【正文】 等高級(jí)語言或者 MATLAB ,SystemView 等開發(fā)工具模擬所選定的對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的算法，此處的輸入數(shù)據(jù)是實(shí)際信號(hào)經(jīng)采集而獲得的，常以計(jì)算機(jī)文件的形式存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)文件。 本設(shè)計(jì)中用到的北京精儀達(dá)盛有限公司的 DSP 實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)板上有 A/D , D/A 轉(zhuǎn)換芯片，相當(dāng)于模型系統(tǒng)中的中間三個(gè)部件。 DSP 芯片的輸入是經(jīng) A/D 變換后得到的以抽樣形式表示的數(shù)字信號(hào)， DSP 芯片對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行某種形式的處理，如進(jìn)行一系列的乘法累加操作 (MAC)等。圖中輸入信號(hào)可以是各種形式，如 麥克風(fēng)輸出的語音信號(hào)或電話線出來的己調(diào)數(shù)據(jù)信號(hào)或數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像信號(hào)等。 為實(shí)現(xiàn) FFT、卷積等運(yùn)算，當(dāng)前的 DSP大多在指令系統(tǒng)中設(shè)置了循環(huán)尋址 (Circular addressing)、位碼倒置 (bitreversed)指令和其他特殊指令，使得在進(jìn)行這些運(yùn)算時(shí)，尋址、排序及計(jì)算速度有了很大的提高。流水線結(jié)構(gòu)使得取指令、譯碼、取操作數(shù)、執(zhí)行幾個(gè)操作可以獨(dú)立進(jìn)行，不同 指令的不同階段在時(shí)間上的執(zhí)行能完全重疊。由于程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在分開的兩個(gè)空間里，取指令和執(zhí)行能完全重疊運(yùn)行，提高了指令執(zhí)行速度。經(jīng)過十幾年的發(fā)展， DSP 器件在高速度、可編程、小型化、低功耗等方面都有了長(zhǎng)足的發(fā)展，單片 DSP 芯片最快每秒可完成 16 億次 (1600MIPS，每秒 1600 兆次指令 )的運(yùn)算，目前，市場(chǎng)占有率最大的是 TI 公司的 TMS320 系列 DSP芯片。它在結(jié)構(gòu)上針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，并增加了特殊指令專門用于數(shù)字處理，因而處理速度更快，效率更高。第四種方法因 DSP 芯片的哈佛結(jié)構(gòu)、并行結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得數(shù)字濾波器比較好的容易實(shí)現(xiàn) 。 (6)用 FPGA/CPLD 等可編程器件來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，開發(fā)數(shù)字濾波算法。 (2)用加法器、乘法器、延時(shí)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)專用的濾波電路。分布式算法在完成乘累加功能時(shí)是通過將各輸入數(shù)據(jù)每一對(duì)應(yīng)位產(chǎn)生的部分積預(yù)先進(jìn)行相加形成相應(yīng)的部分積，然后再對(duì)各個(gè)部分積累加形成最終結(jié)果，而傳統(tǒng)算法是等到所有乘積已經(jīng)產(chǎn)生之后再來相加來完成乘累加運(yùn)算的。如果濾波器的階數(shù)增加，乘法器位數(shù)也將變大，硬件規(guī)模將變得十分龐大。目前 DSP 芯片的價(jià)格越來越低，性能價(jià)格比日益提高，具有巨大的應(yīng)用潛力。 1978 年 AMI 公司生產(chǎn)出世界上第一片 DSP 芯片 S2811。 (2)對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力有明顯提高，這對(duì)系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性的提高起到了促進(jìn)作用。為得到模擬信號(hào)，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號(hào)須經(jīng)數(shù) /模轉(zhuǎn)換、平滑。線性濾波是指卷積濾波，又分為頻域?yàn)V波和時(shí)域?yàn)V波，在實(shí)域中根據(jù)濾波方式又分為遞歸濾波和非遞歸濾波。與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器不用考慮器件的噪聲、電壓漂移、溫度漂移等問題，可以容易地實(shí)現(xiàn)不同幅度和相位頻率等特性指標(biāo)。當(dāng)然，對(duì)濾波器本身的研究仍在不斷進(jìn)行。 (3)數(shù)字濾波器的參數(shù)調(diào)節(jié) 比起模擬濾波器來更加方便、靈活。而普通的單片機(jī)例如 MCS51難以滿足這一要求。 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)。用可編程 DSP 芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波可通過修改濾波器的參數(shù)十分方便的改變?yōu)V波器的特性。象處理、模式識(shí)別、譜分析等應(yīng)用中的一個(gè)基本處理算法。 數(shù)字信號(hào)處理由于運(yùn)算速度快，具有可編程特性和接口靈活的特點(diǎn)，使得它在許多電子產(chǎn)品的研制、開發(fā)和應(yīng)用中，發(fā)揮著重要的作用。 MATLAB 北京科技大學(xué)遠(yuǎn)程與成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 目 錄 摘 要 ............................................................. 1 ABSTRACT ............................................................. 2 目 錄 ............................................................. 1 引 言 ............................................................. 1 1 緒論 ............................................................... 2 課題研究的背景 ..................................................... 2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 ..................................................... 2 研究?jī)?nèi)容 .......................................................... 3 2 DSP 技術(shù) ............................................................ 4 DSP 芯片發(fā)展 ....................................................... 4 DSP 芯片基本結(jié)構(gòu) ................................................... 4 DSP 系統(tǒng)構(gòu)成 ....................................................... 5 DSP 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 ................................................... 5 TMS320C55X 概述 .................................................... 6 CPU 結(jié)構(gòu) ........................................................... 6 總線結(jié)構(gòu) ........................................................... 6 3 FIR 數(shù)字濾波器理論及基于 MATLAB 的 設(shè)計(jì)仿真 ........................... 7 數(shù)字濾波器分類 ..................................................... 7 FIR 數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu) ............................................... 7 FIR 數(shù)字濾波器的軟件設(shè)計(jì)方法 ....................................... 8 傅氏級(jí)數(shù)設(shè)計(jì) FIR 濾波器的基本理論 ................................... 8 基于 MATLAB 的 FIR 濾波器設(shè)計(jì) ........................................ 9 4 FIR 數(shù)字濾波器系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ......................................... 14 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................... 14 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) ...................................................... 14 電源電路設(shè)計(jì) ...................................................... 15 模數(shù) /數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) ............................................. 15 FLASH 接口設(shè)計(jì) .................................................... 16 外部存貯器接口設(shè)計(jì) ................................................ 17 5 FIR 濾波器的 DSP 程序?qū)崿F(xiàn) ........................................... 18 傅氏級(jí)數(shù)法的 DSP 程序?qū)崿F(xiàn) .......................................... 18 利用匯編程序?qū)崿F(xiàn) FIR 濾波器 ........................................ 18 小結(jié) .............................................................. 21 結(jié) 論 ............................................................. 23 參 考 文 獻(xiàn) ......................................................... 24 附錄 A 外文文獻(xiàn) ...................................................... 25 北京科技大學(xué)遠(yuǎn)程與成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 附錄 B 外文翻譯 ...................................................... 28 附錄 C 源代碼 ....................................................... 29 結(jié) 束 語 .......................................................... 39 北京科技大學(xué)遠(yuǎn)程與成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 共 35 頁 引 言 21世紀(jì)是數(shù)字化的時(shí)代，隨著越來越多的電子產(chǎn)品將數(shù)字信號(hào)處理 (PSP)作為技術(shù)核心， DSP 已經(jīng)成為推動(dòng)數(shù)字化進(jìn)程的動(dòng)力。 TMS320C55x 北京科技大學(xué)遠(yuǎn)程與成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 The design and analysis of FIR digital filter based on DSP Abstract Digital filter algorithm is one of the core techniques in signal processing. The FIR digital filter has been widely used in signal processing field because of its strict linear phase and stability, now, it bees a very significant research task. DSP chip is a sort of microprocessor which is especially suitable for digital signal processing, it is mostly used to realized different digital signal arithmetic Realtime and fleetly. The realization of the FIR digital filter which is based on DSP chip， not only have the merit of good stability, high precision, and have no effect of environmental., but also, by change the parameter of the filter to change the characteristic of the filter。 關(guān)鍵詞 :數(shù)字信號(hào)處理器 。 本文主要研究了數(shù)字濾波器的基本理論，并對(duì)有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器 FIR的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析 和研究，尤其是在 MATLAB 環(huán)境下 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，主要是窗函數(shù)法及利用 MATLAB 的濾波器設(shè)計(jì)工具的設(shè)計(jì)方法，并用 MATLAB 語言編寫了可以選擇濾波器四種類型及七種窗函數(shù)的仿真程序，進(jìn)行了具體的仿真分析。1 北京科技大學(xué)遠(yuǎn)程與成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 基于 DSP的 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與 分析 學(xué)習(xí)中心： 遠(yuǎn)程與成人教育學(xué)院（ TY） 專 業(yè)： 通信工程 年 級(jí)： 2020級(jí) 姓 名： 李維鑫 學(xué) 號(hào)： 20838712087 指導(dǎo)教師： 王春明 2020 年 4 月 6 日 北京科技大學(xué)遠(yuǎn)程與成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)