DSP课程设计报告(FIR滤波器的设计)

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1、。本科课程设计报告课程名称：DSP 原理及应用设计项目：FIR 滤波器的设计实验地点：多学科楼机房专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012 年1月8日-可编辑修改 -。-可编辑修改 -。一、设计目的：1、掌握数字滤波器的设计过程；2、了解 FIR 的原理和特性；3、熟悉设计 FIR 数字滤波器的原理和方法；4、学习 FIR 滤波器的 DSP 的实现原理；5、学习使用 CCS 的波形观察窗口观察输入/ 输出信号波形和频谱变化情况。二、设计内容：1、通过 MATLAB 来设计一个低通滤波器， 对它进行模拟仿真确定FIR 滤波器系数；2、用 DSP 汇编语言进行编程，实现FIR 运算，对产生的合

2、成信号，滤除信号中高频成分，观察滤波前后波形的变化。三、设计原理：FIR 数字滤波器是一种非递归系统，其传递函数为：H(z)=Y(z)/X(z)=b(n)z-n由此可得到系统的差分方程为：y(n)= h(i)x(n-i) ，其冲击响应h(n) 是有限长序列，它其实就是滤波器系数向量b(n),N 为 FIR 滤波器的阶数。为了使滤波器满足线性相位条件，要求其单位脉冲响应h(n) 为实序列，且满足偶对称或奇对称条件，即h(n)=h(N-1-n)或 h(n)=- h(N-1-n)这样，当 N 为偶数时，偶对称线性相位FIR 滤波器的差分方程表达式为：y(n)= h(i)x(n-i)+x(N-1-n-

3、i)应用 MATLAB 设计 FIR 滤波器的主要任务就是根据给定的性能指标设计一个 H（z）,使其逼近这一指标，进而计算并确定滤波器的系数b(n), 再将-可编辑修改 -。所设计滤波器的幅频响应、相频响应曲线作为输出，与设计要求进行比较，对设计的滤波器进行优化， 设计完成之后将得到FIR 滤波器的单位冲击响应序列 h(n) 的各个参数值。matlab用 fir1 函数设计 FIR 滤波器：fir1 函数用来设计标准频率响应的基于窗函数的FIR 滤波器，可实现加窗线性相位 FIR 数字滤波器的设计。具体语法如下：b=fir1(n， Wn)b=fir1(n，Wn ， ftype )b=fir1(

4、n，Wn ，Window)b=fir1(n，Wn ， ftype ， Window)其中 n 为滤波器的阶数； Wn 为滤波器的截止频率；ftype 为用来决定滤波器的类型， 当 ftype=high时，可设计高通滤波器； 当 ftype=stop时，可设计带阻滤波器。Window为用来指定滤波器采用的窗函数类型，Window参数可采用的窗口函数有：Boxcar ， Hanning ， Bartlett，Blackman ，Kasier 和 chebwin等，其默认时为Hamming窗，从而得到滤波器的系数。matlab用 fir2 函数设计 FIR 滤波器：fir2 函数用来设计有任意频率响

5、应的各种加窗FIR 滤波器。具体语法如下：b=fir2 （ n ， f， m ）b=fir2 （ n ，f ， m ，Window ）b=fir2 （ n ，f ， m ，npt ）-可编辑修改 -。b=fir2 （ n ，f ， m ，npt ， Window ）b=fir2 （ n ，f ， m ，npt ， lap ）b=fir2 （ n ，f ， m ，nptt ，lap ，Window ）其中 n 为滤波器的阶数； f 为频率点矢量； m 为幅度点矢量； Window用来指定所使用的窗函数类型，默认值为汉明（Hamming）窗； npt用来指定 fir2 函数对频率响应进行内插的点数

6、；lap 用来指定 fir2 函数在重复频率点附近插入的区域大小，从而得到滤波器的系数。四、主要参数：滤波器阶数 n 为 40 ，截止频率为 w p=0.35, w s=0.4。五、总体方案设计：1、由给定的设计参数确定滤波器的系数：根据给定的设计参数，滤波器系数可由MATLAB 中的 fir2 函数产生，函数调用格式为：f=00.350.41;m=1100;b=fir2(39, f, m)求得的系数为：b =Columns1through6-0.00070.0030.00140.0010-0.0016-0.0038Columns7through12-0.00080.00640.0081-0.

7、0030-0.0169-0.0118-可编辑修改 -。Columns13through180.01620.03530.0083-0.0515-0.06890.0247Columns19through240.20510.35230.35230.20510.0247-0.0689Columns25through30-0.05150.00830.03530.0162-0.0118-0.0169Columns31through36-0.00300.00810.0064-0.0008-0.0038-0.0016Columns37through400.00100.00140.0003-0.00072、用

8、CCS 进行汇编编程，实现FIR 滤波器滤波。六、源程序：.titleFIR.ASM.mmregs.bssy,1K_FIR_BFFR.set40PA0.set0PA1.set1FIR_COFF.usectFIR_COFF,40;定义数据存储空间D_DATA_BUFFER .usectFIR_BFR,40;定义数据存储空间.dataCOFF_FIR_START:.word-7*32768/10000,3*32768/10000;b0,b1-可编辑修改 -。.word14*32768/10000,10*32768/10000;b2,b3.word-16*32768/10000,-38*32768/

9、10000;b4,b5.word-8*32768/10000,64*32768/10000;b6,b7.word81*32768/10000,-30*32768/10000;b8,b9.word-169*32768/10000,-118*32768/10000;b10,b11.word162*32768/10000,353*32768/10000;b12,b13.word83*32768/10000,-515*32768/10000;b14,b15.word-689*32768/10000,247*32768/10000 ;b16,b17.word2051*32768/10000,3523*3

10、2768/10000;b18,b19.word3523*32768/10000,2051*32768/10000;b20,b21.word247*32768/10000,-689*32768/10000 ;b22,b23.word-515*32768/10000,83*32768/10000;b24,b25.word353*32768/10000,162*32768/10000;b26,b27.word-118*32768/10000,-169*32768/10000;b28,b29.word-30*32768/10000,81*32768/10000;b30,b31.word64*32768

11、/10000,-8*32768/10000;b32,b33.word-38*32768/10000,-16*32768/10000;b34,b35.word10*32768/10000,14*32768/10000;b36,b37.word3*32768/10000,-7*32768/10000;b38,b39.text.defFIR_INIT.defFIR_TASK-可编辑修改 -。FIR_INIT:SSBXFRCT;设置小数乘法STM#FIR_COFF,AR5;AR1 指向 b0 单元RPT#K_FIR_BFFR-1;设置传输次数MVPD#COFF_FIR_START,*AR5+;系数 b

12、i 传输至数据区STM#D_DATA_BUFFER,AR4;D_DATA_BUFFER 缓冲区清 0RPTZA,#K_FIR_BFFR-1STLA,*AR4+STM#(D_DATA_BUFFER+K_FIR_BFFR-1),AR4STM#(FIR_COFF+K_FIR_BFFR-1),AR5STM#-1,AR0;设置双操作数减量LD#D_DATA_BUFFER,DP;设置页指针PORTRPA1,D_DATA_BUFFER;输入 x（n ）FIR_TASK:STM#K_FIR_BFFR,BKRPTZA,#K_FIR_BFFR-1;重复操作MAC*AR4+0%,*AR5+0%,A;双操作数乘法 -

13、 累加STHA,y;暂存 y（ n ）PORTWy,PA0;输出 y（ n ）BDFIR_TASK;循环PORTRPA1,*AR4+0%;输入最新样本，并修正 AR3.end-可编辑修改 -。（命令程序）vectors.objfir.obj-o fir.obj-m fir.map-e fir_initMEMORYPAGE0:EPROM:org=0E000Hlen=1000HVECS:org=0FF80Hlen=0080HPAGE1:SPRAM:org=0060Hlen=0020HDARAM:org=0080Hlen=1380HSECTIONS.text:EPROMPAGE 0.vectors

14、:VECSPAGE 0.data:EPRAMPAGE 1.bss:SPRAMPAGE 1FIR_BFR:align(128)DARAM PAGE 1FIR_COFF:align(128)DARAM PAGE 1-可编辑修改 -。七、实验结果及分析：（1） 输入的时域波形（2）输入的频域波形-可编辑修改 -。滤波后的输出波形：（1）时域波形（2）频域波形-可编辑修改 -。八、设计总结：经过了两天的课程设计，从查阅资料直到设计完成，这之间让我学到了很多东西。一开始对DSP 这门课程并不是很理解，但是经过设计之后，感觉对它的理解加深了许多，而且对我所学的知识是一种很好的回顾，也让我对所学知识理解更加透彻。巩固知识的同时，我也掌握了更多一门的软件CCS，多学会一个软件总是好的，并且以后用到它的地方会很多。总体而言，课设不仅是对所学知识的回顾，更是对动手实践能力的一种锻炼。希望以后能更多的接触这类设计，多动手，多学习，为毕业以后步入工作岗位打下坚实的基础。-可编辑修改 -