医学数字信号处理实验指导书Word文件下载.docx
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不参加实验或参加实验不提交报告者，该项实验成绩为0分。
2实验成绩计入课程平时成绩表；
3不参加实验及不提交报告达三分之一者，将被取消该课程考核资格。
目录
实验一卷积（Convolve）算法实验....................4
实验二FFT分析实验..............................9
实验三有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验............8
实验四无限冲击响应滤波器（IIR）算法实验.............12
预习要求：
对指导书中所附程序实验前要先预习、分析，达到基本理解，实验中再进一步认识、全部理解。
实验一卷积（Convolve）算法实验
一、实验目的
1．掌握卷积算法的原理；
2．掌握在CCS环境下，TMS320程序编写、编译和调试程序的方法。
二、实验设备
计算机、CCS2.0版软件、DSP仿真器、实验箱
三、实验原理及步骤
A．实验前准备
1）正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱的连接后，系统上电；
2）设置模数转换单元的拨动开关，1、5置“ON”，其它置“OFF”；
B．实验
打开PC机界面下的CCS2.软件，用Project/Open打开C:
\ti\mypjts\DSP54X-1目录下的“ExpConv.pjt”工程文件；
双击“expConv.pjt”及“Source”可查看各源程序；
并编译加载；
在主程序中的两个K++处，设置断点；
单击“Run”运行程序，程序运行到第一个断点处停止。
用View/Graph/Time/Frequency打开图形观察窗口；
设置观察窗口变量及参数；
采用双踪观察两路输入变量Input及Impulse的波形，波形长度为128，数组类型为32位浮点型；
再打开一个图形窗口，以观察卷积结果波形；
该观察窗口的参数设置为：
变量为Output，长度为256，数据类型为32位浮点数；
调整观察窗口，观察两路输入波形和卷积结果波形；
这两路输入波形是由程序产生，并对两个信号进行卷积；
单击“Run”，程序运行至第二个断点处停止，调整图形观察窗口，该部分实验用实验箱的信号源产生的信号作为卷积的两个输入信号，观察卷积结果；
单击“Animate”运行程序，或按F10运行程序；
调整观察窗口，并观察卷积结果；
改变输入信号的波形、频率、幅值，观察卷积卷结果。
四、实验报告要求
1．主要实验步骤。
2．描绘出输入、输出数组的曲线。
3．简述卷积理论。
五、Convolve子程序
时域表达式：
程序参数说明：
VoidConvolveok（Input,Impulse,Output,Length）
ExternvoidREADAD7822（void）
两序列卷积子程序：
Input：
原始输入数据序列，浮点型，长度128；
Impulse：
冲击响应序列，浮点型，长度128；
Output：
卷积输出结果序列，浮点型，长度256；
Length：
参与卷积运算的两输入序列长度；
子程序流程图：
externvoidInitC5402（void）;
externvoidREADAD7822（void）;
#include"
stdlib.h"
stdio.h"
typedef.h"
Convolve.h"
math.h"
#defineLength128
#defineLength32*Length
voidmain（）
{
inti,k=0;
doubleInput[Length];
doubleImpulse[Length];
doubleOutput[Length3];
intxm;
int*px=（int*）0x3000;
InitC5402（）;
//产生随机输入数据以及冲击响应
Input[0]=200;
Impulse[0]=100;
for（i=1;
i<
Length;
i++）
{
if（i<
Length/2）
{
Input[i]=200;
}
else
Input[i]=0;
}
}
if（i<
Length/2）
Impulse[i]=100;
Impulse[i]=0;
Convolveok（Input,Impulse,Output,Length）;
k++;
for（;
;
）
{
READAD7822（）;
px=（int*）0x3000;
for（i=0;
i<
Length;
i++）
xm=*px;
Input[i]=xm;
Impulse[i]=xm;
px++;
Convolveok（Input,Impulse,Output,Length）;
k++;
}
/*******************************************************************
**EndofFile––ExpConv.c
*******************************************************************/
voidConvolveok（
double*Input,//原始输入数据
double*Impulse,//冲击响应
double*Output,//卷积输出结果
Word16length//卷积序列长度
inti,k,p;
doubler;
p=0;
for（k=0;
k<
=length-1;
k++）
{
Output[k]=0;
r=0;
=p;
r=Input[k-i]*Impulse[i];
Output[k]=Output[k]+r;
p=p+1;
if（p>
length-1）p=length-1;
elsep=p;
p=length-2;
for（k=length;
=length+length-1;
r=Input[length-1-i]*Impulse[length-1-p+i];
p=p-1;
return;
实验二FFT分析实验
1．加深对DFT算法原理和基本性质的理解；
2．熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用；
3．学习用FFT对连续信号和时域信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便在实际中正确应用FFT。
计算机、CCS2.0版软件、实验箱、DSP仿真器
三、基本原理
1．DFT的定义：
将时域的采样变换成频域的周期性离散函数，频域的采样也可以变换成时域的周期性离散函数，这样的变换称为离散傅立叶变换，简称DFT。
2．FFT是DFT的一种快速算法，将DFT的N2步减少为（N/2）log2N步，极大地提高了运算的速度。
四、实验步骤
2）设置模数转换单元的拨动开关，1、5、6置“ON”，其它置“OFF”；
打开PC机界面下的CCS2.软件，Project/Open打开C:
\ti\mypjts\DSP54X-2目录下的“ExpFFT.pjt”工程文件；
双击“ExpFFT.pjt”及“Source”可查看各源程序；
在主程序”k++”处设置断点；
单击“Run”运行程序，程序将运行到断点处停止；
用View/Graph/Time/Frequency打开一个图形观察窗口；
设置该观察图形及参数；
采用双踪观察启始地址分别为0x3000H和0x3080h，长度为128单元中数模变化，数值类型为16位有符号整型变量，这两段存储单元中分别存放的是经过AD782转换的混叠信号（信号源单元产生）和对该信号进行FFT变换的结果；
单击“Animate”运行程序，或按F10运行；
调整观察窗口并观察输入信号波形及其FFT变换结果；
调节信号源单元中两路信号的波形选择调节、频率调节、幅值调节，观察混叠信号以及其FFT变换结果如何变化；
单击“Halt”暂停程序运行，关闭窗口，本实验结束。
五、思考题
1．对于不同的N，幅频特性会相同吗？
为什么？
六、实验报告要求
1．简述FFT理论。
2．主要实验步骤。
3．描绘出输入、输出数组的曲线。
4．回答思考题。
程序参数说明
Externvoidinitial（void）;
ExternvoidREADAD7822（void）;
Voidkfft（pr,pi,n,k,fr,fi,l,il）；
基2快速傅立叶变换子程序，n为变换点数，应满足2的整数次幂，k为幂次（正整数）；
数组x：
输入信号数组，A/D转换数据存放于地址为3000H~307FH存储器中，转为浮点型后，生成x数组，长度128；
数组mo：
FFT变换数组，长度28，浮点型，整型后，写入3080h~30FFH存储器中。
实验三有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验
1．掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法；
2．熟悉线性相位FIR数字滤波器特性；
3．了解各种窗函数对滤波特性的影响。
三、实验原理
1．有限冲击响应数字滤波器的基础理论；
2．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、贝塞尔滤波器）；
3．数字滤波器系数的确定方法。
1）正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱的连接后，
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