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1、1902DSP原理及应用课程设计题 目： FIR 滤波器设计 学 院：信息工程学院 专业班级：信息0802班 姓 名：焦全军学 号：2008001222一、设计题目：有限脉冲响应FIR滤波器的设计二、设计目的: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FI R滤波器的DSP实现原理；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。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，使其能够从信号中提 取有用的信号，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
2、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 ）=园 b（n）z - nn=0由此可得到系统的差分方程为：则，FIR滤波器的结构如下图:其冲激响应h（n）是有限长序列，它滤波器系数向量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，很容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）=-h（N -1 - n）.这样，当
3、N为偶数时，偶对称线性相位FIR滤波器的差分方程表达为y(n)=肾 h(ix(n 一 i)+ x(N 一 1 - n 一 i)i=0由上可见，FIR滤波器不断地对输入样本x（n）延时后，再做乘法累加运算，将滤波器结 果yC）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。应用MATLAB设计FIR滤波器的主要任务就是根据给定的性能指标设计一个H（z）, 使其逼近这一指标，进而计算并确定滤波器的系数b（n），再将所设计滤波器的幅频响应、 相频响应曲线作为输出，与设计要求进行比较，对设计的滤波器进行优化，设计
4、完成之后将 得到的FIR滤波器的单位冲激响应序列h（n）的各个参数值。四、总体设计方案：1、利用MATLAB来确定FIR滤波器的参数；2、启动CCS,在CCS中建立一个C源文件和一个命令文件，并将这两个文件添加到 工程再编译并装载程序；3、设置波形时域观察窗口，得到滤波前后的波形变化图；4、设置频域观察窗口，得到滤波前后的频谱变化图。五、CCS开发环境CCS是一种针对TMS320系列DSP的集成开发环境，在windows操作系统下，采用图 形接口界面，提供环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具，提供了配置、建 立、调试、跟踪和分析程序的工具，从而完成编辑、编译、链接、调试和数据分析等
5、工作。利用CCS集成开发软件，用户可以在一个开发环境下完成工程项目创建、程序编辑、编 译、链接、调试和数据分析等工作环节。使用CCS开发应用程序的一般步骤为：1打开或创建一个工程项目文件，包括源程序、目标文件、库文件、链接命令文件和包 含文件。2编辑各类文件。可以使用ccs提供的集成编辑环境，对头文件、链接命令文件和源程 序进行编辑。对工程项目进行编译。如出现语法错误，将在构建窗口中显示错误信息。用户可以根据 显示信息定位错误信息，更改错误。4对结果和数据进行分析和算法评估。用户可以利用ccs提供的探测点、图形显示、性 能评价等工具，对运行结果、输出数据进行分析，评估算法性能。六、参数及其设计
6、步骤：1、滤波器的参数 n=40, w =0.3n，w=0.35nps2、matlab 系数产生：由 f=0 0.3 0.35 1;m=1 1 0 0;b=fir2(39,f,m)得到 matlab 的系数为：b =Columns 1 through 110.0007 -0.0001 -0.0012-0.0017-0.00010.00330.00500.0009-0.0077-0.0124-0.0038Columns 12 through 220.01570.02740.0113-0.0300-0.0607-0.03350.06910.20870.30900.30900.2087Columns
7、 23 through 330.0691-0.0335-0.0607-0.03000.01130.02740.0157-0.0038-0.0124-0.00770.0009Columns 34 through 400.00500.0033-0.0001-0.0017-0.0012 -0.0001 0.0007（2）汇编源程序.title FIR.ASM.mmregs.bss y,1K_FIR_BFFR.set40PA0.set0PA1.set1FIR_COFF_TABLE.usectFIR_COFF,40D_DATA_BUFFER.usectFIR_BFR , 40.dataCOFF_FIR_
8、START.word7*32768/10000,-1*32768/10000;b0,b1.word-12*32768/10000,-17*32768/10000;b2,b3.word-1*32768/10000,33*32768/10000;b4,b5.word50*32768/10000,9*32768/10000;b6,b7.word-77*32768/10000,-124*32768/10000;b8,b9.word-38*32768/10000,157*32768/10000;b10,b11.word274*32768/10000,113*32768/10000;b12,b13.wor
9、d-300*32768/10000,-607*32768/10000;b14,b15.word-335*32768/10000,691*32768/10000;b16,b17.word2087*32768/10000,3090*32768/10000;b18,b19.word3090*32768/10000,2087*32768/10000;b20,b21.word691*32768/10000,-335*32768/10000;b22,b23.word -607*32768/10000,-300*32768/10000;b24,b25.word113*32768/10000,274*3276
10、8/10000;b26,b27.word157*32768/10000,-38*32768/10000;b28,b29.word-124*32768/10000,-77*32768/10000;b30,b31.word9*32768/10000,50*32768/10000;b32,b33.word33*32768/10000,-1*32768/10000;b34,b35.word-17*32768/10000,-12*32768/10000;b36,b37.word-1*32768/10000,7*32768/10000;b38,b39.text.defFIR_INIT.defFIR_TAS
11、KFIR_INIT: SSBX FRCTSTM#FIR_COFF_TABLE,AR5RPT#K_FIR_BFFR-1MVPD#COFF_FIR_START,*AR5+STM#D_DATA_BUFFER,AR4RPTZA,#K_FIR_BFFR-1STLA,*AR4+STM#(D_DATA_BUFFER+K_FIR_BFFR-1),AR4STM#(FIR_COFF_TABLE+K_FIR_BFFR-1),AR5STM#-1,AR0LDD_DATA_BUFFER,DPPORTRPA1,D_DATA_BUFFERFIR_TASK: STM#K_FIR_BFFR,BKRPTZA,#K_FIR_BFFR
12、-1MAC*AR4+0%,*AR5+0%,ASTHA,yPORTWy,PA0BDFIR_TASKPORTRPA1,*AR4+0%.end3、汇编源程序的链接命令文件：MEMORYPAGE 0: EPROM:VECS:PAGE 1: SPRAM:DARAM:SECTIONS.text : EPROM.text : VECS.data : EPROM .bss : SPRAMorg=0E000H len=1000Horg=0FF80H len=0080H org=0060H len=0020Horg=0080H len=1380HPAGE 0PAGE 0PAGE 0PAGE 1FIR_COFF :
13、 align(128) DARAM PAGE 1七、实验结果及分析时域波形：滤波前的时域波形滤波后的时域波形由时域图可得：滤波前的时域图是带很多毛刺不规则的正弦波，而滤波后的波形是平滑的等幅正弦波且波形振幅相对滤波前的最大振幅有所减小。频域波形：滤波前的频域波形滤波后的频域波形由频域图可得：滤波前的频域图会出现两个带尖峰的图像,而滤波后的波形只会出现一个 带尖峰图像，而且是出现在低频部分，说明信号经过滤波器后，将信号中的高频成分滤除掉 了。九、设计的收获及体会通过这次课程设计实现了 FIR滤波器的设计并学会了 CCS软件的应用，使我对DSP芯 片有了更深一步的了解，巩固了以前在数字信号处理中学的滤波器设计的理论知识使我 们建立了滤波器设计的整体概念，通过仿真使得学的一些抽象的理论形象化,强化了自己的 基础知识。在用 CCS 软件仿真作图的过程中，由于程序文件在书写过程中出现格的错误，导致在仿 真中出现错误，影响仿真的效率，在同学和老师的帮助下我更正了错误问题，最终得到正确 的仿真波形图，这使我意识到在进行实验的过程中哪怕一个细节的错误也会导致实验的失 败，也警示我在以后的学习生活中要养成细心的习惯。在这次的课程设计中学会了如何和老师、同学一起交流、探讨问题，在学习的过程中同 时培养了和同学之间的合作能力，增进了彼此之间的友谊，感谢在这次设计中给予我帮助的老师还有各位同学。
