高效Msp430数字滤波器代码.docx

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高效Msp430数字滤波器代码

高效的Msp430数字滤波器代码

摘要

Msp430用其高效的乘法器能够很容易的实现数字滤波。

乘法器能够将FIR滤波系数转换成能够被任何应用程序利用的装配代码。

何纳计算方式和CSD格式被用于完成高速乘法器操作。

在所有频率下，msp430乘法器的滤波性能由其增益来评估。

在cpu周期，代码长度，低通，高通，带通，带止的频率响应，凹形滤波条件下msp430乘法器的滤波性能由AppendixA所示。

1简介.......................................................................................................................2

2Fir滤波器代码合成器............................................................................2

3参考...................................................................................................4

AppendixAFir滤波器举例..................................................................5

AppendixB文件列表..............................................................................10

图形列表

A-1低通FIR滤波器响应..............................................................................5

A-2高通FIR滤波器响应..............................................................................6

A-3带通FIR滤波器响应..............................................................................7

A-4带止FIR滤波器响应..............................................................................8

A-5凹形FIR滤波器响应...............................................................................9

1简介

FIR滤波器，与其固有的稳固和相位线性的特征而被大家熟知。

有时候是数字滤波理想的选择。

由于滤波器系数是浮点型数字，需要用整理机械规范成与其最接近的整形。

比如msp430的微型控制器。

另外，在考虑到CPU周期的情形下，缺少硬件乘法器的滤波会变得很贵。

何纳计算法考虑到了上诉两种情形。

何纳计算法能够进行整形—浮点型的乘法，如此就消除滤波器系数的整形化。

只用移位和增命令进行乘法，提高了CPU周期下的效率。

工具能够下载到由FIR系数转化成的代码文件。

另外，在扫描滤波器校验数据时会产生C的包裹文件和数据文件。

2FIR数字滤波器代码合成器

FIR数字滤波器代码合成器是一个将document.Input和FIR数字滤波系数，滤波长度，位分辨率关联起来的工具。

输入参数

当工具运行时，一个互动的命令窗口打开，要求输入预先讨论的输入参数。

滤波代码的生成完全由这些参数决定。

错误的参数设置会致使生成错误的代码。

滤波器系数

FIR滤波器的浮点型系数必需拷贝和黏贴到文件。

该文件必需放在工具的同一个目录下。

滤波长度

滤波长度必需和滤波器系数相符合，那个数字必需与保留在文件下的滤波器系数相配。

任何的不匹配都不会被工具所报告而且会致使滤波错误。

滤波器系数的分辨率位

滤波性能由代表滤波器系数的分辨率选择来决定。

对于整数部份和余数部份，独立的分辨率位是必需的。

余数的分辨率位的选取对于有一个好的分辨率有直接的影响。

那个在分辨率位的增量会致使代码长度和CPU周期的成比例增加。

那个分辨率（整数和余数）对于系数维持稳固不变。

采样频率

采样频率必需和生成FIR滤波器系数的采样频率相匹配。

那个参数被用来在有效频率下

生成样品数据和在利用输出时刻样品下的频率响应。

那个参数的错误设置会致使错误的滤波结果。

输出

一旦输入参数进入后，IAREmbeddedWorkbench工具生成的一组文件必需包括在IAREmbeddedWorkbench的msp430工程中。

频率扫描数据

Thefile是一个具有频率从10HZ到【（采样频率/2）-10】HZ44个频率段的正弦数据的文件。

对于每种频率，都会产生400个从-2047到2047的整数型采样数据。

这种数据格式的选择是为了与有些msp430器件上的12位ADC相一致。

这种数据使检测FIR率波器的频率响加倍便利。

FIR滤波器msp430装配代码

文件包括了执行FIR滤波的msp430装配代码。

在每种频率下每400个采样的样本基础上，函数挪用了那个函数。

那个函数返回一个输出样本，然后用于评估在每一个频率增益。

包装C文件

文件初始化了所有模拟滤波程序所需的变量。

它使函数挪用汇编函数.输出样本经过积累来执行一个近似频率响应，通过评估每种频率下的400个样品的增益。

这个增益与频率图载于附录A所考虑的例子。

这44个积累的增益值也印在IAREmbeddedWorkbench主菜单下的终端I/O窗口。

通过将他们输入Excel文件这些值能够被绘制。

摘要

这部份是利用说明的摘要。

在利用FIR滤波器合成工具时必需遵循利用说明。

AppendixB

列举和描述了每一个文件包括伴随生成的紧缩文件。

利用FIR滤波器合成工具：

1将文件夹中伴随生成的紧缩文件解压

2采样系数文件会被提供到源目录。

来校验每一个滤波器样品的性能，用滤波器的样品系数重写这些样品文件中的系数。

来生成任何FIR滤波器的代码。

将新的系数设置粘贴到样品文件中，维持相同的数据类型。

3执行和输入规定的参数。

在伴随生成的文件

中提供了准确的利用说明。

4工具输出一个C-wrapper文件，msp430装配代码和生成一个正弦数据在相同的目录下。

5利用IAR创建一个新的C工程，添加C和装配文件，然后成立，在IAR的视图菜单打开I/O端口的窗口，运行代码来看每种频率的增益。

注:

C-wrapper文件利用文件操作和printf（）声明，需要专门大的代码长度。

因此，建议在msp430设备测试功能，运行工程时利用仿真模式。

C-wrapper文件利用仿真数据只显示FIR滤波器的校验。

在真正的应历时，msp430装配代码文件是FIR滤波器操作的唯一需要的文件。

工具生成的装配代码能够被所有的msp430家族的设备所兼容，可是若是CPU的结构被选定了，装配文件需要被reta命令所代替。

3参考文献

1.Venkat,Kripasagar,EfficientMultiplicationandDivisionUsingMSP430,TexasInstruments,SLAA329

2.Mitra,S.K.,DigitalSignalProcessing:

AComputer-BasedApproach,SecondEdition,McGraw-Hill,

2001.

3.TexasInstrumentsMSP430familyuser'sguides

AppendixAFIR滤波器实例

那个附件显示了大体FIR滤波器的性能。

显示了代码长度，CPU周期，每种频率下的频率响应的近似曲线。

每一个例子中，滤波器的系数都小于1，因此整数部份的位被设置成0。

可是当几个或所有的系数大于1时工具也能生成正确的代码。

低通滤波器

滤波器说明：

滤波器长度=21

整数位=0

分数位=15

采样频率=4000HZ

截止频率=600HZ

FigureA-1显示了在执行msp430工具生成的代码后的滤波器的近似频率响应。

在对数坐标下的标准增益曲线和说明书上设计的频率是相似的。

滤波器工作性能：

CPU周期=662

代码长度=1076字节

高通滤波器

滤波器说明：

滤波器长度=31

整数位=0

分数位=15

采样频率=8000HZ

截止频率=2000HZ

FigureA-2显示了在执行msp430工具生成的代码后的滤波器的近似频率响应。

在对数坐标下的标准增益曲线和说明书上设计的频率是相似的。

滤波器工作性能：

CPU周期=636

代码长度=976字节

带通滤波器

滤波器说明：

滤波器长度=41

整数位=0

分数位=15

采样频率=6000HZ

最低截止频率=500HZ

最高截止频率=1500HZ

FigureA-3显示了在执行msp430工具生成的代码后的滤波器的近似频率响应。

在对数坐标下的标准增益曲线和说明书上设计的频率是相似的。

滤波器工作性能：

CPU周期=1187

代码长度=1910字节

带止滤波器

滤波器说明：

滤波器长度=31

整数位=0

分数位=15

采样频率=2000HZ

最低截止频率=200HZ

最高截止频率=800HZ

FigureA-4显示了在执行msp430工具生成的代码后的滤波器的近似频率响应。

在对数坐标下的标准增益曲线和说明书上设计的频率是相似的。

滤波器工作性能：

CPU周期=531

代码长度=1187字节

凹形滤波器

滤波器说明：

滤波器长度=60

整数位=0

分数位=15

采样频率=400HZ

凹口频率=60HZ

FigureA-5显示了在执行msp430工具生成的代码后的滤波器的近似频率响应。

在对数坐标下的标准增益曲线和说明书上设计的频率是相似的。

滤波器工作性能：

CPU周期=1891

代码长度=3060字节

AppendixB文件列表

该附件包括了一些文件列表包括在文件夹中伴随生成的紧缩文件，和它们功能的说明。

必需创建独立的目录来包括属于每一个例子的文件。

文件列表

FIR滤波器的代码合成器，用来生成能在msp430上运行的代码。

那个文件必需和代码合成器放在相同的目录下。

FIR滤波器系数为浮点型。

一个样本文件包括了紧缩文件。

用户能够将新的系数重写到文件中。

当工具执行时会生成Cwrapper文件。

这是生成的msp430装配代码文件。

那个文件包括由生成的扫描正弦数据频率。

文件有17600个从-2047到+2047的整形样本数据。

400个样本以从10HZ到【（采样频率/2）-10】HZ44个频率段持续存储。

为了有效评估频率响应，Cwrapper文件和msp430装配文件必需放在同一个目录下。

那个文件是用图形来描述FIR滤波器的近似频率响应。

用户能够通过I/O端口重写在每种频率下的参数和增益值来观察滤波器的响应。

那个文件包括了