1、DSP原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō) 明書(shū)作者:日期:“DSP原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書(shū)電子通信工程系設(shè)計(jì)任務(wù)1、利用Matlab軟件的FDATool工具設(shè)計(jì)FIR濾波器，并提取濾波器參數(shù)；2、在CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下，利用第 1步得到的濾波器參數(shù)，利用窗函數(shù)法設(shè)計(jì) FIR濾 波器程序，觀察輸入信號(hào)及濾波后得到的輸出信號(hào)的時(shí)域波形及FFT Magnitude波形；3、利用TMS320F2812的ADC片內(nèi)外設(shè)的外圍電路實(shí)時(shí)采集的混頻信號(hào)數(shù)據(jù)，使用 1 個(gè)51階的FIR低通濾波器，在CCS中設(shè)計(jì)FIR濾波器程序?qū)崿F(xiàn)濾波，觀察相關(guān)波形及濾波效 果,通過(guò)SCI接口將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)上 ；4、(選做)利用

2、TI公司的TLV320AIC23高性能立體聲音頻 Codec芯片，通過(guò)MIC或音 頻接口采樣音頻信號(hào)，對(duì)采樣的音頻信號(hào)做濾波運(yùn)算，進(jìn)行低音加重處理，再將運(yùn)算過(guò)的音頻數(shù)據(jù)通過(guò)揚(yáng)聲器播放出來(lái).相關(guān)設(shè)備PC機(jī),CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，EXPIV型實(shí)驗(yàn)箱，XDS510仿真調(diào)試器,Matlab軟件 三、設(shè)計(jì)原理1、有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器的基礎(chǔ)理論；濾波器就是在時(shí)間域或頻域內(nèi)，對(duì)已知激勵(lì)產(chǎn)生規(guī)定響應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，使其能夠從信號(hào)中提取有用的信號(hào)，抑制并衰減不需要的信號(hào).濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上就是對(duì)提出的要求給出相應(yīng)的性能指標(biāo)，再通過(guò)計(jì)算，使物理可實(shí)現(xiàn)的實(shí)際濾波器頻率響應(yīng)特性逼近給出的頻率響應(yīng)特 性.FIR數(shù)字濾波器系統(tǒng)的

3、傳遞函數(shù)為H(z)由此得到系統(tǒng)的差分方程：y(n) b(0) x(n) b(1)Y(z)X(z)x(n 1)N 1b(n)z nn 0(1b(N 1) x(n(N 1)若FIR數(shù)字濾波器的單位沖激響應(yīng)序列為h(n ),它就是濾波器系數(shù)向量 b(n )。傳統(tǒng)的濾波器分析與設(shè)計(jì)均使用繁瑣的公式計(jì)算，改變參數(shù)后需要重新運(yùn)算，從而在分析與設(shè)計(jì)濾波器尤其是高階濾波器時(shí)工作量特別大。這里應(yīng)用MATLAB設(shè)方f FIR濾波器，根據(jù)給定的性能指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè) H (z),使其逼近這一指標(biāo)，進(jìn)而計(jì)算并確定濾波器的系數(shù)b(n),再將所設(shè)計(jì)濾波器的幅頻響應(yīng)、相頻響應(yīng)曲線作為輸出，與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較，對(duì)設(shè)計(jì)的濾波器進(jìn)行優(yōu)

4、化。設(shè)計(jì)完成之后將得到FIR濾波器的單位沖激響應(yīng)序列h (n)的各個(gè)參數(shù)值。2、程序流程圖初學(xué)化I 輸入代通濾波 構(gòu)建遁波器頌 使用FDATool提取濾通器參獲 構(gòu)建FIR濾波器無(wú)限循3、熟悉CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用，能對(duì)程序進(jìn)行跟蹤，分析結(jié)果；4、熟悉SCI外設(shè)接口的相關(guān)知識(shí)，能通過(guò)串行口與 PC機(jī)進(jìn)行通信。 四、 應(yīng)用基礎(chǔ)1、使用Matlab中的Fdatool設(shè)計(jì)濾波器(本文以 FIR低通濾波器為例)FDATool ( Filter Design & Analysis Tool)是MATLAB 信號(hào)處理工具箱里專用的濾波器設(shè) 計(jì)分析工具，MATLAB 6。0以上的版本還專門增加了濾波器設(shè)計(jì)

5、工具箱(FilterDesignToolbox) .FDATool界面為濾波器設(shè)計(jì)提供了一個(gè)交互式的設(shè)計(jì)環(huán)境，用戶可以根據(jù)對(duì)幅值和零極點(diǎn)圖的設(shè)置，設(shè)計(jì)幾乎所有的基本的常規(guī)濾波器，包才FIR和IIR的各種設(shè)計(jì)方法，它們都具有標(biāo)準(zhǔn)的頻率帶寬結(jié)構(gòu).采用FDATool設(shè)計(jì)法時(shí)其界面的上半部分為特性區(qū)，用來(lái)顯示 濾波器的各種特性；下半部分為參數(shù)設(shè)定區(qū)，用來(lái)設(shè)定濾波器的各種參數(shù)。首先在命令窗口鍵入 FDAtool命令，啟動(dòng)濾波器設(shè)計(jì)分析器，調(diào)出 FDAtool界 面，如圖1所示。圖1 FDATool界面在Filter Type選項(xiàng)中選 Lowpass,在Design Method中選擇 FIR濾波器，接著

6、在 FIR中選擇Window (窗函數(shù))法。然后在Filter Order中選擇Specify Order (為指定階數(shù))，輸入數(shù)值為24”; 在 Opitions框中選中Scale Passband”;在窗類型 (Window :)下拉框選擇 “Blackman.在Frenquency Specification選項(xiàng)中，將fs (為采樣頻率)、fc (為通帶截止頻率) 中分別鍵入 30000 Hz和9600 Hz.(5)點(diǎn)擊“ Design Filter”按鈕，完成濾波器的設(shè)計(jì)。具體參數(shù)及設(shè)計(jì)成功后的結(jié)果 如圖2所示。圖2 FIR低通濾波器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完成后，可以通過(guò)菜單選項(xiàng)Analysis來(lái)分

7、析濾波器的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)特性.點(diǎn)擊Analysis中的Magnitude Response和Phase Response對(duì)幅頻和相頻響應(yīng)進(jìn)行分析。(6) 在 FDATool 中，選擇 Targets - Generate C Header.。，如圖 3 所示。圖3導(dǎo)出濾波器系數(shù)(7)點(diǎn)擊Generate按鈕，選擇路徑，即可輸出前一步設(shè)計(jì)出的FIR濾波器的系數(shù)表。(默認(rèn)的系數(shù)表文件為fdacoefs.h)(8) 在Matlab中打開(kāi)得到的fdacoefs.h的文件，如圖 4、圖5所示。圖4查看fdacoefs.h文件Fil E ii t Tnt g. CiU& gf 鼻detqHhlpEld

8、 1 m * a 4一國(guó)二a-雙心* D:TIR F l. r hi (re .)* -StiiucturT:Euzect-F irx 三 DL TOC o 1-5 h z 11*f tltELaithi2&15Eble-神*LkihAKrFt-TdiSf:Till什即-I)仃 */1019 Uhe工 nl Type- dwhlh fnt:1 much artC-cc 北 /30 tuu口業(yè) tiArt jrpei-hSi 八挖 * ExamIrd path 11 tjr*t3npH&W13 C j kTiCnm Fil IUiTLAllt?llO? rnViriclsf n*ryp*rr h

9、Ei /當(dāng) 手w部* Tirmif - Flit k- ciMtf le Lmtf aai a t tufx-aTid t ci f It -g0ti-i3 St a type-.ET* Thfl rumltixic 1己印co eh nar Jitrt mt* ch cjwi-st ed tjiwjrflticid. Ef spans?,B5 , Iee FlitK 口feI睜 4Tool touct?Ui%*?L&llrtC191U1 11114JT Cd-ErfflAlette.Bw3j iXknsiT IM dl二 R,堂 comat wal32T B251 - 3.L 08唬雞.尸口

10、19宮2AL萬(wàn)5注共7口必10傭I白彩如I入7 b加加H盼8序乙L mPlM氓班宜:羽 D. qjDm Jlj -0. lMldH12JQ9Z. -QQHU自卡豺J LCil92HMiM. -L.D加奧，嶼”匕35-12魴幅的lOLOL望!訓(xùn)口舵,3L創(chuàng)蝮M用(L翹口的如】魴.-CL 1 第面工力.編 -0L D3O4 HIM I , 也訓(xùn)9利收我曰I -n.B-a0第Q.叫g(shù)3* I w3i -na nni口叫叫bi登a mi歷M總?cè)?6Ln口呂l5痛碑彳L-?2箱丁產(chǎn)品rm-瞳b l眄寧9fq國(guó)R h界C / C JPw Li-ad+v FaH Id I Cel 1圖5 fdacoefs.

11、h文件中的系數(shù)表(9)取系數(shù)表中的數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)后3位有效值，得到如下內(nèi)容：const float B 25 = 0.0, 0。0,0.001 , -0.002, 0.002, 0.01, 0。009,-0.018,0.049, -0。02, -0。11,0.28,0.64, 0.28,-0.11,-0o 02,0。049-0o 018-0o 009, 0.01, -0.002 -00 002, 0.001, 0.0, 0.0;2、在CCS中編寫FIR濾波器程序(以 C語(yǔ)言為例)(1 )實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備設(shè)置軟件仿真模式，啟動(dòng)CCS。(2)建立工程建立一個(gè)文件夾，存放在 D: FIR,將D:課程設(shè)計(jì)FIR濾

12、波器Fir源程序文件夾下的 工程全部復(fù)制到 D:FIR,在CCS中打開(kāi)D： FIRfirfir 。pjt工程，就會(huì)得到如圖 6所示的工 程界面。? Driri ir:r Siairil atnT/CPILoad Program裝載該文件。(4 )設(shè)置波形時(shí)域觀察窗口。選擇菜單 ViewGraphsTime/Frequency,分別進(jìn)行如圖 7、圖8所示設(shè)置。圖7輸入數(shù)據(jù)時(shí)域波形觀察9109輸入數(shù)據(jù)FFT分析圖形觀察個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途圖8濾波后輸出波形觀察(5)設(shè)置頻域觀察窗口，選擇菜單ViewGraph 一Time/Frequency ，分別進(jìn)行如圖9圖10所示設(shè)置。FE3 Graph

13、Property DialDgXIpDisplay Tyi舊SinaiaTinaA| Graph Ti Ll電OutputStart Address| fOutF ageDataAcquisitiqh Buffer SizeE5G工nd宅試工Rsrym+nt1Di3play Data Sa25DSP Da七曰 Type32-bitflLoiting pointS ampl i n Ra七 e OHe )1Plot Data FromLeft tcKi #lLet-shi fted Da七逝 Di splayYes如t工ealg口小DC 7alue0Axes DiepliyOnTimg Bisp

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