【正文】 b=fir1(n， Wn， ‘ftype’) b=fir1(n， Wn， Window) b=fir1(n， Wn， ‘ftype’， Window) n： 濾波器的階數(shù)； Wn： 濾波器的截止頻率； ftype： 用來(lái)決定濾波器的類型， 當(dāng) ftype=high時(shí)，可設(shè)計(jì)高通濾波器； 當(dāng) ftype=stop時(shí)，可設(shè)計(jì)帶阻濾波器。 0? Wn ?1, Wn=1相當(dāng)于 。 1. fir1函數(shù) (3) 采用漢明窗設(shè)計(jì)帶通 FIR濾波器 在 b=fir1(n， Wn)中，當(dāng) Wn=[ W1 W2 ]時(shí)，可得到帶通濾波器，其通帶為 W1 wW2， W1和 W2分別為通帶的下限頻率和上限頻率。 Window參數(shù)可采用的窗口函數(shù)有： Boxcar， Hanning， Bartlett， Blackman，Kasier和 chebwin等，其默認(rèn)時(shí)為 Hamming窗。 解：采用 fir1函數(shù)設(shè)計(jì)高通濾波器的程序格式為 Window = chebwin(35， 30)； b=fir1( 34， ， ‘high’， Window) ； 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 27 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) FIR濾波器的 MATLAB設(shè)計(jì) 用來(lái)設(shè)計(jì)有任意頻率響應(yīng)的各種加窗 FIR濾波器。 解：采用 fir2函數(shù)的程序格式： f = [ 0 1 ]； m = [ 1 1 0 0 ]； b=fir2（ 30， f， m）； 在使用 MATLAB設(shè)計(jì) FIR濾波器時(shí)，還可以使用 freqz( )和 plot( )函數(shù)。 基本算法 : 采用乘法累加運(yùn)算。 特點(diǎn)： ① 在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中開辟一個(gè) N單元的緩沖區(qū)(滑窗 )，用來(lái)存放最新的 N個(gè)輸入樣本； ② 從最老樣本開始取數(shù)，每取一個(gè)數(shù)后，樣本向下移位； ③ 讀完最后一個(gè)樣本后，輸入最新樣本并存入緩沖區(qū)的頂部。即將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)向較高地址單元移位來(lái)進(jìn)行延時(shí)。 優(yōu)點(diǎn)： 在存儲(chǔ)器中新老數(shù)據(jù)的位置直觀明了。 ARx→ ① 求 y(n): 取數(shù)順序： x(n)…… x(n7) 最新樣本： x(n+1) ARx： 指向 x(n+1)單元 ② 求 n+1): 取數(shù)順序： x(n+1)…… x(n6) 最新樣本： x(n+2) ARx： 指向 x(n+2)單元 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 x(n) x(n+1) x(n1) x(n2) x(n3) x(n4) x(n5) x(n+2) ARx→ ③ 求 y(n+2): 取數(shù)順序： x(n+2)…… x(n5) 最新樣本： x(n+3) ARx： 指向 x(n+3)單元 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 x(n) x(n+1) x(n1) x(n2) x(n3) x(n4) x(n+3) x(n+2) ARx→ 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 45 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (2)循環(huán)緩沖區(qū)法 循環(huán) 緩沖區(qū)的優(yōu)點(diǎn)： ① 緩沖區(qū)數(shù)據(jù)不需要移動(dòng)； ② 可以使用 SARAM存儲(chǔ)器。減量、按模修正 ARx addr=ARx， ARx=circ(ARx1) … *ARx+0% 。 例如： (BK)=N=8， (AR1)=0060h， 用 *AR1+%間接尋址。 要求： 例如： N=31， k的最小值為 5，則緩沖區(qū)的起始地址：XXXX XXXX XXX0 0000B 若 N=32， k的最小值為 6，緩沖區(qū)的起始地址：XXXX XXXX XX00 0000B 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 49 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) FIR濾波器的 DSP實(shí)現(xiàn) 2. FIR濾波器的實(shí)現(xiàn) ?C54x提供的乘法 累加指令 MAC和循環(huán)尋址方式，可使 FIR數(shù)字濾波器在單周期內(nèi)完成每個(gè)樣值的乘法 累加計(jì)算。設(shè)置 AR2 AR2→ 。A清 0,設(shè)置迭代次數(shù) 00 0000 0000 。循環(huán) 。定義模塊 。PA0賦值為 0 。定義 。定義 。設(shè)置傳輸次數(shù) ROM table 。設(shè)置緩沖區(qū)長(zhǎng)度 。A清 0,設(shè)置迭代次數(shù) 00 0000 0000 。循環(huán) 。生成 FIR2的存儲(chǔ)器映像文件 。EPROM的起始地址： E000h 長(zhǎng)度： 4K 。 DARAM的起始地址： 0080h 長(zhǎng)度： 1380h 存儲(chǔ)空間 ROM RAM EPROM … … … … EPROM … 0E000 4k 0EFFF VECS … … VECS 0FF80 80h 0FFEF SPRAM … … … SPRAM 0060 20h 007F DARAM … … … DARAM … … 0080 1380h 13EF 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 57 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 鏈接命令文件： SECTIONS { .text:EPROM PAGE 0 .data:EPROM PAGE 0 .bss :SPRAM PAGE 1 xn:align(8){}DARAM PAGE 1 b0:align(8){}DARAM PAGE 1 .vections:VECS PAGE 0 } 。bss段定義在暫存器 。 設(shè)濾波器 N=8， 若系數(shù) bn =bN1n， 則為對(duì)稱 FIR濾波器。 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 62 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (3) 系數(shù)對(duì)稱 FIR濾波器的實(shí)現(xiàn) 系數(shù)對(duì)稱 FIR濾波器指令： 格式： FIRS Xmem， Ymem， Pmad 功能： Pmad?PAR； 當(dāng) (RC)?0， 則 B+AH?(Pmem)?B， ((Xmem)+ (Ymem))??16?A， PAR+1?PAR， RC1 ?RC 其中， Pmem是通過(guò) PAR尋址。給 y保留 1個(gè)空間 。給輸出口地址 PA0賦值 。定義數(shù)據(jù) 。設(shè)置小數(shù)乘法 。設(shè)置雙操作數(shù)增量 AR0=1 。乘法累加、加法操作 B = AH bi + B AH=(AR1)+(AR2) 。修正 AR2， 指向 Old區(qū)最老數(shù)據(jù) 。 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 67 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) FIR濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例 根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，濾波器系數(shù)可由 MATLAB中的 fir2函數(shù)產(chǎn)生，函數(shù)調(diào)用格式： f = [ 0 1 ]； m = [ 1 1 0 0 ]； b=fir2( 39, f, m ) 利用 freqz函數(shù)可繪制濾波器的幅頻、相頻特性 ,其格式： freqz(b, 512, 1000) 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 68 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 濾波器的頻率特性 : 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 69 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 采用循環(huán)緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn) FIR濾波器的源程序如下： 2． 匯編源程序 .title “” .mmregs .bss y， 1 K_FIR_BFFR .set 40 PA0 .set 0 PA1 .set 1 FIR_COFF_TABLE .usect “FIR_COFF”,40 。b2,b3 … … … .word 3*32768/10000,7*32768/10000 。設(shè)置傳輸次數(shù) MVPD COFF_FIR_START,*AR5+ 。設(shè)置頁(yè)指針 PORTR PA1， D_DATA_BUFFER 。暫存 y(n) PORTW y， PA0 。 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 73 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) FIR濾波器源程序的鏈接命令文件如下： /* SOLUTION FILE FOR */ o m e fir_init MEMORY { PAGE 0： EPROM： = 0E000H len = 1000H VECS： = 0FF80H len = 0080H PAGE 1： SPRAM： = 0060H len = 0020H DARAM： = 0080H len = 1380H } 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 74 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) FIR濾波器源程序的鏈接命令文件如下： SECTIONS { .text： EPROM PAGE 0 .vectors： VECS PAGE 0 .data： EPRAM PAGE 0 .bss： SPRAM PAGE1 FIR_BFR： align(128){} DARAM PAGE 1 FIR_COFF： align(128){} DARAM PAGE 1 } 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 75 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) IIR濾波器的 DSP實(shí)現(xiàn) IIR濾波器與 FIR濾波器相比，具有相位特性差的缺點(diǎn)，但它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)算量小，具有經(jīng)濟(jì)、高效的特點(diǎn)，并且可以用較少的階數(shù)獲得很高的選擇性。 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 76 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 對(duì)于 IIR濾波器，系統(tǒng)穩(wěn)定的條件如下： 若 |pi|1， 當(dāng) n→ ?時(shí)， h(n)→ 0， 系統(tǒng)穩(wěn)定； 若 | pi | 1， 當(dāng) n→ ?時(shí)， h(n)→ ?， 系統(tǒng)不穩(wěn)定。 + b0 b1 b2 a1 a2 x(n) y(n) w(n) + + + z1 z1 z1 z1 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 80 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (1)直接型 (直接 Ⅰ 型 ) 前向通道： + z1 z1 b0 b1 b2 z1 z1 a1 a2 x(n) y(n) w(n) + + + ????20)()(ii inwbny反饋通道： ?????21)()()(jj jnwanxnw輸出方程： ? ?? ?????2021)()()( i jji jnyainxbny2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 81 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (2) 標(biāo)準(zhǔn)型 (直接 Ⅱ 型 ) 1． 二階 IIR濾波器 這種結(jié)構(gòu)所使用的延遲單元最少 (只有 2個(gè) )，因此得到了廣泛地應(yīng)用，故稱之為標(biāo)準(zhǔn)型 IIR濾波器。 級(jí)聯(lián)型濾波器的結(jié)構(gòu)： x(n) y(n) 其傳遞函