下，實現(xiàn) dsp 與其他應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)交換。13提供 dsp/bios 工具，增強對代碼的實時分析能力。4.2 仿真結(jié)果 噪聲正弦波的輸入如下圖 4.2.1。圖 4.2.1 噪聲正弦波的輸入圖 14 噪聲正弦波的濾波輸出如下圖 4.2.2。圖 4.2.2 噪聲正弦波的濾波輸出圖由噪聲正弦波的輸入輸出波形比較得到，在輸入的基礎(chǔ)上濾除了高頻成分，得到了設(shè)計所要求的頻率段的波形，說明濾波器正常工作了，實現(xiàn)了對輸入信號的濾波處理。平時我們通常將 iir 濾波器設(shè)計的過程如下：首先根據(jù)

27、濾波器參數(shù)要求設(shè)計對應(yīng)的模擬濾波器（如巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器等等） ，然后通過映射（如脈沖響應(yīng)不變法、雙線性映射等等）將模擬濾波器變換為數(shù)字濾波器，從而決定 iir 濾波器的參數(shù)。iir 濾波器的重大缺點在于，由于存在反饋其穩(wěn)定性不能得到保證。另外，反饋還使 iir 濾波器的數(shù)字運算可能溢出。不過這次我們的系統(tǒng)仿真,我們還是得到了我們滿意的結(jié)果。 15第 5 章 結(jié)論通過這次的 dsp 課程設(shè)計，我深深的體會到了自身的不足，一個軟件就讓我試了好多次才調(diào)出來結(jié)果，還不是實際的做一個東西，但是我也加深了對 dsp 的理解。了解了 ccs 的用法，充實了我的知識，讓我收益頗豐。這次課程設(shè)計還

28、讓我了解了數(shù)字濾波器的用處。在寫作過程中也不是一帆風(fēng)順的，我也遇到很多問題。本次課程我主要負責(zé)方案設(shè)計工作，所以在最初的方案設(shè)計中很多細節(jié)沒有考慮周到。比如在比較設(shè)計濾波器的方法上首先應(yīng)該明確其技術(shù)指標(biāo)以及某些參數(shù)的實際意義。比如在用雙線性變換法設(shè)計數(shù)字帶通濾波器時，必須先將頻率歸一化，并且進行頻率預(yù)畸變，然后設(shè)計模擬濾波器，再利用頻率變換法將模擬低通變?yōu)槟M帶通，最后經(jīng)過雙線性變換法將模擬帶通變換為數(shù)字帶通。如果不進行頻率預(yù)畸變，那么設(shè)計出來的帶通濾波器的幅頻特性與相頻特性將會產(chǎn)生很嚴重的畸變，使設(shè)計的結(jié)果不滿足給定的要求，在實際中會造成很嚴重的危害。但是遇到困難我就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)

29、互相交流，請教專業(yè)課老師。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，論文也慢慢成型。每一次遇到問題的時候心情都會有點低落，但是每一次經(jīng)過自己的努力解決好了問題就會感到十分的高興。我相信其中的酸甜苦辣最終都會化為甜美的甘泉。雖然剛開始時上機時什么都不知道，不知道怎么使用軟件，不會建立源文件，不會匯編，不會連接。好不容易弄好了以后，運行時總是顯示說程序有錯誤，經(jīng)過和同學(xué)討論，并仔細的閱讀了程序，終于發(fā)現(xiàn)了問題。后來請教了老師，才解決了這一問題。經(jīng)過幾天的奮斗終于做出來了，完成了所有的任務(wù)后整個人都很累，但同時看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計稿件我的心里是甜的，心情非常的激動，這些讓我很有成就感，我覺得這一切都值

30、了?？傊@次課程設(shè)計讓我充實了自己，也讓我發(fā)現(xiàn)了很多問題和不足，對以前所學(xué)的知識理解的不夠深刻，對知識點掌握的不夠牢靠等，我以后會好好注意這方面。對我個人而言，知識上的收獲重要，但能力上的提高上更為可喜。在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師和劉老師的熱心指導(dǎo)。在老師的啟發(fā)下，使我自己少走彎路，使自己才能順利的完成此次畢業(yè)設(shè)計。在我以后的工作中，我一定更加努力的學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮 16自己的優(yōu)勢和特長。參考文獻1 何蘇勤，王忠勇. tms320c2000 系列 dsp 原理及實用技術(shù). 北京:電子工業(yè)出版社，2003. 2 江思敏等. tms320lf240 x dsp 硬件開發(fā)教程. 北京：機械工業(yè)出版

31、社，2003. 3 清源科技. tms320lf240 x dsp 應(yīng)用程序設(shè)計教程. 北京：機械工業(yè)出版社，2003. 4 胡廣書，崔子經(jīng). 數(shù)字信號處理一門正在蓬勃發(fā)展的新學(xué)科. 電子科技導(dǎo)報，1995 年第 1 期.5 鄒傳云，敖發(fā)良，張得琨. dsp 微處理器的基礎(chǔ)特征. 電子科技導(dǎo)報，1995 年第 11 期.6 王天祥. 數(shù)字信號處理器（dsp）及其支持芯片的選擇 . dsp 開發(fā)與應(yīng)用，1996 年第 1 期.7 張雄偉.，陳亮，徐光輝. dsp 集成開發(fā)與應(yīng)用實例. 北京:電子工業(yè)出版社，2002. 17附錄 a：源代碼（1）iir.c#define signal_sample

32、_f 25000 #define pi 3.1415926 double fs,nlpass,nlstop,nhpass,nhstop,a3,b3,x,y; void biir2lpdes(double fs, double nlpass, double nlstop, double a, double b); void biir2lpdes(double fs, double nlpass, double nlstop, double a, double b) int i,u,v; double wp,omp,gsa,t; wp=nlpass*2*pi; omp=tan(wp/2.0); gsa=omp*omp; for (i=0; i=2; i+) u=i%2; v=i-1; ai=gsa*pow(2,u)-sqrt(2)*omp*v+pow(-2,u); for (i=0; i=2; i+) u=i%2; bi=gsa*pow(2,u); t=a0; for (i=0; i=2; i+) ai=ai