基于TMS320VC5509的DSP的FIR滤波器设计.doc

课程设计报告
课程设计名称: DSP原理与应用
系部: 三系
学生姓名: 蒋璇
班级: 08通信(2)班
学号: 080306213
成绩:
指导教师: 田爱君
开课时间: 2010-2011 学年 2 学期
基于TMS320VC5509 DSP的FIR滤波器设计
一、设计的要求
系统地理解和掌握高速数字信号处理器的特点和基本概念。
了解TMS320054x DSP汇编语言的特点,掌握TMS320C54x DSP常用的开发工具,S的使用,S进行程序开发的一般过程。
掌握汇编语言程序的编写方法,汇编器和链接器的用法,能利用汇编指令实现高速数字信号处理器的一些典型用法。
在DSP应用方面得到系统锻炼,通过该课程的学习为今后从事使用DSP技术在通讯、控制等相关领域的应用、研究和开发打下良好的基础,为进入社会增加一种工作技能。
认真查阅所需资料,按照选题编制程序框图,编写源代码程序,并在DSP开发环境中进行调试,最终实现课题所要求的功能。
二、设计原理
在数字信号处理中,滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用中的基本处理算法。用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点外,还具有灵活性好等特点。
、 TMS320VC5509简介
    TMS320VC5509是美国德州仪器公司(TI)推出的新一代数字信号处理器,其CPU在结构上包含一个32×16位指令缓存队列、2个17位×17位乘累16位算术逻辑单元(MAC)、一个40位算术逻辑单元(ALU)、一个16位算术逻辑单元(ALU)、一个40位桶形移位器和4个40位加法器。TMS320  VC5509支持多种工业标准的串行口,如:多通道缓冲串行口(McBSPs)、多媒体卡/安全数据串行口(MMC/SD)、USB和I2C总线接口等。还具有增强型主机接口(EHPI)、通用I/O口、可编程数字锁相环(DPLL)、计时器和多个DMA控制器等片上外设。TMS320VC5509高度并行的结构与优化的指令集合在一起,使得每个操作所需的时钟周期数在减少,而代码密度则在增加,进而提供了一个代码长度小、耗能低、高性能的数字信号处理引擎。
、FIR滤波器的基本结构
数字滤波是将输入的信号序列,按规定的算法进行处理,从而得到所期望的输出序列。一个线性位移不变系统的输出序列y(n)和输入序列x(n)之间的关系,应满足常系数线性差分方程:
(1)
x(n): 输入序列,y(n): 输出序列,ai、bi : 滤波器系数, N: 滤波器的阶数。
在式(1)中,若所有的ai均为0,则得FIR滤波器的差分方程:
(2)
对式(2)进行z变换,可得FIR滤波器的传递函数:
FIR滤波器的基本结构是一个分节的延时线,把每一节的输出加权累加,得到滤波器的输出。:
z-1
z-1
+
x(n)
y(n)
x(n-1)
x(n-N+1)
b0
b1
bN-2
bN-1
z-1
FIR滤波器的结构图
FIR滤波器的单位冲激响应h(n)为有限长序列。
若h(n)为实数,且满足偶对称或奇对称的条件,则FIR滤波器具有线性相位特性。
偶对称:h(n)= h(N-1-n);
奇对称:h(n)= -h(N-1-n)。
在数字滤波器中,FIR滤波器具有如下几个主要特点:
① FIR滤波器无反馈回路,是一种无条件稳定系统;
② FIR滤波器可以设计成具有线性相位特性。
三、实践步骤
《语音信号的FIR滤波实验》,认真阅读实验中的源程序,深刻理解语音信号FIR滤波的原理及具体实现方法,包括含噪语音信号的读取,滤波后信号的输出,语音编解码器的设置(AIC23),重点理解FIR滤波器的实现(循环寻找的实现)。

(1)录制语音,并命名为“wjj”,保存在相应的位置(C盘)。
(2)用MATLAB对原始语音信号进行分析,画出它的时域波形和频谱。程序如下:
fs=22050;
x1 =wavread('C:\ ') ;
sound(x1,22050); %播放语音信号
y1=fft(x1,1024); %对信号做1024点FFT变换
f=fs*(0:511)/1024;
figure(1)
plot(x1) %做原始语音信号的时域图形
title('原始语音信号');
xlabel('time n');
ylabel('fuzhi n');
figure(2)
freqz(x1) %绘制原始语音信号的频率响应图
tit