有限冲击响应FIR_滤波器的设计完美版

1、专业班级 学号 姓名成绩有限冲击响应FIR滤波器的设计一、设计目的表1、掌握数字滤波器的设计过程；：2、了解FIR的原理和特性；：3、熟悉设计FIR数字滤波器的原理和方法；:4、学习FIR滤波器的DSP实现原理；T 5、学习使用ccs的波形观察窗口观察输入、输出信号波形和频谱变化情况。二、设计内容1、通过MATLAB来设计一个低通滤波器，对它进行模拟仿真确定FIR滤波 器系数；纟* 2、用DSP汇编语言进行编程，实现FIR运算，对产生的合成信号，滤除 i信号中高频成分，观察其滤波前后的波型变化。? 三、设计原理：滤波器就是在时间域或频域内，对已知激励产生规定响应的网络。使i其能够从信号中提取有

2、用的信号，抑制并衰减不需要的信号，滤波器的设 计实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 实现的实际滤波器响应特性逼近给出的频率响应特性。FIR数字滤波器是一种非递归系统，其传递函数为：H (z) =Y(Z)/X(Z) = Zb(n)z n由此可得到系统的差分方程为：y (n ) = Eh ( i ) x ( n -i)其激响应h (n)是有限长序列，它其实就是滤波器系数向量b (n) , N为 FIR滤波器的阶数.在数字信号处理应用中往往需要设计线性相位的滤波器，FIR滤波器 在保证幅度特性满足技术要求的同时，易做到严格的线性相位特性。为了 使滤波器满足线性相位条件，要

3、求其单位脉冲响应h(n)为实序列，且满足 偶对称或奇对称条件,即h(n )=h (N-1-n)或h (n)二h (NT-n)。这样，当N 为偶数时，偶对称线性相位F讯滤波器的差分方程表达式为Y (n) = Eh ( i ) (x ( n -i)+x (N-1-n-i)由上可见，FIR滤波器不断地对输入样本x(n)延时后，再做乘法累加 算法，将滤波器结果y(n)输出。因此，FIR实际上是一种乘法累加运算。 而对于线性相位FIR而言，利用线性相位FIR滤波器系数的对称特性，可 以采用结构精简的FIR结构将乘法器数目减少一半。FIR滤波器的单位脉冲h(n)是一个有限长序列。若h(n)为实数，且满 足

4、偶对称或是奇对称的条件，则FIR滤波器具有相位特性，FIR数字滤波器具有以下几个特点：FIR滤波器无反馈回路，是一种无条件稳定系统。四、总体方案设计1、有给定的设计参数，滤波器系数可由MATLAB中的函数产生。2、在CCS中采用汇编源程序来实现FIR数字滤波器步骤1):创建工程文件project/new/myproject 保存时加后缀。2) :在f i le/new/sourcef i Ie进行汇编语言并将其添加到工程文件。3) :编译 汇编 链接project/bui Id生成out文件。4) : f iIe/load programo5) :执行文件。五、主要参数滤波器阶数为 17 ,

5、a1=a15=0, a2=a14=158, a3=a13=264, a4=a12=-290, a5=a11=-1406,a6=a10=3187,a7二a9二9287,a8=12272o六、设计步骤1、启动CCS ,在CCS中建立一个汇编源文件、建立一个C源文件和一个 命令文件，并将这三个文件添加到工程，再编译并装载程序。2、设置波形时域观察窗口，得到其滤波前后波形变化图；3、设置频域观察窗口，得到其滤波前后频谱变化图。七、源程序汇编源文件;一个FIR滤波器源程序 mmregs global startdefstart,_c_int00INDEXset1KSset256;模拟输入数据缓冲区大小N

6、set17COFF.FIR sectMCOFF_FIRM;FIR滤波器系数.word0.word158.word264.word-290.word-1406.word-951.word3187.word9287 word12272 word9287 word3187 word-951 word-1406 word-290 word260 word158 word0 dataINPUT copy；模拟输入在数据存储区0x2400OUTPUT space1024;输出数据在数据区0x2500;FIR_DP usectHFIR_VARSM,0;D_FIN usect”FIR_VARS”，1;D_FO

7、UT useetnFIR_VARSM,1COFFTAB useetnFIR_C0FFH,NDATABUF useet"FIR_BFR”，NBOS usectHSTACKM, OFhTOS usect"STACK”，1 textasgARO, INDEX.PasgAR4,DATA_P ;输入数据x (n)循环缓冲区指针asgAR5,COFF.P ;FIR系数表指针asgAR6, I NBUF.P ;模拟输入数据指针nopstart: ssbxSTMRPTMVPD;将尸2系数从程序存储器移动;到数据存储器asgAR7, OUTBUF.P; FIR滤波器输出数据指针_cnt00b

8、 start nopFRCT#COFFTAB, COFF.P#N-1#COFF_FIR,*COFF_P+STM#INDEX, INDEX_PSTM#DATABUF, DATA_PRPTZA,#N-10000:OOAOFIR FILTERSTL A,*DATA_P+;将数据循环缓冲区淸零STM #(DATABUF+N-1),DATA_P ;数据缓冲区指针指向 xn-(N-1)STM#COFFTAB, COFF_P;FIR.TASK:STM#INPUT,INBUF_PSTM#OUTPUT,OUTBUF_PSTM#KS-1,BRCRPTBDLOOP-1STM#N,BK;FIR循环缓冲区大小LD*IN

9、BUF_P+, A;装载输入数据FIR.FILTER:STLA,*DATA_P+%RPTZA, N-1MAC*DATA_P+O%, *COFF_P+O%, ASTHA,*OUTBUF_P+LOOP:EEND B EENDend2、链接程序-mMEMORYPAGE 1: INTRAM1 (RW) ：ORIGIN=2400H丄ENGTH二0200HINTRAM2 (RW) :ORIGIN=2600H, LENGTH=01OOHINTRAM3(RW) :ORIGIN=2700H, LENGTH=O1OOHB2B (RW) ：ORIGIN二0070H,LENGTH二10HISECT IONS text

10、:>R0M1PAGE data:>INTRAM1PAGEFIR_COFF:>INTRAM2PAGEFIR_BFR :>INTRAM3PAGE stack :>B2BPAGE3、执行程序0000:0080:46:75$,text , .text, c intOO0000:0084start0000:0095FIR TASK0000:00A5EEND, LOOP0000:00A7 COFF_FIR, etext, etext八、实验结果及分析仁 设置波形时域观察窗口，得到其滤波前后波形变化图滤波前的波形输入滤波前的波形输出2、设置频域观察窗口，得到其滤波前后频谱变化图

11、滤波前频谱图0 Graph Property Dialog区Display Type| FPT M agni tudeOJ AGraph Ti tl已Graphical DisplaySignal TypeReal£*tart AddressUTPUTPageDataAcquisition Buffer Size258Index Increrrient1FFT Frsjriesize256FFT Order8FFT Windowing： FunctionRectangleDisplay Peak and HoldOffDSP Data Type16"bi t si gned

12、 integerQ-yalue0Sampling liate (Hz)1Plot Data FromLeft to Right.Le£tshi £ted Data DisplayYesV2欣17鴻%1环 沁 lOe 琢5 沖5 7M 63MG $环 4 3=*5- 31 基“欣0.DM17008330.1K0 1670 2C60750020333o m0 4170496滤波后频谱图九、设计总结在这次DSP课程设计中，我受益匪浅！这期间学到了更多CCS软件的 知识，同时也对这个软件的操作更加熟悉。用DSP实现FIR数字滤波，具有 稳定性好、准确度高、灵活性好、不受环境影响等优点。在完成这个设计的过程中我遇到了好多操作问题，好多次都想放弃， 因为有了老师的悉心指导和同学的热心帮助，才能坚持把它完成