医学数字信号处理实验指导书Word文件下载.docx

1、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、CCS 2.0

2、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:timypjtsDSP54X-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

3、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

4、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：Void Convolveok（Input,Impulse,Output,Length）Extern void READAD7822（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：extern void InitC5402（void）;extern void READAD7822（void）;#i

5、nclude stdlib.hstdio.htypedef.hConvolve.hmath.h#define Length 128#define Length3 2*Lengthvoid main（） int i,k=0; double InputLength ; double ImpulseLength ; double OutputLength3 ; int xm; int *px = （int*）0x3000; InitC5402（）; / 产生随机输入数据以及冲击响应 Input0 = 200; Impulse0 = 100 ; for（ i = 1 ; i Length ; i +

6、） if（i Length/2） Inputi = 200; else Inputi=0; if（iLength/2） Impulsei = 100; Impulsei=0; Convolveok（ Input, Impulse, Output, Length）; k+; for（;） READAD7822（）; px = （int*）0x3000; for （i=0; iLength; i+） xm = *px; Inputi = xm; Impulsei = xm; px+; Convolveok（ Input, Impulse, Output, Length）; k+;/* End of

7、 File ExpConv.c*/void Convolveok（ double *Input, / 原始输入数据 double *Impulse, / 冲击响应 double *Output, / 卷积输出结果 Word16 length / 卷积序列长度 int i,k,p; double r; p=0; for （k=0; klength-1） p=length-1; else p=p; p=length-2; for （k=length;=length+length-1; r = Inputlength-1-i*Impulselength-1-p+i; p=p-1; return ;实

8、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、CCS 2.0版软件、实验箱、DSP仿真器三、基本原理1DFT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。2FFT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“OF

9、F”；打开PC机界面下的CCS2.软件，Project/Open打开C:timypjts 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

10、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Extern void initial（void）;Extern void READAD7822（void）;Void kfft（pr,pi,n,k,fr,fi,l,il）；基2快速傅

11、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3000H307FH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3080h30FFH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，