基于dsp的fir濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)-wenkub
2023-07-05 12:31:10 本頁面
【正文】 應(yīng)用是實時快速的實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，如卷積及各種變換等。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）。其中，線性時不變的數(shù)字濾波器是最基本的類型；而由于數(shù)字系統(tǒng)可以對延時器加以利用，因此可以引入一定程度的非因果性，獲得比傳統(tǒng)的因果濾波器更靈活強大的特性；IIR 濾波器的特征是具有無限持續(xù)時間沖激響應(yīng)，這種濾波器一般需要用遞歸模型來實現(xiàn)，因而有時也稱之為遞歸濾波器，而FIR濾波器的沖激響應(yīng)只能延續(xù)一定時間，在工程實際中可以采用遞歸的方式實現(xiàn)，也可以采用非遞歸的方式實現(xiàn)，但其結(jié)構(gòu)主要還是是非遞歸結(jié)構(gòu)，沒有輸出到輸入的反饋，并且FIR濾波器很容易獲得嚴格的線性相位特性，避免被處理信號產(chǎn)生相位失真，而線性相位體現(xiàn)在時域中僅僅是h(n)在時間上的延遲，這個特點在圖像信號處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔ㄐ蝹鬟f系統(tǒng)中是非常重要的，且不會發(fā)生阻塞現(xiàn)象，能避免強信號淹沒弱信號，因此特別適合信號強弱相差懸殊的情況。而自適應(yīng)去噪電路是信號處理領(lǐng)域一個簡單應(yīng)用，一個被噪聲污染的信號借助于相關(guān)噪聲可以把信號提取出來，而噪聲不斷變化,為了得到較清晰的語音信號必須采用自適應(yīng)去噪技術(shù),?！≌n題背景及研究意義 課題背景數(shù)字信號處理就是用數(shù)字信號處理器(DSP)來實現(xiàn)各種算法，由于具有精度高、靈活性強等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用在數(shù)字圖像處理、數(shù)字通信、數(shù)字音響、聲納、雷達等領(lǐng)域。而有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器能在設(shè)計任意幅頻特性的同時保證嚴格的線性相位特性，在示否音、數(shù)據(jù)傳輸中應(yīng)用非常廣泛。從而通過本課題的研究，掌握濾波器的設(shè)計技術(shù)，為通信、信號處理等領(lǐng)域?qū)嵱没瘮?shù)字濾波器設(shè)計提供技術(shù)準備。但MPU（微處理器）的速度無法滿足高速實時的要求。但是直到1978，世界上第一個世界上第一枚DSP才誕生，它是由1978AMI公司發(fā)布的S2811。80年代中期直到現(xiàn)在是DSP得到了蓬勃發(fā)展并廣泛應(yīng)用的時期。生產(chǎn)DSP 器件的公司也不斷壯大，目前，市場占有率前四名依次為:Texas Instruments、 Lucent 、Analog Device、Motorola。自從在1982年成功推出了其第一代DSP TMS32010及其系列產(chǎn)品TMS3201TMS320C10/C14/C15等，TI相繼推出了第二代DSP TMS320TMS320C25/C26/C28，第三代DSP TMS320C30/C31/C32，第四代DSP TMS320C40/C44，第五代DSP TMS3205X/C54X/C55X及目前速度最快的第六代DSP TMS320C62X/C67X等等。本次課題的主要任務(wù)，就是掌握DSP芯片開發(fā)技術(shù)，完成如下工作：用窗函數(shù)法實現(xiàn)FIR濾波器，通過調(diào)用四種窗口函數(shù)，截取不同的帶通與低通濾波原型，滿足以下性能要求：帶通濾波器：下阻帶邊緣：，；下通帶邊緣：，上通帶邊緣：，；上阻帶邊緣：， 低通濾波器：，；，用時間抽取法實現(xiàn)FFT/IFFT算法，通過此算法，對信號進行頻域分析、頻域處理；自適應(yīng)濾波器是目前數(shù)字濾波器領(lǐng)域中最為活躍的分支，討論采用經(jīng)過改進的LMS（最小圴方誤差）算法實現(xiàn)自適應(yīng)濾波器。由于DSP是用來對數(shù)字信號進行處理的，所以首先必須將輸入的模擬信號變換為數(shù)字信號?！SP系統(tǒng)的特點及設(shè)計過程 由于數(shù)字信號處理系統(tǒng)是以數(shù)字信號處理理論為基礎(chǔ)，所以具有數(shù)字信號處理的全部優(yōu)點：(1)接口方便 DSP 系統(tǒng)與其它以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)或設(shè)備都是相互兼容的，比模擬系統(tǒng)與這些系統(tǒng)接口要容易的多。(7)集成方便 DSP系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)范性，便于大規(guī)模生產(chǎn)。此外，DSP技術(shù)發(fā)展得很快，數(shù)學(xué)知識要求多，開發(fā)和調(diào)試工具還很不完善。DSP應(yīng)用定義系統(tǒng)性能指標硬件調(diào)試選擇DSP芯片軟件編程硬件設(shè)計系統(tǒng)集成軟件調(diào)試系統(tǒng)測試和調(diào)試 DSP基本設(shè)計流程 DSP系統(tǒng)硬件電路圖根據(jù)使用DSP芯片的相關(guān)原則，以及芯片手冊具體決定未用端子是接上拉電阻還是懸空。每個系列又有多種DSP可供選擇。內(nèi)部具有Flash，方便固化程序，而其他系列DSP都沒有內(nèi)部Flash。一般由核心電壓和I/O電壓兩種電壓供電。其中C62XX是定點DSP，而C64XX和C67XX是浮點DSP，它主要應(yīng)用于需要大量快速運算的場合，如數(shù)字視頻處理、無線基站等。54X具有改進的哈佛結(jié)構(gòu)，使其處理能力達到最大。而且54X的運行機制還支持中斷處理、重復(fù)操作和函數(shù)調(diào)用等等。CCS 提供了配置、建立、調(diào)試、跟蹤和分析程序的工具，它便于實時、嵌入式信號處理程序的編制和測試，能夠加速開發(fā)進程，提高工作效率。 CCS集成開發(fā)環(huán)境 調(diào)試DSP目標程序，它主要由幾個主要的窗口組成：工程組顯示窗口、程序內(nèi)容顯示窗口、編輯信息提示窗口和主要工具欄。因為，即使 DSP 的存儲空間比較大，速度也十分快，但是如果內(nèi)存空間分配不當?shù)脑?，還是會出現(xiàn)空間不夠行速度下降，甚至程序跑飛的情況，這樣會時程序調(diào)試起來十分麻煩。對于一個新生成的工程組rcp文件的生成方法是：選擇CCS菜單上的Tools項，選擇linker configuration項，將分配方式改為use the visual linker之后直接編譯，編譯信息提示窗口中會顯示出錯
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