DSP卷积算法的实现实验报告(共12页)

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1、DSP技术及应用课程设计报告 课题名称： 卷积算法的实现 学 院： 电气信息工程学院 专 业： 通信工程 班 级： 通信11-1 姓 名： 学 号： 指导教师： 董胜 成 绩： 日 期：2014.6.9-2014.6.20 目录一、实验目的. .3二、设计要求. .3三、实验原理.31卷积的基本原理和公式.32.卷积和的运算在图形的表示. .33.卷积算法设计总框图.3四、CCS开发环境.5五、程序流程图.5六、程序的自编函数及其功能.6七、卷积算法程序.7八、实验步骤及过程.九、实验心得.十、参考文献.一、实验目的1.掌握并熟悉DSP的应用以及ICETEK-VC5416-A评估板的使用2.了

2、解卷积算法的原理和计算方法，特性与特点，并学习卷积算法的程序实现。 3. 提高自己的动手实践能力4.增加我们对本专业的各种芯片的了解，增强我们的专业素养。二、设计要求1.利用C语言在CCS环境中编写一个卷积算法程序，并能利用已设计好的卷积器对一些常用信号进行卷积运算处理。2.利用C语言设计相应的算法，通过实验仿真，观察输入信号和输出信号的时域和频域曲线，从而实现在DSP上实现卷积算法，完成预定的计算任务。三、实验原理卷积和（简称卷积）是信号处理中常用的算法之一。数字卷积运算通常采用两种方法：线性卷积和圆卷积。为了能使卷积运算在C54x系列DSP上的实现方法，首先要对数字卷积的基本概念作深入了解

3、。使大家从根本上掌握卷积的实现方法，我们以模拟信号的卷积和数字信号的卷积为主，以及他们在C54x系列DSP上的实现方法。1卷积的基本原理和公式 卷积和：Y(n)= X(m)H(nm)=X(n)*H(n) m=对离散系统“卷积和”也是求线性时不变系统输出响应（零状态响应）的主要方法。2.卷积和的运算在图形的表示可分为四步：A） 翻褶 现在亚变量坐标M上作出X（m）和H（m），将m=0的垂直轴为轴翻褶成H（-m）。B） 移位 将H（-m）移位n，即得H（n-m）。当n为正整数时，右移n位。当n为负整数时，左移n位。C） 相乘 再将H（n-m）和X（m）的相同m值的对应点值相乘。D） 相加 把以上所

4、有点的对应点的乘积叠加起来，即得Y(n)值。依上法，取n=，-2，-1，0，1，2，3，各值，即可得全部Y（n）值。3 卷积算法设计总框图取移位值n开 始初始化DSP产生输入信号将卷积信号X（m）和H（m）输入在同一个坐标系内翻转：将H（m）以m=0的垂直轴为轴翻褶成H（-m）移位：将H（-m）移位n，即得H（n-m）相乘：再将H（n-m）和X（m）的相同m值的对应点值相乘相加：把以上所有点的对应点的乘积叠加起来，即得Y(n)值。N值取遍整个坐标轴YES结 束四、CCS开发环境Code Composer Studio 是一种集成开发环境 (IDE)，支持 TI 的微控制器和嵌入式处理器产品系列

5、。Code Composer Studio 包含一整套用于开发和调试嵌入式应用的工具。它包含了用于优化的 C/C+ 编译器、源码编辑器、项目构建环境、调试器、描述器以及多种其他功能。直观的 IDE 提供了单个用户界面，可帮助您完成应用开发流程的每个步骤。熟悉的工具和界面使用户能够比以前更快地入手。Code Composer Studio 将 Eclipse 软件框架的优点和 TI 先进的嵌入式调试功能相结合，为嵌入式开发人员提供了一个引人注目、功能丰富的开发环境。一般是先在CCS开发环境下编写程序（使用C语言、汇编语言或者两者混合）CCS内置软仿真simulator提供了编译，调试，运行功能。

6、其作用主要是检测目标程序运行的正确性和连贯性！但不能够实时查看和控制。当程序成功运行通过后,通过仿真器（XDS510或者XDS560）与目标板连接，安装仿真器驱动，然后load program到目标板，运行，利用仿真器提供的RTDX可实时查看存储器和寄存器变化。五、程序流程图六、程序的自编函数及其功能u processing1(int *input2, int *output2) 调用形式：processing1(int *input2, int *output2) 参数解释：intput2、output2为两个整型指针数组。 返回值解释：返回了一个“TREN”，让主函数的while循环保持连

7、续。 功能说明：对输入的input2 buffer波形进行截取m点，再以零点的Y轴为对称轴进行翻褶，把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT2指针开始的一段地址空间中。u processing2(int *output2, int *output3) 调用形式：processing2(int *output2, int *output3) 参数解释：output2、output3为两个整型指针数组。 返回值解释：返回了一个“TREN”，让主函数的while循环保持连续。 功能说明：对输出的output2 buffer波形进行作n点移位，然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT3指针开始

8、的一段地址空间中。u processing3(int *input1,int *output2,int *output4) 调用形式：processing3(int *input1,int *output2,int *output4) 参数解释：output2、output4、input1为三个整型指针数组。 返回值解释：返回了一个“TREN”，让主函数的while循环保持连续。 功能说明：对输入的input2 buffer波形和输入的input1 buffer作卷积和运算，然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT4指针开始的一段地址空间中。u processing4(int *inpu

9、t2,int *output1) 调用形式：processing4(int *input2,int *output1) 参数解释：output1、input2为两个整型指针数组。 返回值解释：返回了一个“TREN”，让主函数的while循环保持连续。 功能说明：对输入的input2 buffer波形截取m点，然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT1指针开始的一段地址空间中。七、卷积算法程序#include #include volume.hint in1_bufferBUFSIZE;int in2_bufferBUFSIZE; int out1_bufferBUFSIZE;int ou

10、t2_bufferBUFSIZE;int out3_bufferBUFSIZE;int out4_bufferBUFSIZE*2;int size = BUFSIZE;int ain = MINGAIN;int zhy=0;int sk=64; /* Functions */static int step1(int *output1, int *output2);static int step2(int *output2, int *output3); static int step3(int *input1,int *output2,int *output4);static int step

11、4(int *input2, int *output1);static void dataIO1(void);static void dataIO2(void);void main() int *input1 = &in1_buffer0; int *input2 = &in2_buffer0; int *output1 = &out1_buffer0; int *output2 = &out2_buffer0; int *output3 = &out3_buffer0; int *output4 = &out4_buffer0; puts(volume example startedn);

12、while(TRUE) /* * Read input data using a probe-point connected to a host file. * Write output data to a graph connected through a probe-point. */ dataIO1();/ break point dataIO2();/ break point step4(input2,output1); step1(output1, output2); step2(output2, output3); step3(input1,output2,output4) ; s

13、tatic int step4(int *input2,int *output1) int m=sk; for(;m=0;m-) *output1+ = *input2+ * ain; for(;(size-m)0;m+) output1m=0; return(TRUE);static int step1(int *output1,int *output2) int m=sk-1; for(;m0;m-) *output2+ = *output1+ * ain; return(TRUE);static int step2(int *output2, int *output3) int n=zh

14、y; size=BUFSIZE; for(;(size-n)0;n+) *output3+ = output2n; return(TRUE);static int step3(int *input1,int *output2,int *output4) int m=sk; int y=zhy; int z,x,w,i,f,g; for(;(m-y)0;) i=y; x=0; z=0; f=y; for(;i=0;i-) g=input1z*output2f; x=x+g; z+; f-; *output4+ = x; y+; m=sk; y=sk-1; w=m-zhy-1; for(;m0;m

15、-) y-; i=y; z=sk-1; x=0; f=sk-y; for(;i0;i-,z-,f+) g=input1z*output2f; x=x+g; out4_bufferw=x; w+; return(TRUE); static void dataIO1() /* do data I/O */ return;static void dataIO2() /* do data I/O */ return;八、实验步骤及过程.九、实验总结在本次DSP课程设计中我们以四人一组，我和高芳容，鲍晶晶，金雪一组，我们抽中的题目是卷积算法的实现，刚开始的时候不知道从哪里入手。于是我们就去请教在这方面比

16、较厉害的同学，然后他大概的给我们解释了一下，虽然不是特别明白，可是大体上我们还是了解了。由于课程基本上都结束了，我们的时间比较多一点，所以我们也就没有那么紧张，慢慢的做。因为这一门课我没有好好听，所以理解的不是很透彻，所以我就跟他们一块去图书馆查找资料，慢慢的啃，说实话，我真不擅长看书，刚开始的时候，怎么看也看不懂，百思不得其解。后来，我去问了我同学，才慢慢的消化理解了。然后我们开始分工编程序。提到程序，我是一个头两个大，我C语言学的不好，没办法我又把大一，大二的书拿出来，慢慢的啃我们由组长分工，每人分别做着不同的工作，确保了我们本次课程设计的成功。刚开始，我们在本次设计中，我们从查阅资料，到编写程序再到软件仿真，在这个过程中我们充分的利用了所学的知识，并在老师的指导下，按时按质完成了本次课程设计。通过本次课程设计我们充分的锻炼了自己的动手能力，并把课堂上所学的知识运用到了实际中，达到了我们预期的效果，也为我们以后工作打下了一个好的前提。