【正文】 基于 DSP 的 IIR 濾波器系統(tǒng)設(shè)計 摘要 隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理已經(jīng)成為高速實時處理的一項關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用在語音識別、智能檢測、工業(yè)控制等各個領(lǐng)域 。 數(shù)字濾波器是對數(shù)字信號實現(xiàn)濾波的線性時不變系統(tǒng)。數(shù)字濾波實質(zhì)上是一種運算過程，實現(xiàn)對信號的運算處理。 DSP 數(shù)字信 號 處理 (Digital Signal Processing，簡稱 DSP)是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。 20 世紀(jì) 60 年代以來，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。 傳感器 數(shù)字信號處理是利用傳感器對模擬信號或數(shù)字信號進行采集并把其轉(zhuǎn)換成計算機可識別的電信號，并利用計算機對信號進行處理以達到計算機輔助控制或是計算機自動控制的目的。 DSP 芯片是一種特別適合數(shù)字信號處理運算的微處理器，主要用來實時、快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。用 DSP 芯片實現(xiàn) IIR 數(shù)字濾波器，不僅具有精確度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點，而且因 DSP 芯片的可編程性，可方便地修改濾波器參數(shù)，從而改變?yōu)V波器的特性，設(shè)計十分靈活。 本課題主要應(yīng)用 MATLAB 軟件設(shè)計 IIR 數(shù)字濾波器，并對所設(shè)計的濾波器進行仿真；應(yīng)用 DSP 集成開發(fā)環(huán)境 —— CCS 調(diào)試匯編程序， 文章結(jié)合TM320C5509 的結(jié)構(gòu)特點，介紹了一種 IIR 濾波器在 TM320C5509 中的實現(xiàn)方法。文中程序已經(jīng)過硬件驗證，仿真結(jié)果表明該設(shè)計符合要求。 關(guān)鍵詞 數(shù)字濾波 ； IIR； DSP； TM320C5509； MATLAB 目錄 摘要 …… ...................................................................................錯誤 !未找到引用源。 第 1 章 緒論 .................................................................................錯誤 !未定義書簽。 數(shù)字濾波器的優(yōu)越性 ........................................................................................2 數(shù)字濾波器實現(xiàn)的方法 ....................................................................................2 主要研究內(nèi)容 ....................................................................................................3 第 2 章 濾波器 基礎(chǔ) .....................................................................................................4 數(shù)字 濾波器介紹 .................................................................................................4 IIR 濾波器的設(shè)計方法 及原理 ...........................................................................5 IIR 濾波器的設(shè)計 過程及 MATLAB 實現(xiàn) ......................................................10 設(shè)計過程 ........................................................................................................10 設(shè)計 流程框圖 ................................................................................................12 MATLAB 程序 ...............................................................................................12 運行結(jié)果及分析 ............................................................................................14 本章小結(jié) ..........................................................................................................14 第 3 章 數(shù)字濾波器的 DSP 實現(xiàn) .............................................................................15 TMS320C5509 特點 .........................................................................................15 DSP 系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) ...................................................................................17 DSP 系統(tǒng)的特點 ........................................................................................17 DSP 系統(tǒng)的設(shè)計流程 ................................................................................18 DSP 系統(tǒng)的開發(fā)工具 CCS ........................................................................18 IIR 濾波器的 設(shè)計框圖 ..............................................................................19 程序源代碼 .................................................................................................20 第 4 章 本文總結(jié) .......................................................................................................23 總 結(jié) ....................................................................................錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 .....................................................................................................................24 第一章 緒論 數(shù)字濾波器的優(yōu)越性 DSP 芯片是一種特別適合數(shù)字信號處理運 算的微處理器，主要用來實時、快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。 數(shù)字信號處理由于具有精度高、靈活性強等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于圖像處理、數(shù)字通信、雷達等領(lǐng)域。數(shù)字濾波技術(shù)在數(shù)字信號處理中占有極其重要的地位，數(shù)字濾波器根據(jù)其單位脈沖響應(yīng)可分為 IIR（無限長沖激響應(yīng)濾波器）和 FIR（有限長沖激響應(yīng)濾波器）兩類。 IIR 濾波器可以用較少的階數(shù)獲得很高的選擇特性，但在有限精度的運算中，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，而且相位特性不好控制。 數(shù)字濾波器本質(zhì)上是一個完成特定運算的數(shù)字計算過程，也可以理解為是一臺計算機。 數(shù)字濾波器又分為無限沖激 響應(yīng)濾波器 (IIR)和有限沖激響應(yīng)濾波器 (FIR)。FIR 濾波器具有不含反饋環(huán)路、結(jié)構(gòu)簡單以及可以實現(xiàn)的嚴(yán)格線性相位等優(yōu)點，因而在對相位要求比較嚴(yán)格的條件下，采用 FIR 數(shù)字濾波器。同時，由于在許多場合下，需要對信號進行實時處理，因而對于單片機的性能要求也越來越高。由于 DSP 控制器具有許多獨特的結(jié)構(gòu)，例如采用多組總線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)并行處理，獨立的累加器和乘法器以及豐富的尋址方式，采用 DSP 控制器就可以提高數(shù)字信號處理運算的能力，可以對數(shù)字信號做到實時處理。 DSP（數(shù)字信號處理器）與一般的微處理器相比有很大的區(qū)別， 它所特有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令集合、數(shù)據(jù)流程方式為解決復(fù)雜的數(shù)字信號處理問題提供了便利，本文選用 TMS320C5509 作為DSP 處理芯片，通過對其編程來實現(xiàn) IIR 濾波器。 對數(shù)字濾波器而言 ,從實現(xiàn)方法上 ， 有 FIR 濾波器和無限沖激響應(yīng) (IIR