基于dsp的数字滤波器设计与仿真

基于dsp的数字滤波器设计与仿真内容摘要：

、实验步骤与内容 MATLAB辅助 DSP 实现 FIR ,其总体过程为在 DSP 中编写处理程序 ， 在 MATLAB中利用滤波器设计、分析工具 ( FDATOOL) ,根据指定的滤波器性能快速设计一个FIR ,然后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。 使用该方法 ,便于采用 C语言来实现程序。 头文件名不变 ,当 MATLAB中设计的滤波器系数改变时 ,相应头文件中系数也改变 ,方便了程序调试、仿真。 （二） 在 MATLAB 中先编写程序，查看待滤波 和已滤波 的信号的时域和频域波形，如图 1和 图 2 所示。 利用 FDA TOOL 设计 FIR 滤波器 的参数，操作步骤如图 3所示。 打开 Export，把 Numerator 改为 B,如图 4所示。 已滤波 的信号的时域和频域波形，如图 5 和 图 6所示。 MATLAB 滤波器设计工具在完成 FIR 设计后 ,如图 7 所示，在 Export as 中选择16bit 符号整数输出，然后单击 OK 按钮。 生成 C 语言头文件。 将系数稍作修改，调整后拷贝到程序的系数初始化空间即可。 （二）在 CCS 中编写汇编语言程序，进行调试，实现带通滤波的功能。 在 CCS IDE 中建立 工程 ,用汇编语言编写处理主程序。 另外根据板上的存储器配置方式 ,编写存储器配置文件 文件 ,将 MATLAB 生成的 和 文件拷贝到 工程文件夹下，进行 编译、链接 ,生成可执行文件。 （三）加载 初始化 data 数据，图 8所示。 运行程序，查看输入输出波形，修改相应参数进行调试。 实验过程中出现的错误 及解决的办法 （ 1） 在 MATLAB 程序设计中，采样频率设置的过小，截止频率大于采样频率的一半，运行的时候图形出现错误。 （ 2） 中的采样频率要和开始设置时的采样频率一致 否则结果会出现偏差。 （ 3） 在 CCS中未定义标号，程序运行错误。 （ 4）在 .h 文件中未把 coeff 顶格写，编译时出现错误。 （ 5） 未将 和 文件考入工程文件中。 （ 6） 间接寻址过程中，程序中丢失。 (7) 在 View 的 Graph 中单击 Time/frequency 出现 graph property dialog 框 ，未修改抽样点数。 显示的图形出现差异 CCS 程序运行后的各种输出结果 在 View 的 Graph 中单击 Time/frequency 出现 graph property dialog 框。 将显示类型，图形名称，起始地址，抽样点数，数据类 型等分别进行设置，输出各种波形。 输出滤波前的信号时域波形， 设置如图所示，输出滤波前的信号时域波形。 单击 OK 后生成如下图 10 波形。 图 10 为滤波前的信号，波形很杂乱 ，从时域上很难看出信号的周期性。 修改相应设置，输出如图 11所示滤波前信号频谱。 经过滤波后，时域波形如图 12 所示。 六 、结论与体会 通过本次课程设计 ，让我了解 了 数字滤波是信号处理技术中的重要部分，研究了数字滤波器的基本理论 知识以及它 实现方法。 学习了数字滤波器的结构、设计理论，掌握 了 各种数字滤波 器的原理和特性。 并且 复习了 MATLAB 的相关知识，并且利用 MATLAB 与 CCS 设计了低通 滤波器 以及高通滤波器 ，还研究了如何在定点 DSP 中实现数字滤波器的算法，学到了 16 位定点 DSP 芯片TMS320C5402 的硬件、软件结构和特性，掌握了 CCS 环境下的程序开发方法、调试工具的使用及优化级别的选择等。 . .研究了 MATLAB 环境下 FIR 数字滤波器的设计方法，利用 MATLAB 软件编程实现 FIR 滤波器设计。 利用 DSP 来快速设计 FIR 数字滤波器的方法，寻找系数的快速传递， MATLAB 中调试仿真 DSP程序。 DSP 作为一门新兴学科，越来越引 起人们的关注，目前已广泛应用在各个领域。 20 世纪 60 年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。 数字信号处理是 (DSP)利用计算机或专用处理 设备，以数字形式对信号进行采集、变换、 滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合们需要的信号形式。 数字信号处理 (DSP)是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。 数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。 反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信 号处理理论的提高。 而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。 数字信号处理DSP 是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。 所以在 今后的工作和学习生活中，综合运用模拟电子、数字电子和 DSP 基本原理等课程中所学的理论知识去独立 完成一个项目的设计。 不仅要完善以上的 MATLAB 设计方法， 更要学会利用多种途径设计各种 DSP 最小系统，熟练 C 语言编程。 七、参考文献 [1] 李真芳，苏涛等 .DSP 程序开发一 MATLAB 调试及直接目标代码生成「 M]. 西安 :西安电子科技大学出版社， 一 163. [2] 楼顺天，李博函 .基于 MATLAB 的系统分析与设计一信号处理 [M].西 安 :西安电子科技大学出版社， 一 88. [3]王秀芳，关凌涛 .基于 MatLab 与 DSP 的滤波器的快速设计方法 [期刊文章 ].现代计算机， 2020， 总第二七七期： 97~99 [4]赵秀玲 .基于定点 DSP 的 FIR 数字滤波器的研究与设计 [硕士论文 ].曲阜师范大学， ~32 [5]罗军辉，罗勇江等 .MATLAB 在数字信号处理中的应用「 M].北京 :机械 工业出版社， 一 128. 附件： 源程序清单 汇编程序清单： 文件内容： .data coeff .word 85, 64, 61, 36, 8, 62, 110, 136, 131 .word 96, 42, 11, 44, 44, 11, 39, 85, 106。