有限沖擊響應(yīng)FIR_濾波器的設(shè)計(jì)完美版

1、太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院 課程設(shè)計(jì)裝訂線專業(yè)班級 學(xué)號 姓名 成績 有限沖擊響應(yīng)FIR 濾波器的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的1、掌握數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)過程；2、了解FIR 的原理和特性；3、熟悉設(shè)計(jì)FIR 數(shù)字濾波器的原理和方法；4、學(xué)習(xí)FIR 濾波器的DSP 實(shí)現(xiàn)原理；5、學(xué)習(xí)使用ccs 的波形觀察窗口觀察輸入、輸出信號波形和頻譜變化情況。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、通過MATLAB 來設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器，對它進(jìn)行模擬仿真確定FIR 濾波器系數(shù)；2、用DSP 匯編語言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)FIR 運(yùn)算，對產(chǎn)生的合成信號，濾除信號中高頻成分，觀察其濾波前后的波型變化。三、設(shè)計(jì)原理 濾波器就是在時(shí)間域或頻域內(nèi)，對已知激勵產(chǎn)生規(guī)定

2、響應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。使其能夠從信號中提取有用的信號，抑制并衰減不需要的信號，濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上就是對提出的要求給出相應(yīng)的性能指標(biāo)再通過計(jì)算，使物理可實(shí)現(xiàn)的實(shí)際濾波器響應(yīng)特性逼近給出的頻率響應(yīng)特性。 FIR 數(shù)字濾波器是一種非遞歸系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為： H (z) =Y(Z)/X(Z)=b(n)z-n由此可得到系統(tǒng)的差分方程為：y（n ) = h ( i ) x ( n -i) 其激響應(yīng)h（n）是有限長序列，它其實(shí)就是濾波器系數(shù)向量b ( n ) , N 為FIR 濾波器的階數(shù) 在數(shù)字信號處理應(yīng)用中往往需要設(shè)計(jì)線性相位的濾波器，F(xiàn)IR 濾波器在保證幅度特性滿足技術(shù)要求的同時(shí)，易做到嚴(yán)格的線性相位特性。為了

3、使濾波器滿足線性相位條件，要求其單位脈沖響應(yīng)h(n)為實(shí)序列，且滿足偶對稱或奇對稱條件，即h ( n )=h(N-1-n)或h(n)=h(N-1-n)。這樣，當(dāng)N 為偶數(shù)時(shí)，偶對稱線性相位F 訊濾波器的差分方程表達(dá)式為 Y(n)= h ( i ) (x ( n -i)+x(N-1-n-i) 由上可見，F(xiàn)IR 濾波器不斷地對輸入樣本x(n)延時(shí)后，再做乘法累加算法，將濾波器結(jié)果y(n)輸出。因此，F(xiàn)IR 實(shí)際上是一種乘法累加運(yùn)算。而對于線性相位FIR 而言，利用線性相位FIR 濾波器系數(shù)的對稱特性，可以采用結(jié)構(gòu)精簡的FIR 結(jié)構(gòu)將乘法器數(shù)目減少一半。 FIR濾波器的單位脈沖h(n)是一個(gè)有限長序

4、列。若h(n)為實(shí)數(shù)，且滿足偶對稱或是奇對稱的條件，則FIR濾波器具有相位特性，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：FIR濾波器無反饋回路，是一種無條件穩(wěn)定系統(tǒng)。四、總體方案設(shè)計(jì) 1、有給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，濾波器系數(shù)可由MATLAB中的函數(shù)產(chǎn)生。 2、在CCS中采用匯編源程序來實(shí)現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器 步驟1）：創(chuàng)建工程文件project/new/myproject 保存時(shí)加后綴。2）：在file/new/sourcefile進(jìn)行匯編語言并將其添加到工程文件。3）：編譯 匯編 鏈接project/build生成out文件。4）：file/load program。5）：執(zhí)行文件。五、主要參數(shù) 濾波器階數(shù)

5、為17 , a1=a15=0,a2=a14=158,a3=a13=264,a4=a12=-290，a5=a11=-1406,a6=a10=3187,a7=a9=9287,a8=12272。六、設(shè)計(jì)步驟1、啟動CCS ，在CCS 中建立一個(gè)匯編源文件、建立一個(gè)C 源文件和一個(gè)命令文件，并將這三個(gè)文件添加到工程，再編譯并裝載程序。2、設(shè)置波形時(shí)域觀察窗口，得到其濾波前后波形變化圖；3、設(shè)置頻域觀察窗口，得到其濾波前后頻譜變化圖。七、源程序1、匯編源文件;一個(gè)FIR濾波器源程序 fir.asm.mmregs.global start.def start,_c_int00 INDEX .set 1KS

6、.set 256 ;模擬輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小N .set 17 COFF_FIR.sect "COFF_FIR"FIR濾波器系數(shù).word 0.word 158.word 264.word -290.word -1406.word -951.word 3187.word 9287.word 12272.word 9287.word 3187.word -951.word -1406.word -290.word 260.word 158.word 0 .dataINPUT .copy "firin.inc" ;模擬輸入在數(shù)據(jù)存儲區(qū)0x2400OUTPUT.

7、space1024 ;輸出數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)區(qū)0x2500;FIR_DP.usect"FIR_VARS",0;D_FIN.usect"FIR_VARS",1;D_FOUT.usect"FIR_VARS",1 COFFTAB .usect"FIR_COFF",NDATABUF.usect"FIR_BFR",NBOS.usect"STACK",0FhTOS.usect"STACK",1 .text.asgAR0,INDEX_P.asgAR4,DATA_P;輸入數(shù)據(jù)x(

8、n)循環(huán)緩沖區(qū)指針.asgAR5,COFF_P;FIR系數(shù)表指針.asg AR6,INBUF_P ;模擬輸入數(shù)據(jù)指針 .asgAR7,OUTBUF_P;FIR濾波器輸出數(shù)據(jù)指針_c_int00b start nopnopstart: ssbx FRCT STM #COFFTAB,COFF_PRPT #N-1 ;將FIR系數(shù)從程序存儲器移動MVPD#COFF_FIR,*COFF_P+;到數(shù)據(jù)存儲器STM#INDEX,INDEX_PSTM#DATABUF,DATA_PRPTZA,#N-1STLA,*DATA_P+;將數(shù)據(jù)循環(huán)緩沖區(qū)清零STM#(DATABUF+N-1),DATA_P ;數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指

9、針指向xn-(N-1)STM#COFFTAB,COFF_P;FIR_TASK: STM#INPUT,INBUF_P STM #OUTPUT,OUTBUF_P STM#KS-1,BRC RPTBDLOOP-1 STM#N,BK;FIR循環(huán)緩沖區(qū)大小 LD*INBUF_P+,A;裝載輸入數(shù)據(jù)FIR_FILTER: STLA,*DATA_P+% RPTZA,N-1 MAC*DATA_P+0%,*COFF_P+0%,A STHA,*OUTBUF_P+LOOP:EENDB EEND .end2、鏈接程序fir.obj-m fir.map-ofir.outMEMORYPAGE 0: ROM1(RIX):O

10、RIGIN=0080H,LENGTH=100H PAGE 1: INTRAM1(RW) :ORIGIN=2400H,LENGTH=0200H INTRAM2(RW) :ORIGIN=2600H,LENGTH=0100H INTRAM3(RW) :ORIGIN=2700H,LENGTH=0100H B2B(RW):ORIGIN=0070H,LENGTH=10H SECTIONS .text :>ROM1PAGE 0 .data : >INTRAM1 PAGE 1 FIR_COFF: >INTRAM2 PAGE 1 FIR_BFR : >INTRAM3 PAGE 1 .st

11、ack : >B2B PAGE 1 3、執(zhí)行程序- - - -0000:0080 FIR.ASM:46:75$, _text_, .text, _c_int00- - - - - - -0000:0084 start- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -0000:0095 FIR_TASK- - - - - - - - - - - - - - - - - - -0000:00A0 FIR_FILTER- - - - - - - - - -0000:00A5 EEND, LOOP- - - -0000:00A7 COFF_FIR, etext, _etext_- - - -八、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1、設(shè)置波形時(shí)域觀察窗口，得到其濾波前后波形變化圖濾波前的波形輸入濾波前的波形輸出2、設(shè)置頻域觀察窗口，得到其濾波前后頻譜變化圖濾波前頻譜圖濾波后頻譜圖九、設(shè)計(jì)總結(jié)在這次DSP課程設(shè)計(jì)中，我受益匪淺！這期間學(xué)到了更多CCS軟件的知識，同時(shí)也對這個(gè)軟件的操作更加熟悉。用DSP 實(shí)現(xiàn)FIR數(shù)字濾波,具有穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、靈活性好、不受環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)。在完成這個(gè)設(shè)計(jì)的過程中我遇到了好多操作問題，好多次都想放棄，因?yàn)橛辛死蠋煹南ば闹笇?dǎo)和同學(xué)的熱心幫助，才能堅(jiān)持把它完成了！這也使我意識