TMS320F2812实验报告.docx

西北工业大学航海学院DSP实验报告实验一 有限冲激响应FIR滤波器实验l 实验目的：1. 学习使用汇编语言来设计FIR数字滤波器的原理和方法； 2. 进一步学习使用CCS的时域和频域波形视窗观察时域输入/输出信号波形和频谱变化情况。l 实验要求：1. 理解FIR滤波器的原理和实现方法；2. 实验提供输入数据，建立工程文件并编写实验源程序，利用编写的FIR滤波源程序对实验数据进行滤波；3. 运行程序并观察、分析滤波前后信号的时域、频域特性。l 基本原理：FIR滤波具有稳定和线性相位等优点，滤波器就是在时域或频域内，对已知激励产生规定响应的网络，使其能够从中提取有用信号，抑制并衰减不需要的信号。滤波器设计本质上就是对提出的要求给出相应的性能指标，再通过计算，使物理可实现的实际滤波器频率响应特性逼近给出的频率响应特性，FIR数字滤波器系统的传递函数为：Hz=YzXz=n=0N-1bnz-n由此得到的系统的差分方程为:yn=b(0)*xn+b1*xn-1+ bN-1*xn-N-1若FIR数字滤波器的单位冲击响应序列为hn，它就是滤波器系数向量bn。传统的滤波器分析与设计均使用繁琐的公式计算，改变参数后需要重新计算，从而在分析与设计滤波器尤其是高阶滤波器是工作量特别大。本次试验的系数是由老师给定的，再将所设计滤波器的幅频特性响应和相频特性响应曲线作为输出，与设计要求进行比较，对设计的滤波器进行优化。l 实验环境：1、硬件环境：PC兼容机一台；2、软件环境：操作系统为Windows Vista或Windows XP；CCS v3.3集成开发环境（可选其它版本）。l 实验步骤：1. 配置CCS v3.3集成开发环境并运行CCS v3.3；2. 创建工程文件；3. 编写、添加源文件和链接命令文件；4. 编译、链接并运行源程序；5. 观察、分析运行结果；l 附录：1) 程序清单：l CMD文件：表一：FIR滤波器实验的CMD链接文件/*-*/ MEMORY PAGE 0 : RAM_0 (R) : origin=0f6000h length=04000h PAGE 1 : RAM_1 (RW) : origin=080000h length=08FFFh PAGE 1 : RAM_2 (RW) : origin=089000h length=05FFFh PAGE 1 : RAM_3 (RW) : origin=090000h length=05FFFh PAGE 1 : RAM_4 (RW) : origin=0f0000h length=05000hSECTIONS .text : load = RAM_1, page = 1.bss : load = RAM_3, page = 1 .data : load = RAM_4, page = 1samples : load = RAM_2, page = 1 FirCoeff : load = RAM_0, page = 0/*-*/l FIR滤波汇编语言文件：表二：FIR滤波器实验C语言主程序/*-*/ .sect samplesInSamples: .include FIR_Input.asm .eval LastIn-FirstIn+1,M .sect FirCoeffFirCoeff: .include FIR_Bandpass03.asm.eval Last_BPB-FIR_B+1,N.data.bss SampleBuf,N,1.bss CoefBuf,N,1OutSamples: .bss y,M,1 SampleCnt: .set 512Num: .set N-1.text.global _c_int00_c_int00: SETC OBJMODE.lp_amode SETC AMODE SETC VMAPSETC SXM EALLOW MOVL XAR3,#OutSamplesMOV AR0,#(SampleCnt-1)clear: MOV *XAR3+,#0BANZ clear,AR0MOVL XAR2,#InSamplesMOVL XAR3,#OutSamplesMOVL XAR5,#FirCoeff MOVL XAR7,#CoefBuf MOV AR0,#Numcoefinit:MOV ACC,*XAR5+MOV *XAR7+,ACCBANZ coefinit,AR0- MOVL XAR6,#SampleBufMOV AH,#NumMOV AL,#0MOVL XAR1,ACCRPT #(Num-1)| MOV *+XAR6AR1%+,#0MOV AR0,#(SampleCnt-1)Loop: MOV ACC,*XAR2+ MOV *+XAR6AR1%+,ACC SPM -1ZAPAMOVL XAR7,#CoefBufRPT #Num| MAC P,*+XAR6AR1%+,*XAR7+ADDL ACC,PSFR ACC,#14MOV *XAR3+,ALBANZ Loop,AR0-NOPNOP .end/*-*/2) 实验图：图一：滤波器冲激响应时域波形图二：滤波器幅频响应波形图三：输入数据时域波形图四：输入数据频域波形图五：输出数据时域波形图六：输出数据频域波形2009年7月3日星期五实验二 FFT算法设计实验l 实验目的：1. 掌握FFT的原理和实现方法；2. 学会使用汇编语言实现fft的设计和编程思想。l 实验要求：1. 理解FFT的原理和实现方法；2. 实验提供数据文件，建立工程并编写源程序，利用编写的FFT程序分析数据文件的频谱特性；3. 运行程序并观察、分析运行结果。l 基本原理：快速傅里叶变换(FFT)是离散傅里叶变换(DFT)的一种高效运算方法。对于有限长离散数字信号x(n),0=n PROG , PAGE = 0 /* 16-Bit data sections */ .data : L0RAM, PAGE = 1 .bss : L1RAM, PAGE = 1,fill=0 .coef : M0RAM, PAGE = 1 .input_data : M1RAM, PAGE = 1/*-*/l FFT程序表二：FFT算法实验的main函数/*-*/ .include INPUT_DATA.asm .include FIR_Bandpass02.asm .include FFT_N_DEF.h .dataDP_START: .set 0x200DUMP_START: .set 0x8000 .global FILTER .global FFT .global COEF_START,COEF_END .global INPUT_START,INPUT_END .global DATA_BUF .global OUTPUT_BUF .global SUM .global OUTPUT_INDEX .global INPUT_INDEX .global DATA_INDEX .global FFT_DATA_BUF .global FFT_N .global GLP_BUF .global FFT_INPUT_INDEX .global FFT_DATA_INDEX .global U .global LE .global LE1 .global TEMP .global RHT_SHFT_BIT M: .set INPUT_END-INPUT_START+1N: .set COEF_END-COEF_START .global M .global N DATA_BUF: .space N*16OUTPUT_BUF: .space M*2*16 SUM: .space 2*16OUTPUT_INDEX: .space 1*16INPUT_INDEX: .space 1*16DATA_INDEX: .space 1*16 .bss FFT_DATA_BUF,FFT_N*2 .bss GLP_BUF,FFT_N .bss FFT_INPUT_INDEX,2 .bss FFT_DATA_INDEX,2 .bss U,2 .bss LE,2 .bss LE1,2 .bss TEMP,2 .bss RHT_SHFT_BIT,1 .def _c_int00 .text_c_int00: SETC OBJMODE MOV DP, #DP_START MOVL XAR7, #DUMP_START SETC VMAP LC FILTER LC FFT NOP NOP ESTOP0 .end /*-*/表三：FFT算法实验的FFT函数/*-*/ .include FFT_N_DEF.h .include SIN.dat .global FFT .global M .global OUTPUT_BUF .global SIN0,SIN90,SIN180 .global FFT_DATA_BUF .global FFT_N .global GLP_BUF .global FFT_INPUT_INDEX .global FFT_DATA_INDEX .global U .global LE .global LE1 .global TEMP .global RHT_SHFT_BITFFT: LC INIT_FFT LC IN_DATA LC FFT_CAL LC GLP_CAL LRET NOPINIT_FFT: SPM 1 ZAPA MOV DP, #FFT_INPUT_INDEX MOVL FFT_INPUT_INDEX,ACC MOVL FFT_DATA_INDEX,ACC MOVW DP,#RHT_SHFT_BIT MOV RHT_SHFT_BIT,#0 LRET NOPIN_DATA: MOVL XAR7,#FFT_INPUT_INDEX MOV AL,*XAR7 MOV AH,#0 CMP AL,#(M*2-2) MOV *XAR7,AH,GT MOVL XAR2,#OUTPUT_BUF MOVL ACC,XAR2 MOVW DP,#FFT_INPUT_INDEX ADDL ACC,FFT_INPUT_INDEX MOVL XAR2,ACC MOVL XAR3,#FFT_DATA_BUF MOV AR0,#FFT_N MOV AR1,#(FFT_N-1) LOOP1: MOVL ACC,*XAR2+ NOP *,ARP3 MOVL *BR0+,ACC BANZ LOOP1,AR1- ZAPA MOVL FFT_DATA_INDEX,ACC nop MOVL ACC,FFT_INPUT_INDEX nop MOVL XAR1,#FFT_N ADDL ACC,XAR1 nop MOVW DP,#FFT_INPUT_INDEX nop MOVL FFT_INPUT_INDEX,ACC nop LRETFFT_CAL: MOV AR0,#1LOOP2: MOV T,AR0 MOV AL,#0 MOV AR1,#1 ZAPA ADD ACC,AR1T MOVW DP,#LE MOVL LE,ACC DEC T MOV ACC,AR1T MOVL LE1,ACC MOV U,#0X7FFF MOV (U+1),#0 MOVL XAR1,#0 LOOP3: MOVL ACC,XAR1 MOVL XAR2,ACC LOOP4: ZAPA MOVL ACC,XAR2 ADDL ACC,XAR2 MOVW DP,#LE1 ADDL ACC,LE1 ADDL ACC,LE1 MOVL XAR7,#FFT_DATA_BUF ADDL ACC,XAR7 MOVL XAR7,ACC MOVL XAR3,#FFT_DATA_BUF MOVL ACC,XAR3 ADDL ACC,XAR2 ADDL ACC,XAR2 MOVL XAR3,ACC ZAPA DMAC ACC:P,U,*XAR7 SUBL P,ACC MOV ACC,P MOV TEMP,AH MOVL ACC,U PUSH ACC POP AR5:AR4 MOV AH,AR4 MOV AL,AR5 MOVL XAR5,ACC ZAPA DMAC ACC:P,XAR5,*XAR7 ADDL ACC,P MOV (TEMP+1),AH MOV AL,*XAR3+ B S1,OV S1: SUB AL,TEMP B S8,OV PUSH AL MOV AL,*XAR3 B S2,OV S2: SUB AL,(TEMP+1) B S7,OV PUSH AL MOV AL,*-XAR3 B S3,OV S3: ADD AL,TEMP B S6,OV PUSH AL NOP *XAR3+ MOV AL,*XAR3 B S4,OV S4: ADD AL,(TEMP+1) B S5,OV PUSH AL B S9,UNC S5: POP AL S6: POP ALS7: POP AL S8: MOVW DP,#RHT_SHFT_BIT INC RHT_SHFT_BIT MOVL XAR4,#(2*FFT_N-1) MOVL XAR5,#FFT_DATA_BUF LOOP6: MOV AL,*XAR5 ASR AL,#1 MOV *XAR5+,AL BANZ LOOP6,AR4- B LOOP4,UNC S9: POP *XAR3 POP *-XAR3 NOP *XAR7+ POP *XAR7 POP *-XAR7 MOVL ACC,XAR2 ADDL ACC,LE MOVL XAR2,ACC MOVL XAR4,#FFT_N CMPL ACC,XAR4 B LOOP4,LT MOVL XAR7,#SIN0 MOVL ACC,XAR1 ADD ACC,#1 MOVL XT,ACC MOVL XAR5,#1440 IMPYL ACC,XT,XAR5 MOV T,AR0 LSRL ACC,T MOVL XAR4,ACC MOVL ACC,XAR7 ADDL ACC,XAR4 MOVL XAR6,ACC MOV AH,*XAR6 NEG AH MOVW DP,#U MOV (U+1),AH CMP AR4,#360 B L1,GT MOV AL,AR4 SUB AL,#360 NEG AL MOV AH,#0 ADDL ACC,XAR7 MOVL XAR6,ACC MOV AH,*XAR6 MOVW DP,#U MOV U,AH B L2,UNC L1: MOV AL,AR4 SUB AL,#360 MOV AH,#0 ADDL ACC,XAR7 MOVL XAR6,ACC MOV AH,*XAR6 NEG AH MOVW DP,#U MOV U,AHL2: ADDB XAR1,#1 MOVL ACC,XAR1 CMPL ACC,LE1 B LOOP3,LT INC AR0 MOV AL,AR0 CMP AL,#EXP B LOOP2,LEQ LRETGLP_CAL: MOV AR0,#(FFT_N-1)LOOP5: MOVL XAR7,#FFT_DATA_BUF MOVL ACC,XAR7 ADD ACC,AR0 ADD ACC,AR0 MOVL XAR7,ACC MOVL XAR6,#GLP_BUF MOVL ACC,XAR6 ADD ACC,AR0 MOVL XAR6,ACC ZAPA MOVL XAR5,*XAR7 DMAC ACC:P,XAR5,*XAR7 ADDL ACC,P ADDL ACC,ACC ADDL ACC,ACC MOV *XAR6,AH BANZ LOOP5,AR0- LRET/*-*/表四：FFT算法实验的FIR_FILTER函数/*-*/ .global FILTER .global COEF_START,COEF_END.global INPUT_START,INPUT_END .global DATA_BUF .global OUTPUT_BUF .global SUM .global OUTPUT_INDEX .global INPUT_INDEX .global DATA_INDEX .global M .global NFILTER: LC INIT_INDEX MOVL XAR5,#DATA_BUF MOVL XAR7,#INPUT_START MOV AR0,#(M-1)LOOP6: LC IN_DATA LC CONV LC OUT_DATA BANZ LOOP6,AR0- LRET NOP NOPINIT_INDEX: MOVL XAR7,#DATA_INDEX MOV *XAR7,#(N-1) MOVL XAR7,#INPUT_INDEX MOV *XAR7,#0 MOVL XAR7,#OUTPUT_INDEX MOV *XAR7,#0 LRET NOP NOPIN_DATA: MOVL XAR7,#INPUT_INDEX MOV AL,*XAR7 MOV AH,#0 CMP AL,#M MOV *XAR7,AH,EQ MOVL XAR4,#INPUT_START NOP NOP MOVL ACC,XAR4 NOP NOP NOP MOVL XAR3,#INPUT_INDEX NOP NOP NOP ADD ACC,*XAR3