基于DSP实现的FIR低通滤波器

1、DSPW程设计题目：基于DS限现的FIR低通滤波器院系：电气信息学院专业：电子信息工程姓名：学号：指导教师：时间：2015.7目录一、设计目标,，3二、理论基础及编译环境介绍,31、CC漪介,，32、FIR滤波器简介,3三、相应参数的计算、编写源程序以及调试过程,41、用MATLA升算滤波系数,42、用MATLA编写滤波器输入信号,53、用CCS的Simulator进行滤波特性的测试,64、将文件添加到工程中,6四、实验结果及分析,10一、设计目标；设计一个FIR低通滤波器，其通带频率为5000Hz,采样频率为20000Hz;输入信号频率分别为2000Hz和8000Hz,通带波纹小于1db,阻

2、带衰减大于40db。FIR滤波器的设计可用MATLA画函数法进行。二、理论基础及编译环境介绍：1、CCS时TI公司推出针对TMS32Q8歹DSP勺集成开发环境，在CCSF,开发者可对软件进行编辑、编译、调试、代码性能测试(profile)和项目管理等所有工作，并能将程序下载到目标DSF±进行调试。在一个开放式的插件(plug-in)结构下，CCSft部集成了一下软件工具：(1) C5000代码产生工具(包括C5000的编码器、汇编器、汇编优先器和连接器)；(2)软件模拟器(simulator);(3)实时软件基础DSP/BIOS(4)主机与目标机之间的实时数据减缓软件RTDX(5)实

3、时分析(real-timeanalysis)和数据可现化(datavisualizationcapabilities)软件;CC2仅具有一系列的调试、分析能力，还提供了实时分析和数据可视化功能，大大降低了DSP(统的开发难度，使开发者将精力集中在应用开发上。FIR滤波器：2、FIR(FiniteImpulseResponse)滤波器：有限长单位冲激响应滤波器，又称为非递归型滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。FIR

4、滤波器有以下特点：(1)系统的单位冲激响应h(n)在有限个n值处不为零系统函数H(z)在|z|>0处收敛，极点全部在z=0处(因果系统)(3)结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，但有些结构中(例如频率抽样结构)也包含有反馈的递归部分。设FIR滤波器的单位冲激响应h(n)为一个N点序列，0&n<N1,则滤波器的系统函数为H(z)=Eh(n)*zA-n就是说，它有(N1)阶极点在z=0处，有(N1)个零点位于有限z平面的任何位置。三、相应参数的计算、编写源程序以及调试过程1、用MATLA时算滤波系数用来设计标准频率响应的基于窗函数的FIR滤波器，可实现加窗线性相位FI

5、R数字滤波器的设计。语法:b=fir1(n,Wn)b=fir1(n,Wn,'ftype')b=fir1(n,Wn,widow)b=fir1(n,Wn,'ftype',Window)产生低通FIR滤波器系数其代码如下：w1=5000/20000*2;b=fir1(32,w,lowpass,);fp=fopen('0125.inc','wt');fprintf(fp,'.word%20.0fn',b*32768);fclose(fp);其运行后生成inc文件，图像结果如图一所示：(图一)低通滤波特性曲线2、用MATLA

6、B写滤波器输入信号：其代码如下：i=0:1:255;y=round(sin(2*pi*i*2000/20000)+sin(2*pi*i*8000/20000)*32768/2)；fid=fopen('0125.dat','wt');fprintf(fid,'16512010n');fprintf(fid,'%dn',y);fclose(fid)freqz(y,1,512)其结果生产dat文件，图像如图二所示：JFigure1-leixiFileElitViInsertToolsDesktopWindo*Xtlp40dooO2O_0

7、141.mp)wpzuffw6000.10.20.3040.60E07O.S091a0"要13口口NomnalizedFrequency(xnrad/sample)0.10.20.30.40.5OE0,7D.B0.91NomnalizedFrequency(xitrad/sample)(图二)输入信号时域波形图3、用CCS勺Simulator进行滤波特性的测试：3.1、 设置CodeComposerStudio2.0在软件仿真(Simulator)方式下进行,选择TMS320C540芯片，然后启动CCS3.2、 创建新工程文件：(1)在CCST*的安装目录myproject子目录下创

8、建一个0125文件夹。(2)在Project菜单中选择New项，在Project中输入0125,选择目标类型为TMS320C5400CCS等创建一个名为0125.pjt的工程。3.3、 编辑程序：编写程序，完成后保存时文件类型选择.asm,执行File/New/SourceFile建立新的程序文件，编辑程序为0125.asm和0125.cmd。AddFiles4、将文件添加到工程中：4.1选择菜单“Project”的“AddFilestoProject,”项，在“toproject对话框中，一次添加0125.cmd文件、0125.asm文件等其结果如图三所示：I同G三|嘤圜盘通针,息而（3国图

9、国国回£1里Files0,|£jGELfilesF_|FrojectsO125.pjt图0125.end._DSP/BIOSCg£nGenaratedFileIncludeLibrariesSm因:IIIB（图三）工程文件添加程序文件图4.2打开程序文件0125.asm如下，然后编译，编译成功后,如图四所示：设置断点和探0125.ash;HIGHPASS.setBANDPASS.set:L0WAS5.,globalstart.mntre3sCOFF.FIRESTART:,copy"0125.K_FIR_BFFR-d_data_buf£er.FI

10、R_DP.Filin.r-1foutput.useutinput.useetd_filout.usctstacksize.yettack.usset"Eirvars"ifyouwantlouse,pleaspssetthevalueto1"coff.fir"32"fir_b£r",6-1"fir_vars"r1"fir-vars",1"Eir_v(irslh,1"fir_vars',100h-stackcize,asgAR4,F1ILDATAP.asAR6,

11、：INEUF_P,as3AR7r0LTTBUF_P，日色gAR3,OUTBUF.isgAR2,INBUF,5ect"fir_proj"nopstart:Stm#stack4-stacksize,SPLD#FIFLDP,DPSIM#d_data.bufferFlR_DATAPHII（图四）程序图4.3 设置工程文件（编译后出现警告错误）：选择菜单“Project”的“BuildOptions,”项，选择连接设置，单击“Linker'属性页，“AutoinitModel”项设置成“NoAutoinitialization"，“CodeEntryPoint”项中

12、输入“start”，退出设置窗口，单击确定，然后重新编译、汇编和链接。如图五所示：(图五)工程文件设置窗口4.4 数据的图形显示:(1)选择菜单命令View/Graph/Time/Frequency,弹出GraphProperty对话框。(2)在GraphProperty对话框中更改图形的标题、起始地址、缓冲区大小、显示数据大小、DSPt据类型、自动标尺属性及最大Y值。(3)单击OK出现Input窗口。(4)在图形窗口中右击，从弹出的菜单中选择ClearDisplay,消除已有显示波形。(5)自此执行菜单命令View/Graph/Time/Frequency(6)这次将GraphTitle改为

13、output,开始栏改为out_buffer,其他不变。(7)单击OK按钮，出现一个显示output的波形的图形窗口，同样单击右键，从弹出的菜单中选择ClearDisplay,消除已有显示的波形。(8)最后出现四个窗口，在Debug工具栏中单击run,可看到，两个不同频率的波经过模拟fir低通滤波器滤波，如图六所示：Fl1«e网口虎LfiltiRLJFrjicts&信口I25.pjlH1sss,ml_JD5F/BI05C«nfi1flGifiilitid?L145自LJIftcMM国DLHhurILibruiasSQjSqwct0LZ5-1/E-2.0fr»

14、;9,dDURi甲七口询口ft).D0635.-126Z2S而inJOJxJ1Oe+H.filetiH-B.le+10-I"2te+1O-DCUTS0P3通知mxffTsrKjLi3融si自£B1凶（图六）低通滤波器信号输入及输出结果四、实验结果及分析:MATLAB!助DSP实现FIR，其总体过程为在DSM编写处理程序，在MATLA呻利用滤波器设计、分析工具（FDATOOL）,根据指定的滤波器性能快速设计一个FIR,再把滤波器系数以头文件形式导入CCS中，头文件中MATLAB辅助DSP实现FIR数字滤波器含滤波器阶数和系数数组，在MATLAB中调试、运行DSP程序并显示、分析处理后的数据。在这过程中，还是遇到了一部分的