《DSP硬件電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)FIR濾波器的DSP實(shí)現(xiàn)

1、dsp硬件電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)濾波器的dsp實(shí)現(xiàn)一、 設(shè)計(jì)課題濾波器的實(shí)現(xiàn)二、 設(shè)計(jì)目的 掌握數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)過程。 了解fir的原理和特性。 熟悉設(shè)計(jì)fir數(shù)字濾波器的原理和方法。 學(xué)習(xí)fir濾波器的dsp實(shí)現(xiàn)原理。 學(xué)習(xí)使用ccs的波形觀察窗口觀察輸入/輸出信號(hào)波形和頻譜變化情況。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容濾波器結(jié)構(gòu)圖在數(shù)字信號(hào)處理中，濾波占有極其重要的地位。數(shù)字濾波是語音處理、圖像處理、模式識(shí)別、頻譜分析等應(yīng)用的基本處理算法。用芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波除了具有穩(wěn)定性好、精確度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)外，還具有靈活性好等特點(diǎn)。通過matlab來設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器，對(duì)它進(jìn)行模擬仿真確定fir濾波器系數(shù)；用dsp匯

2、編語言及c語言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)fir運(yùn)算，對(duì)產(chǎn)生的合成信號(hào)，濾除信號(hào)中高頻成分，觀察濾波前后的波形變化。四、 設(shè)計(jì)原理fir濾波器的設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)設(shè)計(jì)法和頻率抽樣設(shè)計(jì)法，其中窗函數(shù)設(shè)計(jì)法是最基本的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)fir濾波器中，一個(gè)最重要的計(jì)算就是加窗，比較常用的窗函數(shù)有矩形窗、hanning窗、hamming窗、blackman窗、kaiser窗等。用窗函數(shù)設(shè)計(jì)fir濾波器的步驟為：(1)根據(jù)對(duì)過渡帶寬及阻帶衰減要求，選擇窗函數(shù)的類型并估計(jì)窗口長度n。(2)根據(jù)待求濾波器的理想頻率響應(yīng)求出單位脈沖響應(yīng)hd(n)。(3)計(jì)算濾波器的單位脈沖響應(yīng)h(n)。(4)驗(yàn)算技術(shù)指標(biāo)是否滿足要求。如果

3、不滿足要求，可根據(jù)具體情況，調(diào)整窗函數(shù)類型和長度，重復(fù)前面步驟，直到滿足要求為止。頻率樣本法目前有兩種設(shè)計(jì)方法，第一種直接用上面的基本思想，對(duì)逼近誤差不加任何限制；也就是說無論設(shè)計(jì)所得的誤差有多大我們都接受，這種方法叫樸素設(shè)計(jì)法。第二種方法則通過改變過渡帶的樣本值，努力使阻帶中的誤差極小化，以便產(chǎn)生一個(gè)較好的設(shè)計(jì)，這種方法叫最優(yōu)設(shè)計(jì)法?？删幊蘢sp芯片的開發(fā)需要一整套完整的軟硬件開發(fā)工具。通常，dsp芯片的開發(fā)工具可以分為代碼生成工具和代碼調(diào)試工具。代碼生成工具程序主要包括以下幾種類型的程序：c編譯器；匯編器和鏈接器；輔助程序，如文檔管理程序和代碼格式轉(zhuǎn)換程序等；庫文件；rts頭文件。開發(fā)ds

4、p芯片，調(diào)試工具是必不可少的，tms320系列dsp芯片的系統(tǒng)集成和調(diào)試工具主要有：c/匯編語言源碼調(diào)試器；初學(xué)者工具dsk；軟件模擬器(simulator)；評(píng)價(jià)模塊evm；軟件開發(fā)系統(tǒng)swds；仿真器xds；集成開發(fā)環(huán)境ccs是一種集成代碼調(diào)試工具，可以使開發(fā)設(shè)計(jì)人員不必在dos窗口鍵入大量的命令及參數(shù)，ccs集成的調(diào)試工具使調(diào)試程序一目了然，大量的觀察窗口使程序編寫與修改得心應(yīng)手。ccs的引入，大大縮短了dsp的開發(fā)進(jìn)程，開發(fā)成本也降低了很多。五、 設(shè)計(jì)過程（一） 設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器參數(shù)：階數(shù) 根據(jù)給給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，由中的函數(shù)產(chǎn)生濾波器系數(shù) f=0 0.35 0.4 1; m=1 1 0

5、 0 ; b=fir2(39,f,m)b = columns 1 through 9 -0.0007 0.0003 0.0014 0.0010 -0.0016 -0.0038 -0.0008 0.0064 0.0081 columns 10 through 18 -0.0030 -0.0169 -0.0118 0.0162 0.0353 0.0083 -0.0515 -0.0689 0.0247 columns 19 through 27 0.2051 0.3523 0.3523 0.2051 0.0247 -0.0689 -0.0515 0.0083 0.0353 columns 28 th

6、rough 36 0.0162 -0.0118 -0.0169 -0.0030 0.0081 0.0064 -0.0008 -0.0038 -0.0016 columns 37 through 400.0010 0.0014 0.0003 -0.0007接著觀察濾波器的幅頻、相頻特性 freqz(b,512,1000) 匯編源程序.titlefir.asm .mmregs .bssy,1k_fir_bffr .set40pa0 .set0pa1 .set1fir_coff_table .usectfir_coff,40d_data_buffer .usectfir_bfr,40 .dataco

7、ff_fir_start: .word-7*32768/10000,3*32768/10000 .word14*32768/10000,10*32768/10000 .word-16*32768/10000,-38*32768/10000.word-8*32768/10000,64*32768/10000 .word81*32768/10000,-30*32768/10000 .word-169*32768/10000,-118*32768/10000 .word162*32768/10000,353*32768/10000 .word83*32768/10000,-515*32768/100

8、00.word-689*32768/10000,247*32768/10000 .word2051*32768/10000,3523*32768/10000.word3523*32768/10000,2051*32768/10000.word247*32768/10000,-689*32768/10000.word-515*32768/10000,83*32768/10000.word353*32768/10000,162*32768/10000.word-118*32768/10000,-169*32768/10000.word-30*32768/10000,81*32768/10000.w

9、ord64*32768/10000,-8*32768/10000.word-38*32768/10000,-16*32768/10000.word10*32768/10000,14*32768/10000.word3*32768/10000,-7*32768/10000.text.deffir_init.deffir_taskfir_init: ssbxfrct stm#fir_coff_table,ar5 rpt#k_fir_bffr-1 mvpd#coff_fir_start,*ar5+ stm#d_data_buffer,ar4 rptza,#k_fir_bffr-1 stla,*ar4

10、+ stm#(d_data_buffer+k_fir_bffr-1),ar4 stm#(fir_coff_table+k_fir_bffr-1),ar5 stm#-1,ar0 ldd_data_buffer,dp portrpa1,d_data_bufferfir_task: stm#k_fir_bffr,bk rptza,#k_fir_bffr-1 mac*ar4+0%,*ar5+0%,a stha,y portwy,pa0 bdfir_task portrpa1,*ar4+0%.end鏈接命令文件：memory page 0:eprom : org=0e000hlen=1000hvecs

11、:org=0ff80hlen=0080h page 1:spram :org=0060hlen=0020hdaram :org=0080hlen=1380hsections.text : eprompage 0.vectors: vecspage 0.data : eprampage 0.bss: sprampage 1fir_bfr : align(128) daram page 1fir_coff : align(128) daram page 1以文件的形式加載輸入信號(hào)，觀察波形得：時(shí)域波形頻域波形經(jīng)過所設(shè)計(jì)的低通濾波器后，載觀察波形：時(shí)域波形頻域波形通過波形的對(duì)比可以看出，經(jīng)過設(shè)計(jì)的低

12、通濾波器后，輸入信號(hào)中超過通帶截止頻率的部分被濾除了，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的，滿足指標(biāo)的要求。（二） 用語言和匯編語言混合編程實(shí)現(xiàn)低通濾波器 程序fir.asm.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,

13、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 retfir55.c#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 2

14、56int data_inbufer_l;int outbufer_l ;int firout;int xcoff_l+1;int k=0;int bufer=bufer_l;extern int fir(int *,int);extern int init(int *,int);extern int outdata(int *,int,int);void inputwave();void main()inputwave();init(x,bl);while(1)x0=data_ink;firout=fir(x,bl);outdata(out,firout,bufer);k+;if(k=buf

15、er_l)k=0;void inputwave()float wt1;float wt2;int i;for(i=0;irom page 0 .data rom page 0 .bss ram page 0 .const ram page 0 .sysmem ram page 0 .stack ram page 0 .sysstack ram page 0 .switch ram page 0 .cinit ram page 0 .pinit ram page 0 .vectors vecs page 0 .ioport ioport page 2 信號(hào)波形輸入信號(hào)時(shí)域波形輸入信號(hào)的頻域波形輸

16、出信號(hào)的時(shí)域波形輸出信號(hào)的頻域波形同樣，通過觀察波形的變化，也可以看出低通濾波器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行的處理。六、 設(shè)計(jì)總結(jié)硬件電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)過程是短暫的，但是給我們指引了學(xué)習(xí)的方向。通過課程設(shè)計(jì)，更好的將理論和實(shí)際相結(jié)合了起來，更好的掌握了知識(shí)。在設(shè)計(jì)濾波器中，首先是利用計(jì)算濾波器參數(shù)，對(duì)于先前已經(jīng)有了一些學(xué)習(xí)，但在運(yùn)用中還不是得心應(yīng)手，有許多的功能不知道如何使用，這樣一個(gè)強(qiáng)大的工具我們必須熟練的掌握，但現(xiàn)在的差距還很遠(yuǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)。由于課時(shí)較短，對(duì)于知識(shí)的消化吸收不夠，使得在對(duì)進(jìn)行編程時(shí)困難重重，對(duì)于程序結(jié)構(gòu)的理解還不夠全面，匯編指令還不能夠熟練地掌握、運(yùn)用，尤其是在連接命令文件的編寫中

17、，存在較大的問題。在芯片的學(xué)習(xí)過程中，是非常重要的軟件工具，但是對(duì)于這個(gè)軟件的掌握程度是很不令人滿意的，功能的使用還有很大的欠缺。通過課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深了堵濾波器原理的理解，也在實(shí)際操作過程中熟練了一些和的運(yùn)用，雖然成果不是很豐碩，但畢竟有了一定的進(jìn)步，努力肯定是有回報(bào)的。在專業(yè)課的學(xué)習(xí)中肯定會(huì)遇到各種各樣的問題，有些問題是比較難以解決的，這就要求我們要有鉆研的精神，更要有耐心，持之以恒，迎難而上，最終戰(zhàn)勝困難，解決問題。課程設(shè)計(jì)是重要看學(xué)習(xí)過程，在課設(shè)中我們可以學(xué)到很多，也可以發(fā)現(xiàn)在理論學(xué)習(xí)中難以發(fā)現(xiàn)的一些問題，更好的掌握知識(shí)ut2apodfxxc02gybkskcww97mrqqwhoj

18、5tl15zt6jipyytycummtarp3v1n5luizi3xh3bhwyreko8d9g7nmzqowpjetldrw08gvs8dsdqqygc3ce7moo2tlf0jf1gk74iuxybmtivr97ckrfvqult5fn2t6mpjr6rbzvpsortzvij5nb5ndvvsr4iwr1twlfkglspzuhrjq3cmzu98euouijdlszqpmvrw9zkupxf8wfug9l2g9277g2rtipa1ypczeuqxpkbhtvdcooqozxuz3vjrzmocijym62zchmeootyes8ebmm932tbz2yo09rtszeys8zrd2

19、yktj8l6jeazvajnfbtrylvsm6ofbftoxvrffn7owiygjlamkunxjybz5rrb7r4vsur9zpfzfmfsjhcfca37lnw2vvlrkn7r8psz1bn6oric5hu5z6hcxayqynpog8duybawqsl20csg06dh2sm8hltgpkicskrgopdpuhbj1lmpk7lydvc6nnmwl3fwhzftfvyaary7lhssxj10v3ph3y19bxyr77ib7cpzsu2tijqe3hkqkkau9kskcphkxuikvvyjzpg2yijrkqfbggovyqkuxnwi9omnjtt6qilzxtyrf

20、7d20fbmabcfiixrqkusvnxbppfuxyq1fjskfsubkgs2duvqc9sz4jkbgn4qqv66pyoarjurnfj3txyfclzieeptwfjthpheipdfnqnr2hjqkv2dzwtmpdjqkbcxmovdsjqctjagjmdlskpgad2s0h0vmzgaht36gyuez7umank1ndreubeqdgrx0venqgnsyib2ilq3siqrnl4m56t7z8y8da5k0kupn5nzg4jvjdtffhyt82aogqkxo4vblmleiy2p7hthbho07rcfttxodydppdtqso7wxd0j6fkklgm4w

21、odzplhtrr2xgqn13hqy59zu1gegdyqnihntavsieuefqcyfucjwd3vk5i7ykmhundmiz ut2apodfxxc02gybkskcww97mrqqwhoj5tl15zt6jipyytycummtarp3v1n5luizi3xh3bhwyreko8d9g7nmzqowpjetldrw08gvs8dsdqqygc3ce7moo2tlf0jf1gk74iuxybmtivr97ckrfvqult5fn2t6mpjr6rbzvpsortzvij5nb5ndvvsr4iwr1twlfkglspzuhrjq3cmzu98euouijdlszqpmvrw9zkupxf8wfug9l2g9277g2rtipa1ypczeuqxpkbhtvdcooqozxuz3vjrzmocijym62zchmeo