【正文】 的研究成果，可歸納為以下幾點(diǎn) : ，研究了數(shù)字濾波器的基本理論、實(shí)現(xiàn)方法學(xué)習(xí)了數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)理論，掌握了各種數(shù)字濾波器的原理和特性，為數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)及今后的學(xué)習(xí)與工作奠定了理論基礎(chǔ)。但是，從代碼質(zhì)量角度考慮匯編必然不是最優(yōu)的，在今后的研究中要加強(qiáng)對高級語言代碼的優(yōu)化研究。由于理論知識的欠缺，濾波器的設(shè)計(jì)所采用的方案不夠完善。因此本文不再對 IIR帶通濾波器的設(shè)計(jì)作過多的說明，只給出仿真的結(jié)果。再次，可能濾波器階數(shù)有點(diǎn)低。只要將此程序做一些改動，然后在其他程序中調(diào)用就可以對實(shí)際的信號進(jìn)行濾波。因此要合理選擇濾波器的階數(shù)。 FIR 數(shù)字濾波器主要采用非遞歸結(jié)構(gòu)，因而在有限精度的運(yùn)算中都是穩(wěn)定的 。只有當(dāng)純整數(shù)或純小數(shù)運(yùn)算不能滿足變量的動態(tài)范圍 和精度要求時(shí)，才采用混合小數(shù)表示法進(jìn)行定點(diǎn)運(yùn)算。就 DSP 運(yùn)算的處理過程來說，實(shí)際參與運(yùn)算的都是變量，有的是未知的，有的則在運(yùn)算過程中不斷改變數(shù)值，但它們在實(shí)際工程環(huán)境中作為一個(gè)物理參量而言都有一定的動態(tài)范圍。在 Q0 時(shí)， 108OH=4224。 技術(shù)難點(diǎn) 定點(diǎn)數(shù)的定標(biāo) 在定點(diǎn) DSP 芯片中，采用定點(diǎn)數(shù)進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算，其操作數(shù)一般采用整型數(shù)來表示。圖 為 CCS 集成開發(fā)環(huán)境界面圖。 CCS 具有強(qiáng)大的源代碼編輯器，允許編輯 C 語言源代碼和匯編源代碼，能在 C 代碼之后顯示與之對應(yīng)的匯編指令。基于 MATLAB 與 CCS的 IIR 濾波器設(shè)計(jì) 數(shù)字濾波器在 DSP 上的實(shí)現(xiàn) 14 第三章 數(shù)字濾波器在 DSP 上的實(shí)現(xiàn) CCS 簡介 DSP 芯片的開發(fā)需要一套完整的軟、硬件開發(fā)工具。與 Butterworth 和 chebyshev 濾波器相比，ellip 函數(shù)可以得到下降斜度更大的濾波器，得 通帶和阻帶均為等波紋。 設(shè)計(jì) Butterworth 濾波器用函數(shù) butter()，可以設(shè)計(jì)低通、高通、帶通和帶阻的數(shù)字和模擬濾波器，其特性是通帶內(nèi)的幅度響應(yīng)最大限度的平滑，但損失了截止頻率處的下降斜度。 [numZ， denZ 卜 impinvar(numl， denl， Fs) 該函數(shù)模擬濾波器傳遞函數(shù)形式 ［ numl， denl]轉(zhuǎn)換為采樣頻率為 Fs 的數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)形式 [numZ， denZ]。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5000 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91頻率 / H z幅值 [N， Wn]==cheb1ord(wp， ws， rp， rs，’ s’ ) 該函數(shù)返回模擬濾波器的最小階數(shù) N和 Chebyshevl 型固有頻率 Wn。 典型 低通 Chebyshevl 型數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中需要限定其通帶上限臨界頻率 wp，阻帶臨界濾波頻率 ws，在通帶內(nèi)的最大衰減 rP，阻帶內(nèi)的最小衰減 rs。在運(yùn)算誤差方面，并0A1A1p1z?? ?xn ??yn01?11?11?21?1z?1z?0M?1M?1M?2M?1z?1z?基于 MATLAB 與 CCS 的 IIR 濾波器設(shè)計(jì) IIR 濾波器的 MATLAB 輔助設(shè)計(jì) 9 聯(lián)型各基本節(jié)的誤差互不影響，所以比級聯(lián)型總的說，誤差要稍小一些。 直接 II 型：只需要 N 級延時(shí)單元，節(jié)省資源。 再將每一對共軛因子合并起來構(gòu)成一個(gè)實(shí)系數(shù)的二階因子，則 ? ? ? ? ? ?? ? ? ?1212MM 1 1 2i 1 i 2 ii 1 i 1NN 1 1 2i 1 i 2 ii 1 i 11 g z 1 z zH z A1 p z 1 z z????? ? ???? ? ???? ? ??? ? ????? 如果把單實(shí)根因子也看作是二階因子的一個(gè)特例：即二次項(xiàng)系數(shù)等于零的二階因子，則整個(gè)函數(shù)可以完全分解成實(shí)系數(shù)二階因子的形式 12M 1 j 2 ji1 1 j 2 j1 z zH ( z ) A1 z z????????????? 這樣濾波器就可以用若干二階網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)起來構(gòu)成，這些二階網(wǎng)絡(luò)也成為濾波器的二階基本節(jié)。 從圖中我們可以看到 ，直接型結(jié)構(gòu)需要 2N級延時(shí)單元。MATLAB既具有結(jié)構(gòu)化的控制語句 (如 for 循環(huán)， while 循環(huán)， break 語句和 if 語句 )，又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦?。 DSP 器件應(yīng)用面從起初的局限于軍工，航空航天等軍事領(lǐng)域，擴(kuò)展到今天的諸多電子行業(yè)及消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。本科題的研究，將為今后設(shè)計(jì)以DSP 為核心部件的嵌入式系統(tǒng)集成提供技術(shù)準(zhǔn)備，這不僅具有重要的理論意義，同時(shí)還具有重要的實(shí)際意義。DSP 技術(shù)就是基于 VLSI 技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來的一門重要技術(shù)。數(shù)字濾波器是數(shù)字信處理中最重要的組成部分之一，幾乎出現(xiàn)在所有的數(shù)字信號處理系統(tǒng)中。 CCS。因此，我們有必要對濾波器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，理解其工作原理，優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)開發(fā)穩(wěn)定性好的濾波器系統(tǒng)。在這之后，最成功的 DSP 芯片當(dāng)數(shù)美國德州儀器公司 (Texas Instruments，簡稱 TI的一系列產(chǎn)品，其 DSP 市場份額占全世界份額近 50%。功能工具包用來擴(kuò)充MATLAB 的符號計(jì)算，可視化建模仿真，文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能。 具體實(shí)現(xiàn)起來，結(jié)構(gòu)并不是唯一的。這種結(jié)構(gòu)稱為正準(zhǔn)型結(jié)構(gòu)或直接 II 型結(jié)構(gòu)，而把直接型稱為直接 I 型。 這樣就可以用 L個(gè)一階網(wǎng)絡(luò)、 M個(gè)二階網(wǎng)絡(luò)、以及一個(gè)常數(shù) A0 網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)起來組成濾波器 H(z)，其結(jié)構(gòu)如圖 69 所示。 級聯(lián)型：每一個(gè)基本節(jié)只關(guān)系到濾波器的某一對極點(diǎn)和一對零點(diǎn)，便于準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)濾波器的零、極點(diǎn)，也便于性能調(diào)整。 (3)運(yùn)用最小階數(shù) N 產(chǎn)生模擬濾波器原型，模擬低通濾波器的創(chuàng)建函數(shù)有 :buttap、 eheb1ap、 ehebZap、 ellipap、 besselap 等 。rs=80:) 選擇濾波器的階數(shù) : [N， Wn]=cheblord(wP， ws， rP， rs， ’ s’ )。 chebyshevl型濾波器的主要特點(diǎn)是在阻帶內(nèi)達(dá)到最大平滑。 N 個(gè)頻率點(diǎn)均勻地分布在單位圓的上半圓上?？梢栽O(shè)計(jì)低通、高通、帶通和帶阻的數(shù)字和模擬 ChebyshevII 型濾波器，其通帶內(nèi)為單調(diào)，阻帶內(nèi)等波紋。chebyshevH 型濾波器的幅頻特性在阻帶內(nèi)有波動，通帶內(nèi)單調(diào) 。 r(硬件仿真器 )兩部分。查看、編輯存儲器和寄存器的值 。 CCSLink 提供了 3 種連接對象 :與 CCS 的連接對象可從 MATLAB 命令窗運(yùn)行 CCS 中的應(yīng)用程序，向目標(biāo)DSP 的存貯器、寄存器讀出 /寫人數(shù)據(jù)，檢查 DSP 狀態(tài)，開始 /停止目標(biāo) DSP 中運(yùn)行的程序。因此，在編程時(shí)必須指定一 個(gè)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)處于哪一位，這就是定標(biāo)。相反， Q 越小，數(shù)值范圍越大，但精度越低。因此，在定點(diǎn)運(yùn)算過程中應(yīng)該采取一些判斷和保護(hù)辦法 (特別是在定點(diǎn)加法中 )?；?MATLAB 與 CCS的 IIR 濾波器設(shè)計(jì) 數(shù)字濾波器在 DSP 上的實(shí)現(xiàn) 16 如，可以用兩個(gè)存儲單元來表示一個(gè)數(shù)，運(yùn)算時(shí)運(yùn)用雙字運(yùn)算 。從理論上說，可以用高階工 IR 數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)良好的濾波效果。 for n=1:1024 if x(1， i) 1 | x (1， i)1 k(1, i)=x(1， i) *32768/max (x)， else k(1， i)=x(1， i)*32768 end i=i+1: end, n, i 把原始信號數(shù)據(jù)和濾波器系數(shù)代人上面程序中 x=[]，經(jīng)過運(yùn)算就可以得到歸一化數(shù)據(jù)。而在 CCS 上各個(gè)系數(shù)是經(jīng)過量化處理的，因此系數(shù)和原始系數(shù)相比較會有誤差。綜合考慮，將濾波器的階數(shù)提高到 5階，得到新的仿真結(jié)果如圖 所示。 MATLAB 環(huán)境下數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，利用 MATLAB 軟件編程實(shí)現(xiàn)工IR 濾波器設(shè)計(jì)，用擬 TLAB 語言可以編寫出各種類型的濾波器，并進(jìn)行仿真，用匯編語言編寫了 DSP 的工 IR濾波算法，并將其在 CCS 上調(diào)試仿真。基于 MATLAB 與 CCS的 IIR 濾波器設(shè)計(jì) 參與文獻(xiàn) 23 參考文獻(xiàn) [1] 王世一編著 .數(shù)字信號處理 [M].北京 :北京理工大學(xué)出版社， ，重版 . [2] 王沫然 .Simulink 建模及動態(tài) 仿真 .北京 :電子工業(yè)出版社， 2020 [3] 薛定宇 .基于 MATLAB/Simulink 的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用 .北京 :清華大學(xué)出版社， 2020 [4] 張志涌 .精通 版 .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 [5] 陳懷深 .MATLAB 及其在理工課程中的應(yīng)用指南 .西安 :西安交通大學(xué)出版社， 1998 [6] 李哲英 .DSP 基本理論與應(yīng)用技術(shù) .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社， [7] 彭啟宗，管慶等 .DSP 集成開發(fā)環(huán)境 CCS 及 DSPBIOS 的原理與應(yīng)用 .北京 :電子工業(yè)出版 社， 2020 年 7 月 [8] 文瑋瑋，董金明 .數(shù)字濾波器在定點(diǎn) DSP 上的實(shí)現(xiàn) .遙測遙控， 2020 年 1 月 [9] 邢培育，崔克清一種基于 TMS32OC5402 的數(shù)字 IIR 濾波器設(shè)計(jì) .數(shù)據(jù)采集與處理， 200 年 6 月 [10]鄭佳春 .數(shù)字濾波器的 MATLAB 設(shè)計(jì)與 DSP 上的實(shí)現(xiàn) .單片機(jī)及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用， 2020 [11]張雄偉，陳亮 .DSP 芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用 [M].北京 :電子工業(yè)出版社， . [12]王華奎，張立毅編著 .數(shù)字信號處理及應(yīng)用 [M].北京 :高等教育出版社， . [13]丁玉美，高西 全 .數(shù)字信號處理 (第二