dsp课程设计报告fir滤波器设计.docx
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dsp课程设计报告fir滤波器设计
DSP
课程设计报告
课程名称：
DSP原理及应用
设计题目：
FIR滤波器设计
学院：
电气信息学院
专业年级：
通信工程2011级
指导教师：
姓名：
学号：
时间：
2014.6.30-2014.7.4
目录
引言3
第一章课程设计要求及流程4
1.1FIR滤波器设计要求4
1.2设计流程4
第二章课程设计实现4
2.1功能描述4
2.2算法研究4
2.3参数计算5
2.3.1利用Matlab计算滤波系数5
2.3.2编写滤波器输入信号程序6
2.4编写源程序6
2.4.1汇编源程序“.asm”文件的编写6
2.4.2链接命令文件“.cmd”的编写8
2.5调试过程8
2.5.1调试前的准备8
2.5.2.inc和.dat的使用8
2.5.3编写及编译程序8
2.5.4观察点设置9
2.6运行并观察结果10
第三章课程设计总结12
参考文献12
引言
随着信息与数字技术的发展，数字信号处理已经成为当今极其重要而学科与技术领域之一。
它在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。
在数字信号处理的基本方法中，通常会涉及到变换、滤波、频谱分析、调制解调和编码解码等处理。
其中滤波是应用非常广泛的一个环节，数字滤波器的理论和相关设计也一直都是人们研究的重点之一。
FIR滤波器的是非递归的，稳定性好，精度高；更重要的是，FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特征。
因此，它在高保真的信号处理，如数字音频、图像处理、数据传输和生物医学等领域得到广泛应用。
在数字信号处理中，滤波占有极其重要的地位。
数字滤波是语音信号处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用的基本处理算法。
用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点外，还具有灵活性好等特点。
本次课程设计的是FIR低通滤波器，首先运用MATLAB产生滤波系数，再用DSP仿真软件CCS进行仿真，观察输入输出，看是否符合低通滤波器的功能。
第一章课程设计要求及流程
1.1FIR滤波器设计要求
设计一个FIR低通滤波器,通带边界频率为1500Hz，通带波纹小于1dB；阻带边界频率为2000Hz，阻带衰减大于40dB；采样频率为10000Hz，滤波器阶数为16。
FIR滤波器的设计也可以用MATLAB窗函数法进行。
1.2设计流程
设计流程如图1。
图1设计流程图
第二章课程设计实现
2.1功能描述
低通滤波器是允许低于截至频率的信号经过，但高于截止频率的信号不能经过的电子滤波安装。
2.2算法研究
FIR的原理及公式
FIR设计原理：
如果一个FIR滤波有一个冲激响应，h（0）,h
（1）,…,h（N-1）,和x（n）描绘输入的时常滤波n，输出滤波y（n）的n给出以下方程式：
Y（n）=h（0）x（n）+h
（1）x（n-1）+h
（2）x（n-2）+…+h（N-1）x[n-（n-1）]
N阶有限冲激响应滤波器（FIR）公式：
Y（n）=
N=0,1,2,3…
2.3参数计算
2.3.1利用Matlab计算滤波系数
滤波器阶数为16阶，截止频率1500HZ，采样频率10000HZ。
2.3.2编写滤波器输入信号程序
因为截止频率为1500Hz，所以输入信号应该至少包含两种频率成分的正弦信号，一种信号频率小于1500Hz，一种信号频率大于1500Hz。
利用Matlab生成滤波器输入信号程序“.inc”文件和“.dat”文件。
2.4编写源程序
2.4.1汇编源程序“.asm”文件的编写
.globalstart,fir
.mmregs
COFF_FIR_START:
.sect"coff_fir"
.include"0127.inc"
K_FIR_BFFR.set20
d_data_buffer.usect"fir_bfr",64
FIR_DP.usect"fir_vars",0
d_filin.usect"fir_vars",1
output.usect"fir_vars",1
input.usect"fir_vars",1
d_filout.usect"fir_vars",100h
stacksize.set256
stack.usect"fir_vars",stacksize
.asgAR4,FIR_DATA_P
.asgAR6,INBUF_P
.asgAR7,OUTBUF_P
.asgAR3,OUTBUF
.asgAR2,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
STLA,*FIR_DATA_P+;
STM#d_filin,INBUF_P
STM#d_filout,OUTBUF_P
STM#output,OUTBUF
STM#input,INBUF
STM#100h,BK
fir_loop:
NOP
LD*INBUF_P,A
STLA,*INBUF
CALLfir
STHA,*OUTBUF_P+%
STHA,*OUTBUF
main_end:
bfir_loop
fir:
STM#d_data_buffer,FIR_DATA_P
STLA,*FIR_DATA_P
STM#（d_data_buffer+K_FIR_BFFR-1）,FIR_DATA_P
fir_task:
RPTZA,#K_FIR_BFFR-1
MACD*FIR_DATA_P-,COFF_FIR_START,A
RET
.end
2.4.2链接命令文件“.cmd”的编写
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:
{}>PROGPAGE0
fir_prog:
{}>PROGPAGE0
fir_vars:
{}>DATA1PAGE1
fir_coff:
{}>DATA2PAGE1
fir_bfr:
{}>DATA3PAGE1
}
2.5调试过程
2.5.1调试前的准备
1）启动SETUP并选择芯片C5402simulator。
2）在CCS的安装目录myproject子目录下创建一个文件夹0127。
2.5.2.inc和.dat的使用
将MATLAB生成的0127.inc文件和0127.dat文件复制到0127文件夹中。
2.5.3编写及编译程序
1）创建工程文件：
在Project菜单中选择New项，在Project中输入0127并保存。
2）编写汇编源程序和链接程序：
在File菜单中选中New-SourceFile，编写源程序，然后以.asm格式保存在0127文件夹里；再在File菜单中选中New-SourceFile，编写链接程序，然后以.cmd格式保存在0127文件夹里。
3）在工程文件中添加程序文件：
在Project菜单中选中AddFiletoProject…，将以上程序加载到工程目录下。
4）生成和运行程序：
在Project菜单中选中RebuildAll对工程进行编译、汇编和链接（如果有错就修改，然后再编译链接直到无误为止）；在File菜单中选中LoadProgram，在当前目录的Debug目录下选择0127.out并打开，将Build生成的程序加载到DSP中；在Debug菜单中选中Run，运行该程序。
2.5.4观察点设置
1）设置断点：
在.asm文件中标号为fir_loop下面的Nop语句设置软件断点（Togglebreakpoint）探针（ToggleProbepoint）。
2）在File菜单中选中FileI/O，将会看到FileI/O对话框，按照图2操作然后选中AddProbePoint…再按图3操作。
图2
图3
3）打开观察窗口
选择菜单“View”、“Graph”、“Time/Frequency…”按照图4所示依次操作。
图4
2.6运行并观察结果
输入时域和频域波形如图5，输出时域和频域波形如图6。
从图形可以看出，高于1500Hz的频率成分被滤去，低于1500Hz的频率成分通过，符合截止频率为1500Hz的低通滤波器的特性，达到了设计要求。
图5
图6
第三章课程设计总结
在本次课程设计中，我了解到了数字滤波是信号处理技术中的重要部分，重温了数字滤波器的基本理论知识以及实现它的方法。
复习了MATLAB的相关知识，并且利用MATLAB与CCS设计了低通滤波器，更加熟悉CCS环境下的程序开发方法、调试工具的使用等。
使我将课堂知识与实际运用结合起来，理论联系实际。
在这过程中，我也遇到了很多问题，总是无法正确的显示输入输出波形。
在老师和同学的帮助下，最终找到了问题的所在，原来是滤波器的阶数设置的不合适。
经过多番修改，终于成功完成了本次课程设计。
综合运用模拟电子、数字电子和DSP基本原理等课程中所学的理论知识，合理利用MATLAB去独立完成一个项目的设计，还需要我不断地努力、总结。
本次课程设计对我还是有一定的积极意义的，我将以更加饱满的热情运用所学知识投入到今后的工作和生活中。
参考文献
《DSP原理及应用》邹彦主编电子工业出版社
《DSP技术及应用实验指导书》曹玉英编西南石油大学出版社目录
第一章概论1
1.1项目名称1
1.2项目地点1
1.3区域特点1
1.4建设规模1
1.5可行性研究范围2
1.6项目估算总投资额3
第二章项目市场分析3
2.1####县经济发展趋势分析3
2.2####县房地产发展概况4
2.3区域市场分析10
2.4项目利弊分析11
第三章项目定位及销售预测12
3.1项目定位12
3.2销售情况预测14
3.3销售价格预测14
第四章项目的工程技术方案15
4.1总平面及建筑方案15
4.2结构16
4.3供配电工程16
4.4给排水工程16
4.5人防17
4.6弱电工程17
4.7主要设备设施17
4.8交通与停车17
4.9环境保护17
第五章项目管理与建设进度计划19
5.1项目运作模式19
5.2招投标管理19
5.3工程监理19
5.4物业管理19
5.5建设进度计划19
5.6销售计划20
第六章项目营销和招商方案21
6.1销售、租赁比例21
6.2运营策略21
6.3招商策略22
第七章投资估算和资金筹措25
7.1投资估算25
7.2资金筹措27
7.3资金平衡计划：
见下表28
第八章效益分析29
8.1销售收入、销售税金及附加估算29
8.2经营成本及费用估算30
第九章项目风险及防范措施31
9.1市场风险31
9.2筹资风险31
9.3销售不确定性风险31
9.4项目开发的风险32
9.5成本控制的风险32
第十章结论及建议33
10.1结论33
10.2建议33
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