基于DSP系統(tǒng)的數(shù)字濾波器嵌入式設(shè)計說明

1、 PAGE24 / NUMPAGES31 DSP嵌入式通信系統(tǒng)課程設(shè)計報告題 目：基于DSP系統(tǒng)的數(shù)字濾波器嵌入式設(shè)計 專 業(yè)： 通信工程 班 級： 通信XXX 2011年 12 月 31 日DSP嵌入式通信系統(tǒng)課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的目的DSP嵌入式通信系統(tǒng)課程設(shè)計是專業(yè)實踐環(huán)節(jié)之一，是學(xué)習(xí)完DSP技術(shù)與應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)課程后進(jìn)行的一次全面的綜合練習(xí)。其目的讓學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本技術(shù)，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。二、課程設(shè)計任務(wù) 課程設(shè)計一、基于DSP系統(tǒng)數(shù)字濾波器嵌入式設(shè)計課程設(shè)計二、基于DSP系統(tǒng)快速傅里葉變換嵌入式設(shè)計課程設(shè)計三、基于DSP系統(tǒng)語音編碼系統(tǒng)嵌入式設(shè)計課程設(shè)計四、基于D

2、SP系統(tǒng)A/D與D/A與DSP的接口嵌入式設(shè)計課程設(shè)計五、基于DSP系統(tǒng)計時器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計共5個課題選擇，學(xué)生任選一個課題為自己的課程設(shè)計題目，獨立完成；具體容按方向分別進(jìn)行，不能有雷同；任務(wù)包括原理介紹、系統(tǒng)仿真、波形分析等；要求按學(xué)校統(tǒng)一的課程設(shè)計規(guī)撰寫一份設(shè)計說明書。三、課程設(shè)計時間課程設(shè)計總時間2周（10個工作日）四、課程設(shè)計說明書撰寫規(guī)1、在完成任務(wù)書中所要求的課程設(shè)計作品和成果外，要撰寫課程設(shè)計說明書1份 (不少于20000字)。課程設(shè)計說明書須每人一份，獨立完成。2、設(shè)計說明書應(yīng)包括封面、任務(wù)書、目錄、摘要、正文、參考文獻(xiàn)(資料)等容，以與附圖或附件等材料。正文包括硬件設(shè)計的

3、原理框圖和原理圖、軟件設(shè)計的程序流程圖和具體程序以與實現(xiàn)算法，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該解決的關(guān)鍵問題、結(jié)束語或總結(jié)等。3、題目字體用小三，黑體，正文字體用五號字，宋體，小標(biāo)題用四號與小四，宋體，并用A4紙打印。目錄摘要I前沿11、嵌入式實時操作系統(tǒng) C/OS-簡介12、DSP系統(tǒng)簡介2第一章、硬件設(shè)計3設(shè)計思路和原理框圖32、采用的芯片功能介紹63、原理圖7第二章、軟件設(shè)計11設(shè)計思路11程序的流程圖123、具體程序13第三章、系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)解決的關(guān)鍵問題21第四章、設(shè)計心得23參考文獻(xiàn)24摘 要DSP是一門涉與許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)60年代以來，隨著DSP和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)

4、字信號處理技術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。DSP由于其本身具有并行的硬件乘法器、流水結(jié)構(gòu)以與快速的片存儲器等資源，其技術(shù)已廣 泛地應(yīng)用于噪聲與振動的各個領(lǐng)域.本文簡單介紹了基于DSP的數(shù)字濾波器嵌入式設(shè)計。文本簡單分析了數(shù)字濾波器的基本原理，詳細(xì)討論了如何利用MATLAB、ADS、CCS等系統(tǒng)工具來實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器的仿真。并且通過對數(shù)字濾波器的工作原理和數(shù)字濾波器的程序設(shè)計流程圖，確定了編寫思路，寫出了源代碼，利用學(xué)習(xí)工具多源代碼進(jìn)行編譯、仿真。本文對TMS320C54x芯片作了一系列簡單的描述。 本文前沿部分介紹了嵌入

5、式實時操作系統(tǒng) C/OS- II和DSP系統(tǒng)；正文第一部分是硬件設(shè)計，介紹了課程設(shè)計的硬件設(shè)計思路和原理框圖，以與介紹采采用的芯片以與硬件原理圖等；第二部分是軟件設(shè)計，里面包含了設(shè)計思路、程序的流程圖和具體程序等；第三部分分析了系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)解決的關(guān)鍵問題 ；最后就是設(shè)計新的和參考文獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：FTR數(shù)字濾波器;DSP;TMS320C54x；MATLAB;嵌入式ABSTRACTDSP is a involves many subjects and widely used in many areas of new discipline. Since the 1960 s, along with DS

6、P and the rapid development of information technology, digital signal processing technology and the development of the rapid arises at the historic moment. In the past twenty years, digital signal processing has been in communication and other areas to be extremely extensive application. DSP because

7、 its itself has parallel hardware on time-multiplier, running water structure and fast in memory of resources, the technology has been widely applied in the noise and vibration in various fields. This paper briefly introduced the digital filter based on DSP embedded design.Text simple analysis digit

8、al basic principle of the filter, detailed discusses how to use MATLAB, ADS, CCS system tool to achieve the FIR digital filters simulation. And through the work principle of digital filter and digital filter program design flow chart, determined the writing ideas, wrote the source code, and the use

9、of learning tools more compile the source code, and the simulation. In this paper, the TMS320C54x chip of simple description.This paper introduces the front part of the embedded real-time operating system C/OS-II and DSP system; The first part of the text is hardware design, this paper introduces th

10、e hardware design of the curriculum design of idea and principle block diagram, and introduces the hardware and the chip in principle chart, etc.; The second part is the software design, contains the design idea, the program flow chart and specific procedures; The third part of the analysis of the s

11、ystem design of the key problems that should be solved; The last is to design new and references.Keywords: FTR digital filter; DSP; TMS320C54x; MATLAB; embedded?；贒SP系統(tǒng)的數(shù)字濾波器嵌入式設(shè)計前言嵌入式實時操作系統(tǒng) C/OS-簡介C/OS-是一個源碼開放的嵌入式實時操作系統(tǒng)的核。c/osii是著名的、源碼公開的實時核，是專為嵌入式應(yīng)用設(shè)計的，可用于各類8位、16位和32位單片機(jī)或dsp。從c/os算起0，該核已有10余年應(yīng)用史，在

12、諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 C/OS-II的前射是C/OS，最早出自于1992年美國嵌入式系統(tǒng)專家Jean J.Labrosse在嵌入式系統(tǒng)編程雜志的5月和6月刊上刊登的文章連載，并把C/OS的源碼發(fā)布在該雜志的BBS上。當(dāng)時就有500多人下載了這份源碼。世界上數(shù)以千計的工程技術(shù)人員將C/OS應(yīng)用到了各個領(lǐng)域，如照相機(jī)業(yè)、發(fā)動機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、高速公路系統(tǒng)、ATM機(jī)和工業(yè)機(jī)器人等。許多大學(xué)用C/OS作教材，用于實時系統(tǒng)教學(xué)。1998年，作者決定出版C/OS的第二本書C/OS-II The Real Time Kernel，并設(shè)立了正式的：. C/OS-II.，給C/OS-II增加了一些新的功

13、能，并且增加了約200頁的解釋。C/OS和C/OS-II是專門為計算機(jī)的嵌入式應(yīng)用設(shè)計的，絕大部分代碼是用C語言編寫的。CPU硬件相關(guān)部分是用匯編語言編寫的、總量約200行的匯編語言部分被壓縮到最低限度，為的是便于移植到任何一種其它的CPU上。許多移植的例可以從上得到。用戶只要有標(biāo)準(zhǔn)的ANSI的C交叉編譯器，有匯編器、連接器等軟件工具，就可以將C/OS嵌入到開發(fā)的產(chǎn)品中。C/OS具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實時性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性能等特點，最小核可編譯至2KB。C/OS-II已經(jīng)移植到了幾乎所有知名的CPU上。C/OS只支持固定優(yōu)先級搶占式，不支持時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度，調(diào)度方法簡單、實時性好，用法也簡

14、單；eCOS調(diào)度方法豐富，適應(yīng)性好。當(dāng)然，目前的eCOS只允許在其目標(biāo)系統(tǒng)中使用一個單獨的調(diào)度器，未來的版本將可以允許多個調(diào)度器協(xié)同工作。嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)至今已經(jīng)有30多年的歷史。縱觀嵌入式技術(shù)的發(fā)展過程，大致經(jīng)歷了四個階段。（1）無操作系統(tǒng)的嵌入式算法階段（2）簡單監(jiān)控式的實時操作系統(tǒng)階段（3）通用的嵌入式實時操作系統(tǒng)階段（4）以Internet為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)依托微電子技術(shù)、操作系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，目前已經(jīng)滲透到日常生活。工業(yè)生產(chǎn)、通信、交通運輸工具等眾多領(lǐng)域，極推進(jìn)了信息社會的構(gòu)建和發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)涵蓋了計算機(jī)、電子與通信、自動控制等眾多領(lǐng)域。作為一個完整的計算機(jī)系

15、統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)寶貨微處理器、存儲器、外圍電路等硬件結(jié)構(gòu)，以與操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序等軟件系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計算機(jī)系統(tǒng)，作為裝置或設(shè)備的一部分。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在ROM中的HYPERLINK :/baike.baidu /view/1258964.htm嵌入式處理器控制板。事實上，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備，如手表、微波爐、HYPERLINK :/baike.baidu /view/111680.htm錄像機(jī)、汽車等，都使用嵌入式系統(tǒng)，有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)，但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是是由單個程序?qū)崿F(xiàn)整個控制邏輯。一個嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成，嵌入

16、式計算機(jī)系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核心，由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層組成。執(zhí)行裝置也稱為被控對象，它可以接受嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的控制命令，執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務(wù)。執(zhí)行裝置可以很簡單，如手機(jī)上的一個微小型的電機(jī)，當(dāng)手機(jī)處于震動接收狀態(tài)時打開；也可以很復(fù)雜，如SONY 智能機(jī)器狗，上面集成了多個微小型控制電機(jī)和多種傳感器，從而可以執(zhí)行各種復(fù)雜的動作和感受各種狀態(tài)信息。2、DSP系統(tǒng)簡介數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing，簡稱DSP)是一門涉與許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)60年代以來，隨著計算機(jī)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

17、生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來處理現(xiàn)實信號的方法，這些信號由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。儀器、Freescale等半導(dǎo)體廠商在這一領(lǐng)域擁有很強(qiáng)的實力。數(shù)字信號處理器(DSP)作為一種可編程專用芯片，是數(shù)字信號處理理論實用化過程的重要技術(shù)工具，在語音處理、圖像處理等技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但對于算法設(shè)計人員來講，利用匯編語言或C 語言進(jìn)行DSP 功能開發(fā)，具有周期長、效率低的缺點，不利于算法驗證和產(chǎn)品的快速開發(fā)。由MathWorks 公司和TI 公司聯(lián)合開發(fā)的DSPMATLAB Link f

18、or CCS Development Tools(簡稱CCSLink)是MATLAB6.5 版本(Release13)中增加的一個全新的工具箱，它提供了MATLAB、CCS 和DSP 目標(biāo)板的接口，利用此工具可以像操作MATLAB變量一樣來操作DSP 器件的存儲器和寄存器，使開發(fā)人員在MATLAB 環(huán)境下完成對DSP 的操作，從而極提高DSP 應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)程。MATLAB 具有強(qiáng)大的分析、計算和可視化功能，利用MATLAB 提供的數(shù)十個專業(yè)工具箱，可以方便、靈活地實現(xiàn)對自動控制、信號處理、通信系統(tǒng)等的算法分析和仿真，是算法設(shè)計人員和工程技術(shù)人員必不可少的軟件工具。 數(shù)字信號處理系統(tǒng)是以數(shù)字

19、信號處理為基礎(chǔ)，因此具有數(shù)字處理的全部特點：（1）接口方便。DSP系統(tǒng)與其它以現(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，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)接口要容易的多。（2）編程方便。DSP系統(tǒng)種的可編程DSP芯片可使設(shè)計人員在開發(fā)過程中靈活方便地對軟件進(jìn)行修改和升級。（3）穩(wěn)定性好。DSP系統(tǒng)以數(shù)字處理為基礎(chǔ)，受環(huán)境溫度以與噪聲的影響較小，可靠性高。（4）精度高。16位數(shù)字系統(tǒng)可以達(dá)到的精度。（5）可重復(fù)性好。模擬系統(tǒng)的性能受元器件參數(shù)性能變化比較大，而數(shù)字系統(tǒng)基本上不受影響，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系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)性，便于

20、大規(guī)模集成。 數(shù)字信號處理的算法需要利用HYPERLINK :/baike.baidu /view/3314.htm計算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備如HYPERLINK :/baike.baidu /view/529231.htm數(shù)字信號處理器（DSP）和HYPERLINK :/baike.baidu /view/380272.htm專用集成電路（ASIC）等。數(shù)字信號處理技術(shù)與設(shè)備具有靈活、精確、抗干擾強(qiáng)、設(shè)備尺寸小、造價低、速度快等突出優(yōu)點，這些都是HYPERLINK :/baike.baidu /view/2510039.htm模擬信號處理技術(shù)與設(shè)備所無法比擬的。 數(shù)字信號處理的核心算法是離散傅立葉

21、變換(DFT)，是DFT使信號在數(shù)字域和頻域都實現(xiàn)了離散化，從而可以用HYPERLINK :/baike.baidu /view/1472448.htm通用計算機(jī)處理離散信號。而使數(shù)字信號處理從理論走向?qū)嵱玫氖荋YPERLINK :/baike.baidu /view/1006229.htm快速傅立葉變換(FFT)，F(xiàn)FT的出現(xiàn)大大減少了DFT的運算量，使實時的數(shù)字信號處理成為可能、極大促進(jìn)了該學(xué)科的發(fā)展。第一章、硬件設(shè)計1、設(shè)計思路和原理框圖（1）對數(shù)字濾波器的分析：數(shù)字濾波器是數(shù)字信號處理的重要環(huán)節(jié)，其實 質(zhì)是用有限精度算法實現(xiàn)的離散時間線性時不變系 統(tǒng)，從而完成對信號進(jìn)行濾波處理的功能。

22、具有可 靠性好、精度高和靈活性大等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于語 音、圖像處理、HDTV、模式識別和頻譜分析等方 面。數(shù)字濾波器根據(jù)其單位沖激響應(yīng)函數(shù)的時域 特性可分為2類:無限沖激響應(yīng)（IIR)濾波器和有限 沖激響應(yīng)(FIR)濾波器。FIR濾波器是有限長單位 沖激響應(yīng)濾波器，在結(jié)構(gòu)上是非遞歸型的。它可以 在幅度特性隨意設(shè)計的同時，保證精確嚴(yán)格的線性 相位，廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號處理。濾波器就是在時間域或頻域，對已知激勵產(chǎn)生規(guī)定響應(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)計實質(zhì)上就是對提出的要求給出相應(yīng)的性能指標(biāo)，再通過計算，使物理可實現(xiàn)的實際濾波器響應(yīng)特性逼近給出的頻率響應(yīng)

23、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：=由此可得到系統(tǒng)的差分方程為：FIR濾波器的結(jié)構(gòu)如下：bN-1bN-2b1b0 x(n-N+1)x(n-1)aZ-1Z-1Z-1X(n)y(n)其沖激響應(yīng)是有限長序列，它 濾波器系數(shù)向量,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，很容易做到嚴(yán)格的線性相位特性為了使濾波器滿足線性相位條件，要求其單位脈沖響應(yīng)為實序列，且滿足偶對稱或奇對稱條件，即或.這樣，當(dāng)N為偶數(shù)時，偶對稱線性相位FIR濾波器的差分方程表達(dá)為由上可見，F(xiàn)IR濾波器不斷地對輸入樣本延時后，再做乘法累

24、加運算，將濾波器結(jié)果輸出。因此，F(xiàn)IR實際上是一種乘法累加運算。而對于線性相位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。具體流程圖如下：2、采用的芯片功能介紹本次課程設(shè)計主要用到TMS320C54x芯片。C54x 包括8 條16 比特寬度的總線 ，一般而言，C54x 的存儲空間可達(dá)192K16 比特字，64K 程序空間，64K 數(shù)據(jù)空間，64KI/O 空間。依賴其并行的工藝特性和片上RAM 雙向訪問的性能，在一個機(jī)器周期，C54x 可以執(zhí)行4 條行并行存儲器操作：取指令，兩操作數(shù)讀，一操作數(shù)寫。使用片存儲器有三個優(yōu)點:高速執(zhí)行（不需要等待）,低開銷,低功耗。

25、C54x 有片ROM 、DARAM、 SARAM ，這些區(qū)域可以通過軟件配置到程序空間。當(dāng)?shù)刂仿湓谶@些區(qū)域，自動對這些區(qū)域進(jìn)行訪問，當(dāng)?shù)刂仿湓谶@些區(qū)域以外，自動產(chǎn)生對外部存儲器的訪問。C54x 包括：通用I/O 引腳，XF 和BIO；定時器；PLL 時鐘產(chǎn)生器；HPI 口8 比特或16 比特；同步串口；帶緩存串口BSP；多路帶緩存串口McBSP；時分復(fù)用串口TDM；可編程等待狀態(tài)產(chǎn)生器；可編程bank switching 模塊；外部總線接口；IEEE1149.1 標(biāo)準(zhǔn)JTAG 口 TMS320C54x引腳圖：3、原理圖 ADS程序運行圖：頻率響應(yīng)相位響應(yīng)FIR數(shù)字濾波器電路板：低通濾波器仿真圖

26、：幅頻響應(yīng)圖：第二章、軟件設(shè)計1、設(shè)計思路、利用MATLAB來確定FIR濾波器的參數(shù)；啟動CCS，在CCS中建立一個C源文件和一個命令文件，并將這兩個文件添加到工程再編譯并裝載程序；設(shè)置波形時域觀察窗口，得到濾波前后的波形變化圖；設(shè)置頻域觀察窗口，得到濾波前后的頻譜變化圖。算法分析：根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)的定義，單位沖擊響應(yīng)h（n）長度與N的FIR濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為：H（z）= FIR系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的差分方程為：y (n)=該公式就是線性時不變系統(tǒng)的卷積公式。 對該式進(jìn)行z變換可得到FIR濾波器的傳遞函數(shù)：H（z）=N階有限沖激響應(yīng)濾波器（FIR）公式：N=0,1,2.2、程序的流程圖CCS匯編程序流

27、程圖：3、具體程序CCS是TI推出的用于開發(fā)其DSP芯片的繼承 開發(fā)調(diào)試工具，集編輯、編譯、軟件仿真、硬件 調(diào)試與實時跟蹤等功能于一體,極方便了DSP 程序的設(shè)計與開發(fā),此外還提供圖形顯示功能,方便 用戶觀察特定地址的波形。在CCS中實現(xiàn)FIR低通濾波器，主要代碼如下：首先要添加工程 Project new.需向工程中添加vector. asm、fir. cmd和 rts. lib文件，完成后如圖：在工程試圖中volume1.c上雙擊，就可在CCS右邊窗口中看到源代碼：見附錄 （3）打開觀察窗口： 選擇菜單“View”“Graph”“Time/Frequency” 在彈出的圖形窗口中單擊鼠標(biāo)右

28、鍵，選擇“Clear Display”選擇菜單“View”、“Graph”、“Time/Frequency”進(jìn)行如下設(shè)置：-在彈出的圖形窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Clear Display”（4）設(shè)置斷點在標(biāo)號“fir_loop”下面的“NOP”語句設(shè)置軟件斷點（Toggle breakpoint）和探針（Toggle Probe Point）。選擇菜單“File”、“File I/O”；單擊“Add File”按鈕，選擇C:5416EDULabLab16-FIRlowpass64300.dat文件，單擊“打開”按鈕；在“Adress”中輸入d_filin，在“Length”中輸入1；在“Wa

29、rp Around”項前面加上選中符號；單擊“Add Probe Point”按鈕。單擊“Probe Point”列表中的“FIR.asm line 38”行；在“Connect”項選擇“FILE IN: C:.64300.dat”；單擊“Replace”按鈕；單擊“確定”按鈕。 單擊“確定”按鈕。（5）運行并觀察結(jié)果選擇“Debug”菜單的“Animate”項，或按F12鍵運行程序；觀察“Input”、“Output”窗口中時域圖形；觀察濾波效果；鼠標(biāo)右鍵單擊“Input”和“Output”窗口，選擇“Properties”項，設(shè)置“Display Type”為“FFT Magitude”，

30、再單擊“OK”按鈕結(jié)束設(shè)置；（6）仿真波形與結(jié)果分析應(yīng)用MATLAB設(shè)計FIR濾波器的主要任務(wù)就是根據(jù)給定的性能指標(biāo)設(shè)計一個，使其逼近這一指標(biāo)，進(jìn)而計算并確定濾波器的系數(shù)，再將所設(shè)計濾波器的幅頻響應(yīng)、相頻響應(yīng)曲線作為輸出，與設(shè)計要求進(jìn)行比較，對設(shè)計的濾波器進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計完成之后將得到的FIR濾波器的單位沖激響應(yīng)序列的各個參數(shù)值。1、濾波器的參數(shù)n=40，wp=0.3，ws=0.352、matlab系數(shù)產(chǎn)生：由f=0 0.3 0.35 1;m=1 1 0 0;b=fir2(39,f,m)得到matlab的系數(shù)為：b = Columns 1 through 11 0.0007 -0.0001 -0

31、.0012 -0.0017 -0.0001 0.0033 0.0050 0.0009 -0.0077 -0.0124 -0.0038Columns 12 through 22 0.0157 0.0274 0.0113 -0.0300 -0.0607 -0.0335 0.0691 0.2087 0.3090 0.3090 0.2087Columns 23 through 33 0.0691 -0.0335 -0.0607 -0.0300 0.0113 0.0274 0.0157 -0.0038 -0.0124 -0.0077 0.0009 Columns 34 through 40 0.0050

32、 0.0033 -0.0001 -0.0017 -0.0012 -0.0001 0.0007頻域波形：濾波前的頻域波形濾波后的頻域波形 由頻域圖可得：濾波前的頻域圖會出現(xiàn)兩個帶尖峰的圖像,而濾波后的波形只會出現(xiàn)一個帶尖峰圖像，而且是出現(xiàn)在低頻部分，說明信號經(jīng)過濾波器后，將信號中的高頻成分濾除掉了。（2）匯編源程序：.title FIR.ASM .mmregs .bss y,1K_FIR_BFFR .set 40PA0 .set 0PA1 .set 1FIR_COFF_TABLE .usect FIR_COFF, 40D_DATA_BUFFER .usect FIR_BFR , 40 .data

33、COFF_FIR_START .word 7*32768/10000, -1*32768/10000 ;b0,b1 .word -12*32768/10000, -17*32768/10000 ;b2,b3 .word -1*32768/10000, 33*32768/10000 ;b4,b5 .word 50*32768/10000, 9*32768/10000 ;b6,b7 .word -77*32768/10000, -124*32768/10000 ;b8,b9 .word -38*32768/10000, 157*32768/10000 ;b10,b11 .word 274*3276

34、8/10000, 113*32768/10000 ;b12,b13 .word -300*32768/10000, -607*32768/10000 ;b14,b15 .word -335*32768/10000, 691*32768/10000 ;b16,b17 .word 2087*32768/10000, 3090*32768/10000 ;b18,b19 .word 3090*32768/10000, 2087*32768/10000 ;b20,b21 .word 691*32768/10000, -335*32768/10000 ;b22,b23 .word -607*32768/1

35、0000, -300*32768/10000 ;b24,b25 .word 113*32768/10000, 274*32768/10000 ;b26,b27 .word 157*32768/10000, -38*32768/10000 ;b28,b29 .word -124*32768/10000, -77*32768/10000 ;b30,b31 .word 9*32768/10000, 50*32768/10000 ;b32,b33 .word 33*32768/10000, -1*32768/10000 ;b34,b35 .word -17*32768/10000, -12*32768

36、/10000 ;b36,b37 .word -1*32768/10000, 7*32768/10000 ;b38,b39 .text .def FIR_INIT .def FIR_TASKFIR_INIT: SSBX FRCT STM #FIR_COFF_TABLE,AR5 RPT #K_FIR_BFFR-1 MVPD #COFF_FIR_START,*AR5+ STM #D_DATA_BUFFER,AR4 RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1 STL A,*AR4+ STM #(D_DATA_BUFFER+K_FIR_BFFR-1),AR4 STM #(FIR_COFF_TABLE+K_

37、FIR_BFFR-1),AR5 STM #-1,AR0 LD D_DATA_BUFFER,DP PORTR PA1,D_DATA_BUFFERFIR_TASK: STM #K_FIR_BFFR,BK RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1MAC *AR4+0%,*AR5+0%,A STH A,yPORTW y,PA0 BD FIR_TASK PORTR PA1,*AR4+0%.end(3)、匯編源程序的命令文件：MEMORY PAGE 0: EPROM: org=0E000H len=1000H VECS: org=0FF80H len=0080H PAGE 1: SPRAM: org=00

38、60H len=0020H DARAM: org=0080H len=1380H SECTIONS .text : EPROM PAGE 0.text : VECS PAGE 0.data : EPROM PAGE 0.bss : SPRAM PAGE 1FIR_BFR : align(128) DARAM PAGE 1FIR_COFF : align(128) DARAM PAGE 1 時域波形：濾波前的時域波形濾波后的時域波形 由時域圖可得：濾波前的時域圖是帶很多毛刺不規(guī)則的正弦波，而濾波后的波形是平滑的等幅正弦波且波形振幅相對濾波前的最大振幅有所減小。第三章、系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)解決的關(guān)鍵問題設(shè)計

39、時須注意，c語言和匯編語言的混合編程 需要兼顧c程序和匯編程序各自的代碼和數(shù)據(jù)塊的 存儲空間分配，通過設(shè)計編寫連接器命令文件，即 cmd文件將匯編生成的可以重新定位的COFF目標(biāo) 模塊組合成一個可以執(zhí)行的COFF目標(biāo)模塊即可。 該原理應(yīng)用于自行研制的嵌入式網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)中，可進(jìn)行實時濾波處理，效果良好。4結(jié)語系類和數(shù)據(jù)類，這種分類、存儲的方法能方便產(chǎn)品 設(shè)計、工藝設(shè)計人員提取所需信息，并為制造質(zhì)量 信息后期研究提供有效支持。MATLAB并不執(zhí)行任意目錄下的M文件，它只執(zhí)行當(dāng)前目錄和MATALB路徑中的命令和函數(shù)。當(dāng)MATLAB接收到一個命令首先檢查是否為命令窗口里面的常量灬變量，然后檢查

40、當(dāng)前工作目錄M文件名，再依次按路徑隊列搜索攜在后面的同名M文件得不到執(zhí)行，使用工具欄里面的路徑瀏覽器可查看到搜索路徑隊列，也可改變當(dāng)前工作目錄在搜索路徑中添加新目錄。作為一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)寶貨微處理器、存儲器、外圍電路等硬件結(jié)構(gòu)，以與操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序等軟件系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計算機(jī)系統(tǒng)，作為裝置或設(shè)備的一部分。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在ROM中的HYPERLINK :/baike.baidu /view/1258964.htm嵌入式處理器控制板。事實上，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備，如手表、微波爐、HYPERLINK :/baike.baidu /view/11168

41、0.htm錄像機(jī)、汽車等，都使用嵌入式系統(tǒng)，有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)，但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是是由單個程序?qū)崿F(xiàn)整個控制邏輯。一個嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成，嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核心，由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層組成。執(zhí)行裝置也稱為被控對象，它可以接受嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的控制命令，執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務(wù)。執(zhí)行裝置可以很簡單，如手機(jī)上的一個微小型的電機(jī)，當(dāng)手機(jī)處于震動接收狀態(tài)時打開；也可以很復(fù)雜，如SONY 智能機(jī)器狗，上面集成了多個微小型控制電機(jī)和多種傳感器，從而可以執(zhí)行各種復(fù)雜的動作和感受各種狀態(tài)信息。 使用ADS要注意的問題：執(zhí)行編輯命

42、令，提示選擇目標(biāo)時，用矩形框方式選擇，從HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S左向右&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink左向右拖動光標(biāo)，為“窗口Windows”方式，如果從右向左拖動光標(biāo)，則為“交叉 Cross”方式；HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S相對坐標(biāo)&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink相對坐標(biāo)輸入點時，在HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S正交&ch=w.sear

43、ch.yjjlink&cid=w.search.yjjlink正交狀態(tài)時，一般輸入為：x，0或0，y （例如輸入相對坐標(biāo)“100，0”表示下一點相對上一點X方向增加100，又如輸入相對坐標(biāo)“0，50”表示下一點相對上一點Y方向增加50），以上兩種情況下，可以直接輸入100或50即可實現(xiàn)一樣的目的，從而節(jié)省輸入時間；在AutoCAD中有時有交叉點標(biāo)記在鼠標(biāo)點擊處產(chǎn)生，用BLIPMODE命令，在提示行下輸入OFF可消除它； 有的用戶使用AutoCAD時會發(fā)現(xiàn)命令中的對話框會變成提示行，如打印命令，控制它的是系統(tǒng)變量CMDDIA，關(guān)掉它就行了；HYPERLINK :/wenwen.soso /z/S

44、earch.e?sp=S橢圓&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink橢圓命令生成的橢圓是以多義線還是以橢圓為實體的是由系統(tǒng)變量PELLIPSE決定，當(dāng)其為1時，生成的橢圓是PLINE；CMDECHO變量決定了命令行回顯是否產(chǎn)生，其在程序執(zhí)行中應(yīng)設(shè)為0； DIMSCALE決定了HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S尺寸標(biāo)注&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink尺寸標(biāo)注的比例，其值為整數(shù)，缺省為1，在圖形有了一定比例縮放時應(yīng)最好將其改成為HYPERLINK :/wenwe

45、n.soso /z/Search.e?sp=S縮放比例&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink縮放比例；CAD的較高版本中提供了HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S形位公差&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink形位公差標(biāo)注，但圓度與HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S同軸度&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink同軸度中的圓不夠圓，其實，AutoCAD中常見符號定義都在AutoCA

46、D安裝目錄下SUPPORT子義了圓形的形狀，圓的HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S弧度&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink弧度竟為127，但不太好改正之（如改為90更不好看）； 空心漢字字形如使用AutoCAD R14中的BONUS功能（一定要完全安裝AutoCAD，或自定義安裝時選了它），有一個TXTEXP命令，可將文本炸； AutoCAD R14的BONUS中有一個ARCTEXT命令，可實現(xiàn)弧形文本輸出，使用方法為先選圓弧，再輸入文本容，按OK；BONUS中有一個有用的命令，即MPEDIT，用它將多

47、個線一齊修改為多義線，再改它的HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S線寬&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink線寬；Image命令在R14中代替了R13中的BMPIN、PCXIN之類的命令，它將HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S位圖&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink位圖嵌入文件中，只用來顯示，如炸開就成了空框架，如何使用PCXIN等命令重現(xiàn)？請將R13安裝目錄下的RASTERIN.EXE拷入R14下，用appload

48、將其裝入，然后就可以將位圖導(dǎo)入（可編緝，可炸開）了；AutoCADHYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S二次開發(fā)&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink二次開發(fā)工具很多，Lisp早就有了，R11提供了ADS（Acad Develop system），R12中提供了ADS對HYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S實模式&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink實模式下CHYPERLINK :/wenwen.soso /z/Search.e?sp=S編譯器&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlin