DSP_课程设计.doc

郑州轻工业学院课 程 设 计 任 务 书题目 数字滤波器（fir） 专业、班级 信息工程08级01班 学号 200807070134 姓名 王威 主要内容、基本要求、主要参考文献等：1、主要内容(1) 了解fir滤波器的原理及使用方法(2) 了解使用matlab语言设计fir滤波器的方法(3) 了解fir滤波器的dsp设计及实现方法(4) 熟悉数字信号处理过程。2、基本要求(1)录制一段音频信号，用实现fir实现滤波过程。(2) 在ccs中编写程序，实现（1）中设计的滤波器。3、主要参考文献（1）高海林，钱满义。dsp技术及其应用。清华大学出版社，北京交通大学出版社。2009（2）张雄伟，曹铁勇，陈亮，杨吉斌等。 dsp芯片的原理与开发应用（第4版）。 电子工业出版社，2009陈金鹰。dsp技术及应用。机械工业出版社，2004完 成 期 限： 2011-7-6 指导教师签名： 张彦 课程负责人签名： 张彦 目录1.实验目的、内容和原理11.1.实验目的11.2.实验设备11.3.实验内容11.4.设计原理22.程序设计代码52.1.matlab语言:52.2.运行结果63.实验中遇到的问题84.心得体会95.参考文献91. 实验目的、内容和原理1.1. 实验目的1熟悉数字滤波的基本原理和实现方法；2熟悉fir数字滤波器的设计方法；3熟悉fir滤波器的dsp实现方法。1.2. 实验设备计算机；ccs和matlab软件。 1.3. 实验内容1完成下面的过程：x(t)为自己录制的一段音频信号（语音或者音乐），模数转换过程即为将模拟信号转换成数字信号的过程，数字信号处理器完成fir滤波器的功能，滤波器的系数由matlb设计实现。滤波后的数据存下来，通过数模转换播放出来。1.4. 设计原理本实验通过用dsp实现规定的fir滤波器，使同学们了解fir滤波器的设计方法，及dsp上fir滤波器的实现方法。1.模数转换过程：使用软件录制语音信号的过程即为模数转换过程。2fir滤波器原理假设滤波器的单位脉冲响应为h0,h1,hn-1,xk为待滤波的输入信号，则滤波器的输出为：进行滤波实际上就是计算序列的线性卷积。3fir滤波器的设计fir滤波器的设计任务是选择有限长度的h(n)。使传输函数h(w)满足设计要求。fir滤波器的设计方法有多种，如窗函数法、频率采样法及其它各种优化设计方法。本实验中利用matlaba设计滤波器，即得到滤波器系数。3.1 在matlab的start菜单中选择toolboxes-filter design-filter design & analysis tools(fdatool)，或者在命令行中输入fdatool来启动滤波器设计分析器。启动后界面如图一所示：图一3.2在选项中选择或输入滤波器参数，然后点击”design filter” 按钮完成滤波器设计。设计成功后的结果如图二所示。图二3.3 从matlab中导出fir滤波器系数。a. 在fdatool中，选择targets-code composer studioide，如图三。b在出现的对话框中选择输出文件类型为c header file,输出系数类型为signed 16-bit integer，如图四所示。c. 点击generate按钮，选择路径，即可输出前一步设计出的fir滤波器系数表。图四4.fir滤波器的dsp实现设计好fir滤波器后，如何写入到dsp中，使dsp按照设计要求实现低通滤波的效果？本实验的滤波算法是直接从tms320c54x的dspdib库中调用fir滤波函数。dsplib是一个为c语言程序员开发tms320c54x而建立的经过优化的dsp函数库。在工程中要添加头文件“tms320.h ”，在c源程序中要包含头文件。fir函数调用格式为： short oflag = fir (data *x, data *h, data *r, data *dbuffer,ushort nh, ushort nx)(定义于 fir.asm)其中参数xnx指向输入信号，长度为 nx hnh指向滤波器系数向量，长度为 nx例如：若 nh=3:则：h = b0, b1, b2。 rnx指向输出信号，长度为 nxdbuffernh延迟缓冲区，与输入信号长度相同。nx输入信号的长度nh滤波器系数向量的长度oflag溢出标志 l 若 oflag = 1， 则运算中产生32位溢出l 若 oflag = 0， 运算中未产生32位溢出说明滤波器系数为h，输入信号存于向量x中。输出信号存于r中算法rj = 0 =j =nx5.数模转换的过程即使用软件播放滤波后数据的过程。2. 程序设计代码2.1. matlab语言:音频采集函数：m,fs,bite = wavread(e:yingpinwindows xp 启动.wav,1000 12550);sound(m,fs,bite);mff = abs(fft(m);subplot(211);plot(m);title(原始信号);subplot(212);plot(mff);title(频谱信号);xout = m/max(m);xto_css = round(32767 * xout);fid = fopen(input.dat,w);fprintf(fid,1651 1 0 0 00);fprintf(fid,%dn,xto_css);fclose(fid);运行显示的结果：输出滤波后的音频：fid = fopen(e:matbouput.dat);y=fscanf(fid,%d);y=y(6:2048);y=y/32768;wavwrite(y,44100,16,e:matb123.wav);2.2. 运行结果滤波之前：原始信号：滤波器：滤波之后：3. 实验中遇到的问题4. 心得体会5. 参考文献（1）高海林，钱满义。dsp技术及其应用。清华大学出版社，北京交通大学出版社