【正文】 .................................................................20 3 第 1 章 緒論 數(shù)字濾波器 研究的背景 當(dāng)今，數(shù)字信號處理（ DSP： Digtal Signal Processing）技術(shù)正飛速發(fā)展，它不但自成一門學(xué)科，更是以不同形式影響和滲透到其他學(xué)科 。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(jìn)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(jìn)行處理以達(dá)到計算機輔助控制或是計算機自動控制的目的。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 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。 它與國民經(jīng)濟息息相關(guān)，與國防建設(shè)緊密相連 。模擬信號是自變量的連續(xù)函數(shù)，自變量可以是一維的，也可以是二維或多維的。例如，對數(shù)字信號進(jìn)行濾波以限制他的頻帶或濾除噪音和干擾，或?qū)⑺麄兣c其它信號進(jìn)行分離；對信號進(jìn)行頻譜分析或功率譜分析以了解信號的頻譜組成，進(jìn)而對信號進(jìn)行識別；對信號進(jìn)行某種變換，使之更適合于傳輸，存儲和應(yīng)用；對信號進(jìn)行編碼以達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的等。數(shù)字濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣。 4 1．語音處理 語音處理是最早應(yīng)用數(shù)字濾波器的領(lǐng)域之一，也是最早推動數(shù)字信號處理理論發(fā)展的領(lǐng)域之一。即用專用硬件或計算機識別人講的話，或者識別說話的人；第四，語音增強。近年來，這 五 方面都取得了不少研究成果，并且，在市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些相關(guān)的軟件和硬件產(chǎn)品，例如，盲人閱讀機、啞人語音合成器、口授打印機、語音應(yīng)答機，各種會說話的儀器和玩具，以及通信和視頻產(chǎn)品大量使用的音頻壓縮編碼技術(shù)。其中，被認(rèn)為是通信技術(shù)未來發(fā)展方向的軟件無線電技術(shù)，更是以數(shù)字濾波技術(shù)為基礎(chǔ)。 5．雷達(dá) 雷達(dá)信號占有的頻帶非常寬，數(shù)據(jù)傳輸速率也非常高，因而壓縮數(shù)據(jù)量和降低數(shù)據(jù)傳輸速率是雷達(dá)信號數(shù)字處理面臨的問題。生物醫(yī)學(xué)信號處理數(shù)字濾波器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用日益廣泛，如對腦電圖和心電圖的分析、層析 X 射線攝影的 計算機輔助分析、胎兒心音的自適應(yīng)檢測等 。例如，在軍事上被大量應(yīng)用于導(dǎo)航、制導(dǎo)、電子對抗、戰(zhàn)場偵察；在電力系統(tǒng)中被應(yīng)用于能源分布規(guī)劃和自動檢測；在環(huán)境保護(hù) 中被應(yīng)用于對空氣污染和噪聲干擾的自動監(jiān)測；在經(jīng)濟領(lǐng)域中被應(yīng)用于股票市場預(yù)測和經(jīng)濟效益分析等。而且在 MATLAB 下的部分仿真程序還可以通過轉(zhuǎn)化為 C 語言，再通過 DSP 的 C 編譯器直接在 DSP 硬件上運行。 6 3．用固定功能的 專用信號處理器實現(xiàn) 專用信號處理器采用專用集成電路 ASIC(Application Specific Integrated Circuits)實現(xiàn)，適用于過程固定而又追求高速的信號處理任務(wù)，是以指定的算法來確定它的結(jié)構(gòu)，使用各種隨機邏輯器件組成的信號處理器。這一方法由于具有通用性的特點并可以實現(xiàn)算法的并行運算，無論是作為獨立的數(shù)字信號處理器，還是作為 DSP 芯片的協(xié)處理器，目前都是比較活躍的研究領(lǐng)域。這種方法比較容易一些，因為模擬濾波器的設(shè)計方法已經(jīng)非常成熟，不僅有完整的設(shè)計公式，還有完善的圖表供查閱；另外一種直接在頻率或者時域內(nèi)進(jìn)行，由于需要解聯(lián)立方程，設(shè)計時需要計算機做輔助設(shè)計。 2. 數(shù)字濾波器的頻率相應(yīng)模仿模擬濾波器的頻響特性， s 平面的虛軸映射為 z 平面的單位圓，相應(yīng)的頻率之間呈線性關(guān)系。 4. 用所選的轉(zhuǎn)換方法，將模擬濾波器 Ha(s)轉(zhuǎn)換成數(shù)字低通濾波器系統(tǒng)函數(shù) H(z)。 如果濾波器的輸入輸出信號都是離散信號，那么該濾波器的脈沖響應(yīng)也一定是離散信號，這樣的濾波器就成為 8 了數(shù)字濾波器。 所示 。 4. 精度高： 16 位數(shù)字系統(tǒng)可以達(dá)到 105 級的精度。例如，對于簡單信號處理任務(wù)，若采用 DSP則使成本增加。 2． 根據(jù)系統(tǒng)的要求進(jìn)行高級語言的算法模擬，比如使用 MATLAB 等仿真工具，驗證算法的可行性，得出最佳的處理方法。程序的編寫可以使用匯 編語言，匯編語言編寫的程序效率高，但比較煩雜；也可采用 C 語言， DSP 的 C 語言基本上是標(biāo)準(zhǔn) C 語言，編寫比 10 較簡單，但效率低。其次利用雙線性變換法設(shè)計數(shù)字帶通濾波器，再調(diào)用函數(shù)進(jìn)行雙線性變換，并求出分子、分母的系數(shù)向量。 2. 啟動 CCS,在 CCS 中建立一個匯編源文件 、建立一個 C 源文件和一個命令文件 ,并將這三個文件添加到工程 ,再編譯并裝載程序 。 CCS有兩種工作模式，即軟件仿真器模式：可以脫離 DSP 芯片， 在 PC 機上模擬 DSP 的指令集和工作機制，主要用于前期算法實現(xiàn)和調(diào)試 ； 硬件在線編程模式：可以實時運行在 DSP芯片上 ， 與硬件開發(fā)板相結(jié)合在線編程和調(diào)試應(yīng)用程序。 3． 高性能編輯器支持匯編文件的動態(tài)語法加亮顯示，使用戶很容易閱讀代碼，發(fā)現(xiàn)語法錯誤 。 6． 斷點工具，能在調(diào)試程序的過程中，完成硬件斷點、軟件斷點和條件斷點的設(shè)置 。 13 10． 提供 GEL 工具。 13． 提供 DSP/BIOS 工具，增強對代碼的實時分析能力。 平時我們 通常 將 IIR 濾波器設(shè)計的過程如下 ：首先根據(jù)濾波器參數(shù)要求設(shè)計對應(yīng)的模擬濾波器（如巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器等等），然后通過映射（如脈沖響應(yīng)不變法、雙線性映射等等）將模擬濾波器變換為數(shù)字濾波器，從而決定 IIR 濾波器的參數(shù)。 15 第 5 章 結(jié)論 通過這次的 DSP 課程設(shè)計，我深深的體會到了自身的不足，一個軟件就讓我試了好多次才調(diào)出來結(jié)果，還不是實際的做一個東西，但是我也加深了 對 DSP 的理解。 本次課程我主要負(fù)責(zé)方案設(shè)計工作，所以 在最初的方案設(shè)計中很多細(xì)節(jié)沒有考慮周到。 但是遇到困難我就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請教專業(yè)課老師。 雖然 剛開始時上機時什么都不知道，不知道怎么使用軟件，不會建立源文件，不會匯編，不會連接。 總之這次課程設(shè)計讓我充實 了 自己，也讓我發(fā)現(xiàn)了很多問題和不足，對以前所學(xué)的知識理解的不夠深刻，對知識點掌握的不夠牢靠等，我以后會好好注意這方面。在我以后的工作中，我一定更加努力的學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢和特長。 double wp,omp,gsa,t。 for (i=0。 a[i]=gsa*pow(2,u)sqrt(2)*omp*v+pow(2,u)。 b[i]=gsa*pow(2,u)。 i++) { a[i]=a[i]/t。 int *px = (int*)0x3000。 for ( ) { InitC5402()。 nlstop = 。 j++) { READAD50()。 x_ad = *px。 w0=w1。 *py = y_da。在寫作過程中也不是一帆風(fēng)順的，我也遇到很多問題，但是遇到困難我就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請教專業(yè)課老師