DSP課程設(shè)計DSP課程設(shè)計報告課程名稱：DSP原理及應(yīng)用設(shè)計題目：FIR濾波器設(shè)計學(xué)院：電氣信息學(xué)院專業(yè)年級：通信工程2011級指導(dǎo)教師：姓名：學(xué)號：時間：2014.6.30-2014.7.4目錄引言 3TOC\o"1-3"\u第一章課程設(shè)計要求及流程 41.1 FIR濾波器設(shè)計要求 41.2 設(shè)計流程 4第二章 課程設(shè)計實現(xiàn) 42.1 功能描述 42.2 算法研究 42.3 參數(shù)計算 52.3.1 利用Matlab計算濾波系數(shù) 52.3.2 編寫濾波器輸入信號程序 62.4 編寫源程序 62.4.1 匯編源程序“.asm”文件的編寫 62.4.2鏈接命令文件“.cmd”的編寫 82.5調(diào)試過程 82.5.1 調(diào)試前的準(zhǔn)備 82.5.2 .inc和.dat的使用 82.5.3 編寫及編譯程序 82.5.4 觀察點設(shè)置 92.6運行并觀察結(jié)果 10第三章 課程設(shè)計總結(jié) 12參考文獻(xiàn) 12

引言隨著信息與數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理已經(jīng)成為當(dāng)今極其重要而學(xué)科與技術(shù)領(lǐng)域之一。它在通信、語音、圖像、自動控制、雷達(dá)、軍事、航空航天、醫(yī)療和家用電器等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在數(shù)字信號處理的基本方法中，通常會涉及到變換、濾波、頻譜分析、調(diào)制解調(diào)和編碼解碼等處理。其中濾波是應(yīng)用非常廣泛的一個環(huán)節(jié)，數(shù)字濾波器的理論和相關(guān)設(shè)計也一直都是人們研究的重點之一。FIR濾波器的是非遞歸的，穩(wěn)定性好，精度高；更重要的是，F(xiàn)IR濾波器在滿足幅頻響應(yīng)要求的同時，可以獲得嚴(yán)格的線性相位特征。因此，它在高保真的信號處理，如數(shù)字音頻、圖像處理、數(shù)據(jù)傳輸和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在數(shù)字信號處理中，濾波占有極其重要的地位。數(shù)字濾波是語音信號處理、圖像處理、模式識別、頻譜分析等應(yīng)用的基本處理算法。用DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波除了具有穩(wěn)定性好、精確度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點外，還具有靈活性好等特點。本次課程設(shè)計的是FIR低通濾波器，首先運用MATLAB產(chǎn)生濾波系數(shù)，再用DSP仿真軟件CCS進(jìn)行仿真，觀察輸入輸出，看是否符合低通濾波器的功能。第一章課程設(shè)計要求及流程1.1FIR濾波器設(shè)計要求設(shè)計一個FIR低通濾波器,通帶邊界頻率為1500Hz，通帶波紋小于1dB；阻帶邊界頻率為2000Hz，阻帶衰減大于40dB；采樣頻率為10000Hz，濾波器階數(shù)為16。FIR濾波器的設(shè)計也可以用MATLAB窗函數(shù)法進(jìn)行。1.2設(shè)計流程圖1設(shè)計流程圖第二章課程設(shè)計實現(xiàn)2.1功能描述低通濾波器是允許低于截至頻率的信號經(jīng)過，但高于截止頻率的信號不能經(jīng)過的電子濾波安裝。2.2算法研究FIR的原理及公式FIR設(shè)計原理：如果一個FIR濾波有一個沖激響應(yīng)，h(0),h(1),…,h(N-1),和x(n)描繪輸入的時常濾波n，輸出濾波y(n)的n給出以下方程式：Y(n)=h(0)x(n)+h(1)x(n-1)+h(2)x(n-2)+…+h(N-1)x[n-(n-1)]N階有限沖激響應(yīng)濾波器（FIR）公式：Y(n)=k=0N2-2.3參數(shù)計算2.3.1利用Matlab計算濾波系數(shù)濾波器階數(shù)為16階，截止頻率1500HZ，采樣頻率10000HZ。2.3.2編寫濾波器輸入信號程序因為截止頻率為1500Hz，所以輸入信號應(yīng)該至少包含兩種頻率成分的正弦信號，一種信號頻率小于1500Hz，一種信號頻率大于1500Hz。利用Matlab生成濾波器輸入信號程序“.inc”文件和“.dat”文件。2.4編寫源程序2.4.1匯編源程序“.asm”文件的編寫.global start,fir .mmregsCOFF_FIR_START:.sect"coff_fir".include "0127.inc"K_FIR_BFFR .set 20d_data_buffer.usect "fir_bfr",64FIR_DP .usect "fir_vars",0d_filin .usect "fir_vars",1output .usect "fir_vars",1input .usect"fir_vars",1d_filout .usect "fir_vars",100hstacksize.set256stack.usect"fir_vars",stacksize.asgAR4,FIR_DATA_P .asg AR6,INBUF_P.asg AR7,OUTBUF_P.asg AR3,OUTBUF.asg AR2,INBUF .sect "fir_prog" nop start: stm#stack+stacksize,SP LD #FIR_DP,DP STM #d_data_buffer,FIR_DATA_P; RPTZA,#K_FIR_BFFR-1;RC=31 STL A,*FIR_DATA_P+; STM #d_filin,INBUF_P STM #d_filout,OUTBUF_P STM #output,OUTBUF STM #input,INBUF STM #100h,BKfir_loop: NOP LD *INBUF_P,A STL A,*INBUF CALL fir STH A,*OUTBUF_P+% STH A,*OUTBUFmain_end: b fir_loopfir: STM #d_data_buffer,FIR_DATA_PSTL A,*FIR_DATA_P STM #(d_data_buffer+K_FIR_BFFR-1),FIR_DATA_Pfir_task: RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1 MACD *FIR_DATA_P-,COFF_FIR_START,A RET .end 2.4.2鏈接命令文件“.cmd”的編寫MEMORY{ PAGE0: PROG: o=100h,l=2000h PAGE1: DATA1: o=2600h, l=1000h DATA2: o=2100h,l=100h DATA3: o=2200h, l=100h DATA4: o=2300h, l=100h DATA5: o=2400h, l=100h DATA6: o=2500h, l=100h }SECTIONS{ coff_fir:{}>PROG PAGE0 fir_prog:{}>PROG PAGE0 fir_vars:{}>DATA1 PAGE1fir_coff:{}>DATA2 PAGE1fir_bfr:{}>DATA3 PAGE1 }2.5調(diào)試過程2.5.1調(diào)試前的準(zhǔn)備1）啟動SETUP并選擇芯片C5402simulator。2）在CCS的安裝目錄myproject子目錄下創(chuàng)建一個文件夾0127。2.5.2.inc和.dat的使用將MATLAB生成的0127.inc文件和0127.dat文件復(fù)制到0127文件夾中。2.5.3編寫及編譯程序1）創(chuàng)建工程文件：在Project菜單中選擇New項，在Project中輸入0127并保存。2）編寫匯編源程序和鏈接程序：在File菜單中選中New-SourceFile，編寫源程序，然后以.asm格式保存在0127文件夾里；再在File菜單中選中New-SourceFile，編寫鏈接程序，然后以.cmd格式保存在0127文件夾里。3）在工程文件中添加程序文件：在Project菜單中選中AddFiletoProject…，將以上程序加載到工程目錄下。4）生成和運行程序：在Project菜單中選中RebuildAll對工程進(jìn)行編譯、匯編和鏈接（如果有錯就修改，然后再編譯鏈接直到無誤為止）；在File菜單中選中LoadProgram，在當(dāng)前目錄的Debug目錄下選擇0127.out并打開，將Build生成的程序加載到DSP中；在Debug菜單中選中Run，運行該程序。2.5.4觀察點設(shè)置1）設(shè)置斷點：在.asm文件中標(biāo)號為fir_loop下面的Nop語句設(shè)置軟件斷點（Togglebreakpoint）探針（ToggleProbepoint）。2）在File菜單中選中FileI/O，將會看到FileI/O對話框，按照圖2操作然后選中AddProbePoint…再按圖3操作。圖2圖33）打開觀察窗口選擇菜單“View”、“Graph”、“Time/Frequency…”按照圖4所示依次操作。圖42.6運行并觀察結(jié)果輸入時域和頻域波形如圖5，輸出時域和頻域波形如圖6。從圖形可以看出，高于1500Hz的頻率成分被濾去，低于1500Hz的頻率成分通過，符合截止頻率為1500Hz的低通濾波器的特性，達(dá)到了設(shè)計要求。圖5圖6第三章課程設(shè)計總結(jié)在本次課程設(shè)計中，我了解到了數(shù)字濾波是信號處理技術(shù)中的重要部分，重溫了數(shù)字濾波器的基本理論知識以及實現(xiàn)它的方法。復(fù)習(xí)了MATLAB的相關(guān)知識，并且利用MATLAB與CCS設(shè)計了低通濾波器，更加熟悉CCS環(huán)境下的程序開發(fā)方法、調(diào)試工具的使用等。使我將課堂知識與實際運用結(jié)合起來，理論聯(lián)系實際。在這過程中，我也遇到了很多問題，總是無法正確的顯示輸入輸出波形。在老師和同學(xué)的幫助下，最終找到了問題的所在，原來是濾波器的階數(shù)設(shè)置的不合適。經(jīng)過多番修改，終于成功完成了本次課程設(shè)計。綜合運用模擬電子、數(shù)字電子和DSP基本原理等課程中所學(xué)的理論知識，合理利用MATLAB去獨立完成一個項目的設(shè)計，還需要我不斷地努力、總結(jié)。本次課程設(shè)計對我還是有一定的積極意義的，我將以更加飽滿的熱情運用所學(xué)知識投入到今后的工作和生活中。參考文獻(xiàn)《DSP原理及應(yīng)用》鄒彥主編電子工業(yè)出版社《DSP技術(shù)及應(yīng)用實驗指導(dǎo)書》曹玉英編西南石油大學(xué)出版社基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進(jìn)電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應(yīng)用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應(yīng)用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設(shè)計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)