FIR滤波器DSP实现课程设计

课程设计一滤波器的实现FIR DSP

一、课程设计目的、复习用语言对数字信号处理器的编程方法，熟悉如何使用系列数字信号处理器中的1C C5000模数转换器；、复习用窗函数法设计数字滤波器；2FIR、对编程实现不同参数的滤波器3TMS320VC5509FIR

二、课程设计原理一简介TMS320VC5509是公司出产的定点芯片，它的源代码与系列兼容，但速度更TMS320VC5509TI DSPC54x快,时钟频率可达功耗是系列的的内部有个乘法器、个位300MHz,C54x1/6C5509CPU2140的加法器、个位的加法器、个累加器共有组总线，其中组数据存储器读总线，组11641232数据存储器写总线，及相应组数据存储器地址总线，程序存储器读总线及地址线各一组片内5外设资源也比系列数字信号处理器丰富，通道位、单元、电路、、C54x410A/D DMARTC McBSP定时器等本设计中将用到单元A/D内部有一个通道位相关寄存器有个，通过对这个寄存器的操TMS320C5509A410A/D,44作来控制模块A/D、控制寄存器

1.ADC ADCCTL15141211DADCSTART-CHSELECT_|Reserved无作用；启动转换ADCSTART01A/D从个模拟通道中选择一个作为输入信号CHSELECT4保留Reserved、数据寄存器2ADC ADCDATA151412111090ADCBUSY CHSELECTReserved|ADCDATA数据准备好，即转换结束；正在进行转换ADCBUSY0ADC A/D1A/D从个模拟通道中选择一个作为输入信号CHSELECT4转换得到的位二进制数ADCDATA A/D

10、时钟控制寄存器3ADC ADCCLKCTL15987CReserved IDLEENCPJCLKDIV不允许处于休眠状态；允许处于休眠状态IDLEEN0ADC1ADC决定时钟频率CPUCLKDIV ADC、时钟分频寄存器ADC ClockCPU Clock/CPUCLKDIV+14ADC ADCCLKDIV1587430SAMPTIMEDIV ReservedCONVRATEDIV与一起决定采样/保持周期SAMPTIMEDIV CONVRATEDIVADC Sample and Hold Time=ADC ClockPeriod*2*CONVRATEDIV+1+SAMPTIMEDIV决定转换时钟频率CONVRATEDIV A/DADC ConversionClock=ADC Clock/2*CONVRATEDIV+1完成一次转换需要个转换时钟，所以，一次转换时间是A/D13A/Dt=13/ADC ConversionClock一次完整的转换时间是采样/保持周期和转换时间的和，采样频率是其倒数A/DADC TotalConversion Time=ADCSampleandHoldPeriod+tSampling Rate=1/ADC TotalConversion Time二窗函数法设计滤波器的原理FIR根据阻带最小衰减和过渡带宽选择合适的窗函数，实现不同指标的各种类型数字滤波FIR器的设计、利用窗函数设计滤波器的具体步骤如下1FIR由给定的滤波器的幅频响应参数求出理想的单位脉冲响应〃而下面已给出，直接用11o根据下表，由阻带最小衰减选择窗函数类型卬伽，由设计指标和过渡带宽确定滤243波器阶数对于高通滤波器，只能取奇数M N3计算滤波器的单位脉冲响应h〃=h invv/加窗后滤波器性能指标窗函数过渡带宽阻带最小盘减Aco/dB兀矩形窗

0.9x2/N21三角形窗

2.1x27r/N25汉宁窗

3.1X2K/N44海明窗

3.3x2%/N53兀布拉克曼窗

5.5x2/N74以几、理想滤波器单位脉冲响应/2旅冲响应理想低通滤波器单位£1飞诅

①］甘小5-N-1--------------------具中a=-------------a兀n-a2h5=,d

①c——n-a、71理想高通滤波器单位£2sin[iG尿冲响应h⑺=d］〃］其中丰2—a—sinQc—a_N-1/1-兀n-a

2、冗・・n=a理想带通滤波器单位脉冲响应3〃sin[69n-a]-sinf^-a]苴中_N-l〃工2乃〃一ah〃=d3-

69.--------—n=a、万理想带阻滤波器单位脉冲响应4〃〃sin[-a]+sin[助兀n-a九一a]—sin[g■—a]其中._N-lah5=d71+CO.-CO,二…n=ain、典型窗函数3矩形窗1Rectangle Window⑺〃Rw=N2三角形窗Bartlett Window〃2N—\’〃vv=02n N-l〃------4N—1~N-l23汉宁窗,又称升余弦窗Hanning1wn=-[l-cos--]R nN2TV—1海明窗，又称改进的升余弦窗Hamming以〃=[

0.54-

0.46cos碧出八〃N—15布拉克曼窗，又称二阶升余弦窗Blankman九4勿乃〃w=[

0.42-

0.5cose--+

0.08cose-^N-\N-\详细设计原理参见程佩青的《数字信号处理教程》第节窗函数设计法

7.3

三、课程设计步骤观察实验箱各部分元件，连接电源线，打开实验箱上的主电源位于左上角和开发板电源位于右下角、安装驱动1将服务器或、或上的文件夹拷贝到自己电脑的盘中；1userl41516FIRs E双击盘文件夹中的安装仿真器驱动程序到下；2E FIRsusbdrv.exe,c:\TI2将方形下载线与实验箱上橙色铁盒接口相连；在弹出的“找到硬件向导”会话框中依次3做如下操作选“否，暂时不”一下一步一从列表指定位置安装一下一步一浏览框中选择完成c:\TI2\ICETEKf、配置并运行2CCS双击；1Setup CCS2C5000在框中选择点击点击2Import ConfigurationICETEK USBEmulator forC55x,Import,closeo（）清除其他项（右键单击相应项，点击）保证下只有一项3remove,My SystemC55xx右键点击该项选在弹出的关联框中选标签，XDS5510Emulator,Properties,Startup GELFiles Startup栏选择保存关闭（）GEL ICETCK-V5509-A.GEL,Setup CCS2C5000o至此，将目标板设置为通过口连接的实验箱USB注意操作步骤的先后顺序必须正确（开实验箱电源、插下载线、运行）若不USB CCS,CCS能运行则按此步骤重新操作（）打开在下打开工程）展开左侧双击阅4CCS,CCS AD.pjKproject-open source,main.c,读源文件、准备信号源进行输入3AD（）用一根信号线连接实验箱左侧信号源的波形输出端口和输入”模块的1A“A/D ADCIN2插孔，注意插头要插牢、插到底这样，信号源波形输出的输出波形即可送到开发板的输A AD入通道0（）同理，用另一根信号线连接实验箱左侧信号源的波形输出端口和输入”模块2B“A/D的插孔，使信号源波形输出的输出波形送到开发板的输入通道ADCIN3B ADk（）设置波形输出3A-向内侧轻按波形频率选择钮、稍停顿，单步操作直到标有正弦波的指示灯点亮-向下拨动波形频率选择钮、稍停顿，单步操作直到标有的指示灯点亮100-lKHz-上下调节幅值调整旋钮，将波形输出的幅值调到最大A（）设置波形输出4B-向下拨动波形频率选择钮、稍停顿，直到标有的指示灯点亮其他同上、IK-lOKHz4将程序编译、链接、下载到目标板上，在指定位置设置断点，通过图形窗口观察并分析实验结果（）编译、链接无误后下载到目标板（编译；链接；1Project-Compile FileProject-Build下载）File-Load Program-debug-*.out

（2）将鼠标移动到主程序中“asm（”nop”）;”行的起始位置，右键选“Toggle breakpoint9%在本行前出现红点，表示设置断点成功选择菜单运行程序Debug-Animate（）通过图形窗口观察输入、输出波形选择菜单〉在弹出3View-Graph-Time/Frequency,框中进行相应设置，图形观察窗口各项定义的意义参阅课本页DSP369）观察低频信号图选择菜单在弹出框中做如图所示设置a View-Graph-Time/Frequency,）观察高频信号图选择菜单〉在弹出框中做如下设置:b View-Graph-Time/Frequency,Graph；；其它值同上图Title ADIStart AddressnADCl观察混频信号图选择菜单叩在弹出框中做如下设置:c View-Gr h-Time/Frequency,Graph；Title xStart Addressx；其他值同上图DSP DataType32-bit floatingpoint观察滤波后信号图选择菜单〉在弹出框中做如下设置d View-Graph-Time/Frequency,；Graph Titley StartAddress y；其他值同上图DSP DataType32-bit floatingpoint、一边调节输入信号的幅值、频率，一边观察各图的变化，分析仿真结果

5、停止程序运行6Debug-Halt认真阅读程序和参考资料，按“课程设计报告要求，，完成报告

四、课程设计要求、计算力〃的子程序是哪个？

1、启动模块工作的语句是哪两句？2A/D、经转换后得到的数字值放在哪个寄存器中？3A/D、阅读中的程序段:4main.cfori=0;iLen;i++rm=0;r=0;ifiN M=i;else M=N;forj=0;jM;j++r=h[j]*x[i-j];rm=rm+r;y[i]=rm;写出该程序段实现的算法、已知频率是，问的采样频率为多大？读懂程序，写出程序中实现的滤5CPU144MHz ADCFIR波器的截止频率值，程序中选用的窗函数团〃和滤波器阶数N、修改程序实现一个高通滤波器，通带截止频率阻带截止频率阻带衰减6fp=1300Hz,fst=700Hz,不小于通过计算确定窗函数及滤波器阶数并在此基础上修改程序，实现该高通滤波器，50dBo M并通过图形观察窗口观察实验结果打印出信号的时域波形图输入、混频、输出、修改程序实现一个带通滤波器，通带频率是过渡带宽为阻带衰减不小7500Hz-5000Hz,400Hz,于通过计算确定窗函数及滤波器阶数并在此基础上修改程序，实现该带通滤波器打40dB N,印出信号的时域波形图输入、混频、输出

五、课程设计报告要求、写出课程设计题目、目的;

1、完成课程设计要求中的内容，回答问题、编程、将实验结果打印出来

2、程序只写相应设计内容的主要部分，不用写程序的公共部分3。