DSP课程设计报告--FIR滤波器设计.docx

dsp课程设计报告1、设计题目 fir滤波器设计2、设计背景在信号处理中，数字滤波是数字信号处理的基本方法。数字滤波与模拟滤波相比有很多优点，它除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外，还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。低通有限冲激响应滤波器(低通fir滤波器)有其独特的优点，因为fir系统只有零点，因此，系统总是稳定的，而且容易实现线性相位和允许实现多通道滤波器。本次课程设计选用tms320c54x作为dsp处理芯片，通过对其编程来实现fir滤波器。fir系统有自己突出的优点:系统总是稳定的;易实现线性相位;允许设计多通带(阻带)滤波器。3、软件设计3.1功能描述1、利用汇编语言设计相应的滤波器主程序。2、用matlab编写相关滤波系数程序并生成xx.inc文件，编写相应的输入信号程序并生成xx.dat文件。3、在tms320c54x系统开发环境ccs（code composer studio）下对fir滤波器的dsp实现原理进行讨论。4、通过实验仿真，从输入信号和输出信号的时域和频域曲线可看出在dsp上实现的fir滤波器是否能完成预定的滤波任务。3.2设计任务1、实现fir低通滤波器：边界频率为1500hz，滤波阶次32，采样频率为6000hz，输入信号由800hz,2500hz,3800hz的正弦信号叠加而成；2、实现fir高通滤波器，边界频率为2600hz，滤波阶次32，采样频率为6000hz，输入信号由800hz,2200hz,3300hz的正弦信号叠加而成；3、实现fir带通滤波器，边界频率为1400hz和2600hz，滤波阶次32，采样频率为6000hz，输入信号由800hz,2200hz,3300hz的正弦信号叠加而成；4、实现fir带通滤波器，边界频率为1400hz和2600hz，滤波阶次32，采样频率为6000hz，输入信号由800hz,2200hz,3300hz的正弦信号叠加而成；3.3算法研究设a i(i=0，1，2，n-1)为滤波器的冲激响应,输入信号为x(n),则fir滤波器的输入输出关系为：fir滤波器的结构如图3.2所示：图3.3.1 fir滤波器的结构3.4参数计算1、 利用设计要求，在matlab里面用fir1函数生成相应的低通，高通，带通，带阻的滤波系数，语法如下：b=fir1(n,wn); b=fir1(n,wn,high); b=fir1(n,w1 w2);b=fir1(n,w1 w2,stop最后利用： fid=fopen(xx.inc,w);fprintf(fid, .word %dn,y);fclose(fid);语句保存为xx.inc文件；2、 利用设计要求，自己假定相应的输入波形，在matlab里面用y=(sin(2*pi*i*800/6000)+sin(2*pi*i*2200/6000)+sin(2*pi*i*3300/6000)*32768/3);产生相应的三个正弦信号的叠加，并利用fid=fopen(daizuinput.dat,w);fprintf(fid,1651 2 0 1 0n);fprintf(fid,%dn,y);fclose(fid);语句保存为xx.dat文件；3、各种滤波器的对应的文件 图3.4.1 低通的inc文件和dat文件 图3.4.2 高通的inc文件和dat文件 图3.4.3 带通的inc文件和dat文件：图3.4.4 带阻的inc文件和dat文件：3.5编写源程序主程序已经贴于附录中；3.6调试过程1、 打开ccs setup选择芯片c5402，选择仿真模式simulator 图3.6.1 选择芯片和仿真模式2、 打开ccs将刚才拷入c:timyprojectslabfir的工程文件加载到ccs中；3、 运行fir.asm，编译，链接生成fir.out; 图3.6.2 低通4、 再点击load program加载该.out文件； 图3.6.3 加载.out文件5、 设置断点和探针点，并且将相应的输入信号通过file i/o导入。6、 图3.6.4 设置断点并将信号导入6、设置相应时域和频域图形观察fir滤波器是否能完成预定的滤波任务。 4、设计结果4.1低通 图4.1 低通滤波前后的时域和频域波形图结论：通过观察频域的输入输出波形可以看出，截止频率1500hz以上的两个频率被衰减；所以设计的滤波器完成了低通滤波的任务 图4.2 高通滤波前后的时域和频域波形图结论：通过观察频域的输入输出波形可以看出，截止频率2600hz以下的两个频率被衰减；所以设计的滤波器完成了高通滤波的任务4.3带通 图4.3 带通滤波前后的时域和频域波形图结论：通过观察频域的输入输出波形可以看出，截止频率1400hz2600hz外的两个频率被衰减；所以设计的滤波器完成了带通滤波的任务4.4带阻 图4.4 带阻滤波前后的时域和频域波形图 结论：通过观察频域的输入输出波形可以看出，截止频率1400hz2600hz内的一个频率被衰减；所以设计的滤波器完成了带通滤波的任务7、 设计总结7.1在本次试验中所遇到的问题很多，现总结如下：1、 未区分半角和全角的标点，导致一直都找不出错误2、 每次编译链接后总是会忘记加载.out文件，导致设置断点和探针后，导入输入信号时发生错误3、 本实验采用的采样频率为6000，设置时域图和频域图时老是会忘记4、 找资料的能力不足，用matlab产生.inc和.dat的程序是老师给的，自己只是稍加运用7.2通过本次课程设计，我并未结合课程中所学的理论知识来进行编程，而只是依据老师提供的fir滤波器的dsp实现的程序，自己只是将包含文件进行编程修改。这次课程设计学到了很多东西，虽然做出来的东西很基础，但是加深了对知识的理解和掌握。附录主程序：;highpass.set0 ;if you want to use ,please set the value to 1;bandpass.set0lowpass.set1.globalstart,fir.mmregscoff_fir_start: .sect coff_fir.includelowpasslowpass.inck_fir_bffr.set32d_data_buffer.usectfir_bfr,64fir_dp.usectfir_vars,0d_filin.usectfir_vars,1output.usectfir_vars,1input.usect fir_vars,1d_filout .usectfir_vars,100hstacksize .set 256stack .usect fir_vars,stacksize.asgar4,fir_data_p.asgar6,inbuf_p.asgar7,outbuf_p.asgar3,outbuf.asgar2,inbuf.sectfir_prog nopstart:stm #stack+stacksize,spld#fir_dp,dpstm#d_data_buffer,fir_data_prptz a,#k_fir_bffr-1stla,*fir_data_p+stm#d_filin,inbuf_pstm#d_filout,outbuf_p stm#output,outbufstm#input,inbufstm#100h,bkfir_loop: nop ;add breakpoint & porbe pointld*inbuf_p,astla,*inbufcallfirstha,*outbuf_p+%stha,*outbufmain_end:bfir_loop fir:;ssbxsxm ;