DSP技术课程设计-fir滤波器范例.doc

摘要
本文简要阐述了数字滤波器的基本原理,并设计实现了有限冲击响应(FIR)滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器。在设计中借助MATLAB信号处理工具箱FDAtool工具设计了滤波器系数,S中以TMS320C55x芯片的汇编语言编程实现了该滤波器。利用MATLAB设计滤波器,可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数,直观简便,极大的减轻了工作量,有利于滤波器设计的最优化。S开发环境。文中所给程序已经经过软件仿真验证,所设计的滤波器符合设计要求。
关键词:DSP;数字滤波器;MATLAB;poser S);TMS320C55x
1 数字滤波器设计原理 2
数字滤波器的定义和分类 2
数字滤波器的优点 2
FIR滤波器基本原理 3
FIR数字滤波器的特点及结构 3
1 . FIR滤波器具有的优点 5
IIR数字滤波器基本原理 5
FIR和IIR滤波器的比较 6
2 TMS320C5X的硬件结构 7
C55X的CPU体系结构 7
指令缓冲单元(I) 7
程序流程单元(P) 7
地址程序单元(A) 8
数据计算单元(D) 8
3 数字滤波器设计方法 9
窗函数法 9
模拟数字变换法 10
4 数字滤波器的MATLAB辅助设计 12
MATLAB简介 12
FDAtool界面介绍 12
FIR数字滤波器设计 13
得到滤波器冲激响应序数方法 13
FIR参数设定及频域响应特性 14
5 S实现 15
S环境 15
15
DSP/BIOS和API函数以及RTDX插件 16
16
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建立工程文件 17
创建新文件 17
向工程项目中添加文件 17
编译链接和运行目标文件 18
对程序进行编译链接 18
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6 运行并观察结果 20
结论 22
致谢 23
参考文献 24
附录C 程序清单 25
附录D 滤波器输出系数 33


绪论
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处理(PSP)做为技术核心,DSP已经成为推动数字化进程的动力。作为数字化最重要的技术之一,DSP无论在其应用的深度还是广度,正在以前所未有的速度向前发展。
数字信号处理器,也称DSP芯片,是针对数字信号处理需要而设计的一种具有特殊结构的微处理器,它是现代电子技术、相结合的产物。一门主流技术,随着信息处理技术的飞速发展,计算机技术和数字信号处理技术数字信号处理技术逐渐发展成为它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪表技术、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。
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,发挥着重要的作用。采用DSP芯片来实现数字信号处理系统是当前发展的趋势。
近年来,DSP技术在我国也得到了迅速的发展,不论是在科学技术研究,还是在产品的开发等方面,在数字信号处理中,其应用越来越广泛,并取得了丰硕的成果。数字滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音和图象处理、模式识别、谱分析等应用中的一个基本处理算法。
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器件性能相关的电压漂移、温度漂移和噪声问题。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。几乎每一科学和工程领域例如声学、物理学、通信、数据通信、控制系统和雷达等都涉及信号。在许多应用中都希望根据期望的指标把一个信号的频谱加以修改、整形或运算。这些过程都可能包含衰减一个频率范围,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。
1 数字滤波器设计原理
数字滤波器的定义和分类
数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的,用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统,其输入是一组数字量,其输出是经过变换的另一组数字量。因此,数字滤波器本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用的数字计算机,也可以将所需要的运算编成程序,让通用计算机来执行。
从数字滤波器的单位冲击响应来看,可以分为两大类:有限冲击响应(FIR)数字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。滤波器