fir濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)課程設(shè)計(已修改)
2025-01-28 05:30 本頁面
【正文】 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電子通信工程系DSP原理及應(yīng)用課程設(shè)計報告設(shè)計題目：基于TMS320F2812 DSP處理器的FIR濾波器的設(shè)計與實現(xiàn) 姓名 王 泳學(xué)號： 091307229 專業(yè)： 通信工程 設(shè)計日期： 2012 年 6月 15 日 指導(dǎo)老師： 趙 成 張松煒 基于TMS320F2812 DSP處理器的FIR濾波器的設(shè)計與實現(xiàn) 數(shù)字信號處理是電路系統(tǒng)從模擬時代向數(shù)字時代前進的理論基礎(chǔ)，為數(shù)字信號處理的應(yīng)用而專門設(shè)計的可編程處理器，即數(shù)字信號處理器也應(yīng)運而生。在當今信息時代數(shù)字信號處理已成為一門極其重要的學(xué)科。數(shù)字信號處理在通信、語音、圖像等眾多相關(guān)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字信號處理（DSP）包括兩重含義：數(shù)字信號處理技術(shù)（Digital Signal Processing）和數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor）。數(shù)字信號處理（DSP）是利用計算機或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)值計算的方法、對信號進行采集、濾波、增強、壓縮、估值和識別等加工處理，借以達到提取信息和便于應(yīng)用的目的，其應(yīng)用范圍涉及幾乎所有的工程技術(shù)領(lǐng)域。 目前FIR濾波器的實現(xiàn)方法大致可分為三種：利用單片通用數(shù)字濾波器集成電路、DSP器件或者可編程邏輯器件實現(xiàn)。其中以使用通用DSP芯片實現(xiàn)方式較為簡單，是一種實時、快速、特別適合于實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理運算的微處理器，借助于通用數(shù)字計算機按濾波器的設(shè)計算法編出程序進行數(shù)字濾波計算。由于它具有豐富的硬件資源、改進的哈佛結(jié)構(gòu)、高速數(shù)據(jù)處理能力和強大的指令系統(tǒng)而在通信、航空、航天、雷達、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)及家用電器等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 掌握用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器的原理及方法，熟悉線性纖維FIR濾波器的幅頻特性和相頻特性及其圖像。 掌握使用matlab編程的基本方法，學(xué)會利用fdatool 工具來快速設(shè)計滿足需要的濾波器。 掌握TMS320F2812 DSP處理器開發(fā)的程序框架結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)驅(qū)動TMS320F2812 DSP處理器程序編寫并能使其正常工作。實習(xí)驅(qū)動ADC模塊實現(xiàn)信號的實時采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換 掌握使用TMS320F2812 DSP處理器實現(xiàn)FIR數(shù)字低通濾波器的設(shè)計方法，并能夠?qū)崟r采集輸入信號并濾除高頻信號再通過SCI串口傳輸?shù)接嬎銠C顯示。利用Matlab軟件的FDATool工具設(shè)計FIR濾波器，并提取濾波器參數(shù)；在CCS集成開發(fā)環(huán)境下，利用第1步得到的濾波器參數(shù)，利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器程序，觀察輸入信號及濾波后得到的輸出信號的時域波形及FFT Magnitude波形； 利用TMS320F2812的ADC片內(nèi)外設(shè)的外圍電路實時采集的混頻信號數(shù)據(jù)，使用1個51階的FIR低通濾波器，在CCS中設(shè)計FIR濾波器程序?qū)崿F(xiàn)濾波，觀察相關(guān)波形及濾波效果，通過SCI接口將數(shù)據(jù)傳送到計算機上；四、總體設(shè)計濾波器就是在時間域或頻域內(nèi)，對已知激勵產(chǎn)生規(guī)定響應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，使其能夠從信號中提取有用的信號，抑制并衰減不需要的信號。濾波器的設(shè)計實質(zhì)上就是對提出的要求給出相應(yīng)的性能指標，再通過計算，使物理可實現(xiàn)的實際濾波器頻率響應(yīng)特性逼近給出的頻率響應(yīng)特性。FIR 數(shù)字濾波器系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （1）由此得到系統(tǒng)的差分方程： （2）若FIR 數(shù)字濾波器的單位沖激響應(yīng)序列為h(n)，它就是濾波器系數(shù)向量b(n)。傳統(tǒng)的濾波器分析與設(shè)計均使用繁瑣的公式計算，改變參數(shù)后需要重新運算，從而在分析與設(shè)計濾波器尤其是高階濾波器時工作量特別大。這里應(yīng)用MATLAB 設(shè)計FIR濾波器，根據(jù)給定的性能指標設(shè)計一個H(z)，使其逼近這一指標，進而計算并確定濾波器的系數(shù)b(n)，再將所設(shè)計濾波器的幅頻響應(yīng)、相頻響應(yīng)曲線作為輸出，與設(shè)計要求進行比較，對設(shè)計的濾波器進行優(yōu)化。設(shè)計完成之后將得到FIR濾波器的單位沖激響應(yīng)序列h(n)的各個參數(shù)值。 利用Matlab軟件的FDATool設(shè)計FIR濾波器（１） 首先在命令窗口鍵入FDAtool命令，啟動濾波器設(shè)計分析器，調(diào)出FDAtool界面，如下圖所示。 FDATool界面（２） 在Filter Type選項中選Low
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