毕业设计（论文）-基于DSP的FIR数字滤波器的设计与实现.doc

淮北师范大学 2011 届学士学位论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的 设计与实现 学院、专业 物理与电子信息学院 电子信息工程 研 究 方 向 数字信号处理 学 生 姓 名 学 号 指导教师姓名 指导教师职称 讲 师 2011 年 04 月 28日 淮北师范大学 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实现 II 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实现 淮北师范大学物理与电子信息学院 235000 摘要 数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一，数字滤波器是由数 字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置，可作为应用系统对信号的 前期处理。用 DSP 芯片实现的数字滤波器具有稳定性好、精确度高、灵活性强及 不受外界影响等特性。因此基于 DSP 实现的数字滤波器广泛应用于语音图像处理、 数字通信、频谱分析、模式识别、自动控制等领域，具有广阔的发展空间。 本文首先介绍了数字滤波器的概念及分类，以及数字滤波器的实现方法。在 理解 FIR 滤波器的工作原理及其设计方法的基础上，在 MATLAB 环境下利用矩 形窗设计实现 FIR 滤波器。然后通过 DSP 结合 CCS2.0 软件进行编程，最终实现 了基于 DSP 的 FIR 数字低通滤波器的设计。仿真结果表明，基于 DSP 实现的滤 波器具有稳定性好、精确度高、灵活性强等优点，并能实现对信号的实时滤波。 关键词 FIR 数字滤波器；DSP；窗函数法；MATLAB；TMS320C5402 Design and Realization of FIR digital filter Based on DSP 淮北师范大学 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实现 III Sang Jianjun Department of Physics and Electronic information , Huai Bei Normal University 235000 Abstract A digital filter, which is one of the most important parts of digital signal processing, is an algorithm or a device made of digital on time-multiplier, adder and delay of elements. It can be used to be the pretreatment of signal by application program. The FIR digital filter Based on DSP has many features ,such as uninfluenced ,high accuracy ,good stability and highly flexible .The digital filter is widely used in fields of speech image processing, digital communication, spectrum analysis, pattern recognition and automatic control, etc. It will has broad space for development. This paper firstly introduces the concept of digital filter ,classification, and the realization method of digital filter. On the basis of understanding FIR filters working principle and design method , we use rectangular window to realize the design of FIR low-pass filters under the MATLAB environment. Then ,making the design of FIR digital low-pass filters come true through programming by combination of the DSP and CCS2.0. The simulation results show that the filter based on DSP realizing have good stability, high precision, flexibility,etc, and can also realize real-time filtering. Key words FIR digital filter；DSP；Window method；MATLAB；TMS320C5402 目 次 1 引言1 淮北师范大学 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实现 IV 1.1 数字滤波器的概念.1 1.2 数字滤波器的分类.1 1.3 数字的滤波器的发展及其优越性.2 1.4 数字滤波器的实现方法.2 2 FIR 数字滤波器的设计原理及 MATLAB 的实现4 2.1 FIR 数字滤波器的基本网络结构4 2.2 FIR 数字滤波器的设计方法4 2.3 FIR 数字滤波器的 MATLAB 的实现.7 3 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实现9 3.1 DSP 芯片的概述 9 3.2 FIR 数字滤波器的 DSP 实现11 结 论15 参考文献16 致谢17 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 1 1 引言 随着信息时代的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术 领域。数字信号在通信、语音、图像、自动控制、雷达、航空航天、医疗和家用 电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理中数字滤波占有极其重要的 地位，与模拟滤波相比，数字滤波具有很多突出优点，比如精确度高、稳定、灵 活、不要求阻抗匹配、容易实现线性相位、还可以避免模拟滤波器无法克服的电 压漂移、温度漂移和噪声偏移等问题。 1.1 数字滤波器的概念 所谓数字滤波器1，是指输入、输出均为数字信号，通过数值运算关系改变 输入信号所含频率成分的相对比例,或者滤除某些频率成分的器件。若其系统函数 为 h(z),其脉冲响应为 h(n)，对输入时间序列 x(n)，若输出时间序列为 y(n)，则它 们在时域内有如下关系： y(n)=h(n)*x(n) 在 Z 域内有如下关系： y(z)=h(z)*x(z) （1） 式（1）中 x(z)、y(z)分别是 x(n)、y(n)的 z 变换。 在频域内有如下关系： y(jw)=h(jw)*x(jw) （2） 式（2）中 h(jw)是数字滤波器的频率特性；x(jw)、y(jw)分别是 x(n)、y(n)的频谱， 而 w 是数字角频率。 1.2 数字滤波器的分类 按照不同的分类方法，数字滤波器有许多种类，但总起来可以分成两大类： 经典滤波器和现代滤波器。经典滤波器的特点是输入信号中有用的频率成分和希 望滤除的的频率成分各占有不同的频带，通过一个合适的的选频滤波器达到滤波 的目的。例如，输入信号中含有干扰，如果信号和干扰的频带互不重叠，可滤除 干扰得到纯信号。但是，如果信号和干扰的频带互相重叠，则经典滤波器不能有 效滤除干扰，这时就需要采用现代滤波器，例如维纳滤波器，卡尔曼滤波器、自 适应滤波器等最佳滤波器。现代滤波器是根据随机信号的一些统计特性，在某种 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 2 最佳准则下，最大限度地抑制干扰，同时最大地恢复信号，从而达到最佳滤波的 目的。 经典数字滤波器从滤波特性上分类，可以分成低通、高通、带通和带阻等滤 波器。它们有些理想幅频特性，是不可能实现的因为他们的的单位响应均是非因 果且是无限长的。我们只能按照某些准则去设计滤波器使之在误差容限内逼近理 想滤波器，因此理想的滤波器可作为逼近的标准2。 数字滤波器从实现的网络结构或者从单位脉冲响应长度分类，可分为成无限 长单位脉冲响应（IIR）滤波器和有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器。FIR 滤波器具 有不含反馈环路、结构简单以及实现严格线性相位等优点，因而在相对要求比较 严格的条件下，采用 FIR 滤波器。 1.3 数字的滤波器的发展及其优越性 21 世纪是数字化的时代，随着越来越多的电子产品将数字信号作为技术的核 心，DSP 已经成为推动数字化进程的动力，作为数字化的技术之一，DSP 无论是 在其应用广度上还是深度上，都在以前所未有的速度向前发展。 数字信号处理由于运算速度快，具有可编程特性和接口灵活的特点，使得它 在许多电子产品的研制、开发和应用中，发挥着及其重要的作用。采用 DSP 芯片 来实现数字信号处理系统是当前科技发展的必然趋势。 在数字信号处理中，数字滤波器占及其重要的地位。数字滤波是语音和图像 处理、模式识别、频谱分析等应用中的基本算法之一。在许多信号处理应用中用 数字滤波器替代模拟滤波器具有许多优势。数字滤波器容易实现不同的幅度和相 位频率特性指标，克服了与模拟滤波器性能相关的电压漂移、温度漂移和噪声等 问题。用 DSP 芯片实现数字滤波器除了具有较好的稳定性、较高的精确度、不受 外界环境影响外，还具有灵活性特点。在用可编程 DSP 实现数字滤波器可通过修 改滤波器的参数十分方便的改变滤波器的相关特性。在多数应用中也都希望根据 期望指标把一个信号的频谱加以修改、整形或者运算。这些过程都可能包含一个 衰减频率范围，阻止或隔离一些频率成分，用数字滤波器来实现这些功能是方便、 有效、可行的3。 1.4 数字滤波器的实现方法 数字滤波器的实现方法有以下三种： （1）用计算机软件实现 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 3 软件实现方法就是在通用的微型计算机上用软件来实现。利用计算机的存储 器、运算器和控制器把滤波所要完成的运算编程程序通过计算机来执行，软件可 由使用者自己编写，也可使用现成的。国内外的研究机构、公司已经推出了不同 语言的信号滤波器处理软件包。但是这种方法速度很慢，难以对信号进行实时处 理，虽然可由用快速傅立叶变换算法累加，来加快计算速度，但要达到实时处理 还是要付出很高的代价，因而该方法多在教学与科研中使用。 （2）采用 DSP（Digital Signal Processing）处理器来实现 DSP 处理器是专为数字信号处理而设计的，如 TI 公司的 TMS320CX 系列， AD 公司的 ADSP21X,ADSP210X 系列等。它的主要数字运算单元是一个乘累加 器(MAC)，能够在一个机器周期内完成一次成累加运算，配有适合于信号处理的 指令，具备独特的循环寻址和倒序寻址能力。这些特点都非常适合数字信号处理 中的滤波器设计的有效实现，并且它速度快，成本低，在过去的 20 多年的时间 里，软件可编程的 DSP 器件几乎统治了商用数字信号处理硬件的市场。 用 DSP 芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响外， 还具有灵活性好的特点。用可编程 DSP 芯片实现数字滤波可通过修改滤波器的参 数十分方便的改变滤波器的特性。 （3）用 FPGA 可编程器件来实现 使用相关开发工具和 VHDL 等硬件开发语言，通过软件编程用硬件实现特定 的数字滤波算法。这一方法由于具有通用性的特点并可以实现算法的并行运算， 无论是作为独立的数字信号处理，还是作为 DSP 芯片的协作处理器都是比较活跃 的一个研究领域4。 通过比较以上三种方法可见：可以采用 MATLAB 等软件来学习数字滤波器 的基本知识，计算数字滤波器是系数，研究算法的可行性，对数字滤波器进行前 期的仿真。也可以采用 DSP 或 FPGA 来实现硬件电路。本文重点研究在利用 DSP 来实现数字滤波的设计。 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 4 2 FIR 数字滤波器的设计原理及 MATLAB 的实现 2.1 FIR 数字滤波器的基本网络结构 设单位脉冲响应 h(n)长度为 N，输入信号为 x(n),则 FIR 数字滤波器就是要 实现下列差分方程： N-1 m=0 y(n)=h(m)x(n-m) （3） 式（3）就是 FIR 数字滤波器的差分方程，FIR 网络结构特点就是没有反馈支路， 即没有环路，因此它是无条件的稳定系统，其单位脉冲响应 h(n)是一个有限长序 列。由上面的方程可知，FIR 滤波器实际上是一种乘法累加运算，不断地输入样 本 x(n),经延时（），做乘法累加，再输出滤波结果 y(n) 。 1 z 对式（3）进行 Z 变换，经整理后可得 FIR 滤波器的传递函数 H(z)为 1 0 ( )( ) N n n H zh n z （4） 由式（4）可以看出，FIR 数字滤波器一般网络结构，如下图 1 所示。 图 1 FIR 数字滤波器一般网络结构 2.2 FIR 数字滤波器的设计方法 FIR 数字滤波器的设计方法主要有窗函数和频率采样等设计方法，其中窗函 数设计法是最基本的设计方法。在设计 FIR 滤波器时，一个最重要的计算就是加 窗，其中采用矩形窗是最直接也是最简便的方法。本文主要采用矩形窗设计方法。 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 5 2.2.1 窗函数法设计的基本思想 窗函数的设计思想是选择一种合适的理想频率特性的滤波器，然后截断它的 脉冲得到一个线性相位和因果的滤波器。因此这种方法关键在于选择某种合适的 窗函数和一种理想滤波器。对于给定的滤波器的技术指标，选择滤波器长度具有 最窄主瓣宽度和尽可能小的旁瓣衰减的某个窗函数。现介绍如下。 首先设希望逼近的滤波器频率响应函数为，其单位脉冲响应是。() jw d He( ) d h n ()( ) jwjwn dd n Hehn e （5） 1 ( )() 2 c c w jwjwn dd w hnHeedw （6） 如果能够由已知的求出，经过 Z 变换可得到滤波器的系统函数。() jw d He( ) d h n 但通常以理想的滤波器作为，其幅度特性逐段恒定，在边界频率处有不() jw d He 连续点，因而是无限时宽的，且是非因果序列。( ) d h n 然而我们实际设计的滤波器的单位脉冲响应为 h(n)，长度为 N，其系数函数 H(z)为 1 0 ( )( ) N n n H zh n z （7） 这样用一个有限长的序列 h(n)去代替，肯定会引起误差，表现在频域就是通( ) d h n 常所说的吉布斯效应。这种吉布斯效应是由于将直接截断引起的，因此，也( ) d h n 称为截断效应。如何构造窗函数 w(n)，用来减少截断效应，这就需要设计一个能 满足技术要求的 FIR 线性相位滤波器。 2.2.2 几种常见的窗函数 采用窗函数设计方法关键在于选择某种合适的窗函数和理想的滤波器。常见 的窗函数有5：矩形窗、三角形窗、汉宁窗、哈明窗、布莱克曼窗、凯塞窗。这 六种窗函数的基本参数如表 1。. 表 1 六种窗函数的基本参数 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 6 过渡带宽度 t B 窗函数类型 旁瓣峰值 /dB n a 近似值精确度 阻带最小衰减 /dB s a 矩形窗-134/N1.8/N-21 三角窗-258/N6.1/N-25 汉宁窗-318/N6.2/N-44 哈明窗-418/N6.6/N-53 布莱克曼窗-5712/N11/N-74 凯塞窗-5710/N-80 表中过渡带和阻带最小衰减是用对应的窗函数设计的 FIR 数字滤波器的频率 响应指标。MATLAB 信号处理工具箱提供了十四种窗函数的产生函数，下面列 出上述六种窗函数的产生函数及调用格式： wn=boxcar(N) %列向量 wn 中返回长度为 N 的矩形窗函数 w(n) wn=bartlett(N) %列向量 wn 中返回长度为 N 的三角窗函数 w(n) wn=banning(N) %列向量 wn 中返回长度为 N 的汉宁窗函数 w(n) wn=hamming(N) %列向量 wn 中返回长度为 N 的哈明窗函数 w(n) wn=blackman(N) %列向量 wn 中返回长度为 N 的布莱克曼窗函数 w(n) wn=kaiser(N,beta) %列向量 wn 中返回长度为 N 的凯塞窗函数 w(n) 2.2.3 窗函数的选择原则是： 第一：具有较低的旁瓣幅度，尤其是第一旁瓣幅度。 第二：旁瓣幅度下降要尽可能大，以利于增加阻带衰减。 第三：主瓣的宽度要尽可能窄，以获得较陡的过渡带。 通常情况下上述三点很难同时满足，当选择主瓣宽度较窄时，虽然得到了较 陡的过渡带，但是通带和阻带明显增加；当选用最小的旁瓣幅度时虽然能得到匀 滑幅度响应和较小的阻带波动，但过渡带又加宽了。因此我们在选择窗函数往往 时折中选择。在保证主瓣宽度达到一定要求的条件下，适当的牺牲主瓣宽度来换 取旁瓣匀滑幅度响应和波动减少。 2.2.4 用窗函数法设计 FIR 滤波器的步骤 窗函数设计滤波器的步骤如下： （1）根据对阻带衰减及过渡带的指标要求，选择窗函数的类型，并估计窗 口长度 N。先按照阻带衰减选择窗函数类型。原则是保证阻带衰减满足要求的情 况下，尽量选择主瓣窄的窗函数。然后根据过渡带宽度估计窗口长度 N。 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 7 （2）构造希望逼近的频率响应函数，即() jw d He (8) (1)/2 ()( ) jwjw N ddg HeHw e 所谓的“标准窗函数法” ，就是选择为线性相位理想滤波器（理想低通、() jw d He 理想高通、理想带通、理想带阻） 。 （3）计算。如果给出待求滤波器的频响函数为，那么单位脉冲( ) d h n() jw d He 响应用下式求出： 1 ( )() 2 jwjwn dd hnHeedw （9） 如果较复杂，或者不能用封闭公式表示，则不能用上式求出。我们() jw d He( ) d h n 可以对从 w=0 到 w=2采样 M 点，采样值为() jw d He ,进行 M 点 IDFT 得到： 2 ( )(),0,1,2,1 k j M dMd HkHekM (10)( )( ) dMdMM hnIDFT Hk 根据频域采样理论，与应满足：( ) dM hn( ) d h n ( )( dMdM r hnhnrMR ）（n) （11） 因此，如果 M 选得够大，可以保证在窗口内有效地逼近。( ) dM hn( ) d h n 由此可求出单位脉冲响应为( ) d h n sin() ( ) () c d w na hn na （12） 为保证线性相位特性，=(N-1/2)。a （4）加窗即可得到设计结果：h(n)= w(n) 。( ) d h n 2.3 FIR 数字滤波器的 MATLAB 的实现 MATLAB 是美国 MathWorks 公司自 20 世纪 80 年代中期推出的数学软件， 优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力使其很快在数学软件中脱颖而出。 MATLAB 语言是当今国际科学界最具有影响力、最有活力、以及应用最广泛的 软件之一。它提供了强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 8 化与界面设计、便捷与其他程序接口功能；它提供了数字处理工具箱，使数字处 理比以前更为简洁方便且效果更好6 7。 MATLAB 集成了一套功能强大的滤波器设计工具 FDATool，它涵盖了信号 处理工具箱中所有滤波器设计方法，利用它可以方便地完成多种滤波器的设计、 分析和性能评估。首先应根据指标参数及对滤波器特性的要求，选择合适的滤波 器类型及设计方法进行设计。本文以采用矩形窗设计低通数字滤波器为例。所设 计的滤波器技术指标为：滤波器阶数为 51，采样频率 fs 为 181KHz，滤波器截止 频率 fc 为 10Kz 的滤波器。设计的仿真结果如图 2，图 3 所示。 0102030405060708090 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 Frequency (kHz) Magnitude (dB) Magnitude Response (dB) 图 2 幅频曲线 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 9 0102030405060708090 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Frequency (kHz) Phase (degrees) Phase Response 图 3 相频曲线 由图 2，图 3 可得：图 2 为本次所设计滤波器的幅频特性曲线，图 3 为本次 所设计滤波器的相频特性曲线。由图可以看出所设计的滤波器具有良好的低通滤 波特性，在通带内具有严格的线性相位。 3 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实现 上节介绍了使用 MATLAB 工具箱实现数字滤波器，虽然可以方便地实现数 字滤波，但是 MATLAB 实现的滤波器不能实现对输入信号的实时处理，当输入 信号改变时需要再次改变滤波器参数，比较繁琐。而基于 DSP 实现的数字滤波能 够克服修改参数，这个繁琐的问题，实现实时滤波实时处理的特性。 3.1 DSP 芯片的概述 数字信号处理器（DSP）是一种能对数字信号进行高速实时处理的高速处理 器，其主要是用来快速的实现各种数字处理的算法。在当今的数字化时代中， DSP 已经成为通信设备，计算机网以及其它电子产品的基本元器件。 TI 公司的 2000 系列和 5000 系列的 DSP 都是通用型的芯片，考虑到 2000 系 列的 DSP 多用于控制方面，而 5000 系列较 2000 系列具有更高的时钟频率、更低 的价格和更加强大的运算功能，所以在数字滤波器系统的设计中采用了 TI 公司 的一款高性能，低功耗特点的 DSP：TMS320VC5402 该 DSP 具有较快的运算速 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 10 度：运算速度最快可达 532MIPS；采用了低功耗设计方式：内核电压为 1.8V，I/O 电压为 3.3V 8。本文采用的 DSP 芯片为 TMS320VC5402，下面介绍本 文所用到的 DSP 实验箱的主要模块。 3.1.1 DSP 板的结构 DSP 板主要包括以下功能模块： （1）语音处理单元 （2）数模转换单元 （3）模数转换单元 （4）信号源单元 （5）键盘单元 （6）数码显示单元 （7）液晶单元 （8）开关量输入输出单元 （9）电源单元 （10）单脉冲产生单元 （11）电平转换单元 （12）CPLD 下载单元 （13）信号扩展单元。 本设计的主要用到的是信号源单元、数模转换单元及模数转换单元，以下是 这些单元的简单介绍。 1）信号源单元：频率，幅值可调双路三角波，方波和正弦波产生电路采用 两片 8038 信号发生器，输出频率范围 20100kHZ，幅值范围10V10V， 输入波频率范围可通过波段开关来选择；频率，幅值可独立调节。两路输出信号 可以通过加法器进行信号模拟处理和混叠，作为信号滤波处理的混叠信号源，混 叠后的信号从信号源 1 输出，信号源单元原理如图 4 所示。 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 11 幅值调节幅值调节 信号源 1 波形选择 混叠 信号源 2 频率调节频率调节 图 4 信号源单元原理框图 2）数模转换单元：数模转换采用 DAC08 芯片，分辨率 8 位，精度 1LSB，转 换时间可达 85ns。DAC08 可以应用在 8bit，1usA/D 变换，波形发生，语音编 码，衰减器，可编程功率变换器, CRT 显示驱动，高速 modems 以及其他要求低成 本，高速等多功能场合。在本实验系统中，DAC08 采用对称偏移二进制输出方式， 输出电压范围5V5V，数模转换的原理图如图 5 所示。 锁 存 器 D A C 0 8 运 放 输 出 D S P 图 5 数模单元原理框图 底板 DAC08 参考 Vref=+5V；输入 00H，输出电压5V；输入 ffh，输出电压 5V。 3）模数转换单元：模数转换芯选用 AD7822，单极性输入，采样分辨率 8BIT，并行输出；内含取样保持电路，以及可选择使用内部参考电压源，具有转 换后自动 Power-Down 的模式，电流消耗可降低至 5uA 以下。转换时间最大为 420ns，SNR 可 48dB，INL 及 DNL 都在、0.75LSB 以内。可应用在数据采样， DSP 系统及移动通信等场合。在本实验系统中，参考电压源2.5V，偏置电压输 入引脚 Vmid=+2.5V。模拟输入信号以过运放处理后输入 AD7822, 输入电压范围 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 12 12V12V9，模数转换的原理图如图 6 所示。 模 拟 信 号 输 入 A D 7 8 2 2 运 放 D S P 图 6 模数转换单元原理图 3.2 FIR 数字滤波器的 DSP 实现 本次设计的低通滤波器的主要性能指标：设计一个滤波器阶数为 51，采样频 率 fs 为 181KHz，滤波器截止频率 fc 为 10Kz 的滤波器，具体的设计过程如下。 （1）启动 CCS 2.0，用 Project/Open 打开 “ExpFIR.pjt”工程文件；双击 “ExpFIR.pjt”及“Source”可查看各源程序，运行环境如图 7 所示。 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 13 图 7 运行环境 （2）加载“ExpFIR.out” ；主程序中，K+处，设置断点；单击“Run”运行程 序，程序将运行至断点处停止，加载输出如图 8 所示。 图 8 加载输出 （3）用 View/Graph/Time/Frequency 打开一个图形观察窗口；设置观察图形窗 口变量及参数为：采用双踪观察在启动地址分别为 0x3000H 和 0x3100H，长度 为 256 的单元中数值的变化，数值类型为 16 位有符号整型变量，这两段存储 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 14 单元中分别存放的是经 A/D 转换后的输入混叠信号(输入信号)和对该信号进行 FIR 滤波的结果，参数设置如图 9 所示。 图 9 参数设置 （4）单击“Animate”运行程序，调整观察窗口并观察滤波结果，仿真结果如 图 10 所示。 图 10 仿真结果 （5）调节 DSP 实验箱上的输入正弦波的幅值或频率旋钮，再次观察输出波形， 如图 11 所示。 淮北煤炭师范学院 2011 届学士毕业论文 基于 DSP 的 FIR 数字滤波器的设计与实 现 15 图 11 输出波形 由图 10 可知，图 10 中上面窗口为从信号源单元产生的两个不同频率的混叠 信号，下面窗口为其经过所设计的低通滤波器，滤波以后输出的波形，由上下两 个波形图的对比可知，本次设计的 FIR 数字低通滤波器起到了很好的低通滤波效 果。 当对信号源输入信号作出改变时，如图 11 所示。说明经过所设计的低通滤 波器输出信号也随之发生改变，