基于DSP的卷积算法的实现

1、dsp课程考核论文 课程名称： dsp原理与应用教程 题 目：基于dsp的卷积算法的实现 专 业： 电子信息工程 班 级： 目录摘 要.3绪 论.3课程设计方案及原理.3课程设计步骤及过程.10总 结.17参考文献.17基于dsp的卷积算法的实现摘要: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。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。绪论：在通信和信号处理中，常用的运算，如卷积，自

2、相关，滤波和快速傅里叶交换等。都具有较高的密度性和复杂性，而这些运算中所用到的最基本的是乘法-累加运算。c54x的硬件及软件设计使其具有快速的进行乘法-累加运算功能，并具有丰富的软件资源为这些算法的实施提供有力的条件。因此，这种芯片在通信及信号处理等领域得到广泛的应用。本节主要介绍卷积算法在dsp原理中的应用。课程设计方案及原理一、实验目的1掌握用窗函数法设计卷积算法的原理和方法；2熟悉卷积算法特性；3了解各种窗函数对卷积算法的影响。二、实验设备计算机，code composer studio 2.0 for c5000系统。三、实验原理1卷积的基本原理和公式 卷集和：对离散系统“卷积和”也是

3、求线性时不变系统输出响应（零状态响应）的主要方法。 卷积和的运算在图形表示上可分为四步： y(n)= x(m)h(nm)=x(n)*h(n) m= 1）翻褶 先在哑变量坐标m上作出x(m)和h(m)，将m=0的垂直轴为轴翻褶成h(-m)。 2）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。 3）相乘 再将h(n-m)和x(m)的相同m值的对应点值相乘。 4）相加 把以上所有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。 2.程序流程图3程序的自编函数及其功能 (1)processi

4、ng1(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。 (2)processing2(int *output2, int *output3) 调用形式：processing2(int *output2, i

5、nt *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指针开始的一段地址空间中。 (3)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。

6、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。 (4)processing4(int *input2,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

7、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。源程序如下：#include #include volume.h/* global declarations */int inp1_bufferbufsize;int inp2_bufferbufsize; /* processing data buffers */int out1_bufferbufsize;int out2_bufferbufsize;int out3_bufferbufsize;int out4_bufferbufsize*2;int size = bufsize;int ain = ming

8、ain;int zhy=0;int sk=64; /*sk代表所开的bufsize的大小,需修改它.输入文件sine.dat为32点,sine11.dat, sin22.dat,sin33.dat,sin44.dat为64点的输入波形.*/ /* volume control variable */unsigned int processingload = 1; /* processing routine /load value */* functions */extern void load(unsigned int loadvalue);static int processing1(int

9、 *output1, int *output2);static int processing2(int *output2, int *output3); static int processing3(int *input1,int *output2,int *output4);static int processing4(int *input2, int *output1);static void dataio1(void);static void dataio2(void);/* * = main = */void main() int *input1 = &inp1_buffer0; in

10、t *input2 = &inp2_buffer0; int *output1 = &out1_buffer0; int *output2 = &out2_buffer0; int *output3 = &out3_buffer0; int *output4 = &out4_buffer0; puts(volume example startedn); /* loop forever */ while(true) /* * read input data using a probe-point connected to a host file. * write output data to a

11、 graph connected through a probe-point. */ dataio1(); dataio2(); /* apply gain */ processing4(input2,output1); processing1(output1, output2); processing2(output2, output3); processing3(input1,output2,output4) ; /* * = processing = * * function: apply signal processing transform to input signal. * *

12、parameters: address of input and output buffers. * * return value: true. */static int processing4(int *input2,int *output1) int m=sk; for(;m=0;m-) *output1+ = *input2+ * ain; for(;(size-m)0;m+) output1m=0; /load(processingload); return(true); static int processing1(int *output1,int *output2) int m=s

13、k-1; for(;m0;m-) *output2+ = *output1+ * ain; /* additional processing /load */ /load(processingload); return(true);static int processing2(int *output2, int *output3) int n=zhy; size=bufsize; for(;(size-n)0;n+) *output3+ = output2n; /* for (;n0;n-) *output3+ = 0; */ /load(processingload); return(tru

14、e); static int processing3(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-) y-; i=y; z=sk-1; x=0; f=sk-y; for(;i0;i-,z-,f+) g=input1z*

15、output2f; x=x+g; out4_bufferw=x; w+; /load(processingload); return(true); /* * = dataio = * * function: read input signal and write processed output signal. * * parameters: none. * * return value: none. */static void dataio1() /* do data i/o */. return;static void dataio2() /* do data i/o */ return;

16、课程设计步骤及过程 1实验准备 (1)连接设备 关闭计算机和实验箱电源。 如使用pp型仿真器则用附带的并口连线连接计算机并口和仿真器相应接口。 检查icetek-vc5416-a板上dip开关mp/mc的位置，应设置在“off”位置（靠近 复位按钮），即设置dsp工作在mp方式。 关闭实验箱上三个开关。 (2)开启设备 打开计算机电源。 打开实验箱电源开关， 如使用usb型仿真器用附带的usb电缆连接计算机和仿真器相应接口，注意仿真器上 两个指示灯均亮。 (3)设置code composer studio为simulator方式： 参见“code composer studio入门实验”之四.

17、2。 (4)启动code composer studio 2.02打开工程，浏览程序，工程目录为c:icetek-vc5416-edulablab20-convolve3编译并下载程序 4设置输入数据文件 请在c程序中的如下两行上设置probe point：dataio1();1 dataio2(); 设置方法是把光标指示到这一行上，按鼠标右键，从显示的菜单上分别选择probe point。 在c程序的“dataio1();”行上设置break point。5打开观察窗口-选择菜单“view”、“graph”、“time/frequency”进行如下设置： -选择菜单“view”、“graph

18、”、“time/frequency”进行如下设置： -在弹出的三个图形窗口中单击鼠标右键，选择“clear display”。6. 设置波形输入文件 -选择“file”菜单中的“file i/o”，打开“file i/o”窗口；单击“add file”按钮，在“fileinput”窗口中选择c:icetek-vc5416-edulablab20-convolve目录下的sin.dat文件，单击“打开”按钮；在“address”项中输入inp1_buffer，在“length”项中输入32，在“warp around”项前加上选择标记，单击“add probe point”按钮； -在“brea

19、k/probe/profile points”窗口中单击“probe point”列表中的“convolve.c line52 noconnection”，再单击“connect”项尾部的展开按钮，在显示的展开式列表中选择列表末尾的“file in:c:.sin.dat”，单击“replace”按钮，单击“确定”按钮。 -在“file i/o”窗口中单击“确定”，完成设置。 -选择“file”菜单中的“file i/o”，打开“file i/o”窗口；单击“add file”按钮，在“fileinput”窗口中选择c:icetek-vc5416-edulablab20-convolve目录下的

20、sin.dat文件，单击“打开”按钮；在“address”项中输入inp2_buffer，在“length”项中输入32，在“warp around”项前加上选择标记，单击“add probe point”按钮； -在“break/probe/profile points”窗口中单击“probe point”列表中的“convolve.c line53 noconnection”，再单击“connect”项尾部的展开按钮，在显示的展开式列表中选择列表末尾的“file in:c:.sin.dat”，单击“replace”按钮，单击“确定”按钮。 -在“file i/o”窗口中单击“确定”，完成设置。7运行程序，观察结果 -按f5键运行程序，待程序停留在软件断点；观察刚才打开的三个图形窗口，其中显示的是输入和输出的时域波形； -观察频域波形：在各图形窗口中单击鼠标右键，选择“properties”，在“graph property dialog”中的第1项“display type”项中选择“fft magnitude”，单击“ok”完成；这 时图形窗口中显示波形的频域图。（也可再打开显示频域图的窗口） -验算结果：在各频域窗口中的波形上单击鼠标左键，将光标停到统一的位置（通过观察窗口状态栏中的第1个浮点数表示其坐