【正文】 漏也是能量的泄漏，因?yàn)榧哟昂笫乖瓉?lái)信號(hào)集中的窄頻帶內(nèi)的能量分散到無(wú)限的頻帶寬度范圍內(nèi)。 （ 2）過(guò)渡帶兩側(cè)形成肩峰和波紋，這是矩形窗函數(shù)頻率響應(yīng)的旁瓣引起的，旁瓣相對(duì)值越大，旁瓣越多， 波紋越多。即我們可采用矩形窗函數(shù) w(n)將無(wú)限脈沖響應(yīng) ??nhd 截取一段 h(n)來(lái)近似為 ??nhd ，這種截取在數(shù)學(xué)上表示為： h(n)= ??nhd w(n) (27) 這里應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，加窗函數(shù)不是可有可無(wú)的，而是將設(shè)計(jì)變?yōu)槲锢砜蓪?shí)現(xiàn)所必須的。對(duì)于一個(gè) N 階的線性相位 FIR 濾波器，群延遲為常數(shù)，即濾波后的信號(hào)簡(jiǎn)單地延遲常數(shù)個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)。 基于 FIR 的語(yǔ)音信號(hào)濾波 第 2 頁(yè) 共 34 頁(yè) 設(shè)計(jì)步驟及要求 本題目通過(guò) DSP 處理器控制 TLC320AD50 采集音頻信號(hào)，在 CCS 軟件中分析音頻信號(hào)的頻譜圖，使用 Matlab 設(shè)計(jì)相應(yīng)的 FIR 數(shù)字濾波器（低通、帶通、帶阻等）并得到濾波器 H(z)的系數(shù)，然后根據(jù)這些系數(shù)，編寫 DSP 程序（ C 語(yǔ)言或匯編）對(duì)已采集信號(hào)進(jìn)行處理，最后在 CCS 軟件中得到處理后音頻信號(hào)的頻譜圖，比較濾波前后信號(hào)的頻譜圖。根據(jù)其單位沖激響應(yīng)函數(shù)的時(shí)域特性可分為兩類：無(wú)限沖激響應(yīng) (IIR)濾波器和有限沖激響應(yīng) (FIR)濾波器。 與單片機(jī)相比， DSP 有著更適合于數(shù)字濾波的特點(diǎn)。 基于 FIR 的語(yǔ)音信號(hào)濾波 第 3 頁(yè) 共 34 頁(yè) 2 設(shè)計(jì)總體方案 語(yǔ)音信號(hào)的采集 所需的硬件主要是 DSP、 DRAM、 TLC320AD50、 TLC2272，語(yǔ) 音信號(hào)從麥克風(fēng)輸入后經(jīng)過(guò) TLC2272（雙路低噪聲） 濾波，通過(guò) AD50 的 A/D 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，編寫 DSP 程序，將采集的數(shù)字信號(hào)存入 DSP 的 DRAM，然后經(jīng)某一事件觸發(fā)，將信號(hào)回放出去，信號(hào)由耳機(jī)輸出 。 FIR 濾波器的理想頻率響應(yīng)，可寫成復(fù)數(shù)形式的 Fourier 級(jí)數(shù)形式： ? ? ? ????????nnjdjd enheH ?? (24) 式中， hd(n)是對(duì)應(yīng)的單位脈沖響應(yīng)序列。 這種方法的基本原理是用一定寬度的矩形窗函數(shù)截取無(wú)限脈沖響應(yīng)序列獲得有限長(zhǎng)的脈沖響應(yīng)序列，從而得到 FIR 濾波器的脈沖響應(yīng)，故稱為 FIR 濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)法。 這里我們明確兩個(gè)概念：截?cái)嗪皖l譜泄漏。其實(shí)數(shù)字信號(hào)處理的前驅(qū)者們?cè)O(shè)計(jì)了不同于矩形窗的很多窗函數(shù)，這些窗函數(shù)在主瓣和旁瓣特性方面各有特點(diǎn)，可滿足不同的要求。其中， CB 和 DB 傳輸從程序存儲(chǔ)器讀來(lái)的數(shù)據(jù)， EB 傳輸待寫入存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù) 。器片內(nèi)存儲(chǔ)器的種類只要有以下幾種 :雙訪問(wèn) RAM (DARAM )，單訪問(wèn) RAM (SRAM)和 ROM. RAM 一般映射在數(shù)據(jù)空間。 MATLAB 是一款具有強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和圖形顯示功能的軟件，其輸出結(jié)果可視化，編程效率極高，用極少的代碼即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)行，因此它使工程技術(shù)人員擺脫了繁瑣的程序代碼，以便快速地驗(yàn)證自己的模型和算法。high39。缺省時(shí)，自動(dòng)取哈明窗。如果選擇 D7=0， N=8，則采樣速率為 8kHz。 系統(tǒng)復(fù)位后，必須通過(guò) DSP 的 DX 口向 TLC320AD50C 的 DIN 寫數(shù)據(jù)，如果采用一片TLC320AD50C，只需初始化其寄存器 寄存器 2 和寄存器 4。在子程序中 , 首先初始化語(yǔ)音緩沖區(qū)和工作變量 , 等待 MCBSP通道 0傳送結(jié)束后 , 再采集語(yǔ)音信號(hào) , 然后傳送到 MCBSP并保存于左 聲道緩沖區(qū) , 此時(shí)即可調(diào)用 材料 計(jì)算 FIR濾波輸出 , 濾波后的結(jié)果存放于右聲道緩沖區(qū) , 最后將濾波后的信號(hào)輸出到 MCBSP 接口 , 再將此信號(hào)傳送到 TMS320C5410中 。 w2=2*fc2/fs。利用 MATLAB 的濾波器設(shè)計(jì)函數(shù) fir1 設(shè)計(jì)了一個(gè)具有線性相位的數(shù)字低通 FIR 濾波器，得到了該濾波器的濾波系數(shù)及幅頻特性曲線、相頻特性曲線，并且用 MATLAB 的仿真工具 SIMULINK 仿真了該 FIR濾波器的濾波過(guò)程；通過(guò)線性緩沖區(qū)法對(duì) FIR 濾波器在 DSP 芯片 C54x 的實(shí)現(xiàn)做了理論上的分析。 //定義子地址寄存器映射位置 SPSD0 .set 039h。 //定義 SPCR10 的映射子地址 SPCR2 .set 01h //定義 SPCR20 的映射子地址 RCR1 .set 02h //接收控制寄存器 1 映射子地址 RCR2 .set 03h //接收控制寄存器 2 映射子地址 XCR1 .set 04h //發(fā)送控制寄存器 1 映射子地址 XCR2 .set 05h //發(fā)送控制寄存器 2 映射子地址 SRGR1 .set 06h //采樣率發(fā)生器寄存器 1 映射子地址 SRGR2 .set 07h //采樣率發(fā)生器寄存器 2 映射子地址 基于 FIR 的語(yǔ)音信號(hào)濾波 第 17 頁(yè) 共 34 頁(yè) MCR1 .set 08h //多通道控制寄存器 1 映射子地址 MCR2 .set 09h //多通道控制寄存器 2 映射子地址 RCERA .set 0ah //接收通道控制寄存器 1 映射子地址 RCERB .set 10bh //接收通道控制寄存器 2 映射子地址 XCERA .set 0ch //發(fā)送通道使能寄存器 A 映射子地址 XCERB .set 0dh //發(fā)送通道使能寄存器 B 映射子地址 PCR .set 0eh //引腳控制寄存器映射子地址 .if BSP = 0 //條件匯編，因?yàn)?5402有兩個(gè)同步緩沖口如果 BSP=0則使用同步緩沖口 0 SPSA .set SPSA0 //由于同步緩沖口采用子地址尋址方式 SPSD .set SPSD0 RDRR .set DRR10 RDXR .set DXR10 .endif .if BSP = 1 //條件匯編，因?yàn)?5402有兩個(gè)同步緩沖口如果 BSP=1則使用同步緩沖口 1 SPSA .set SPSA1 SPSD .set SPSD1 RDRR .set DRR11 RDXR .set DXR11 .endif //以下程序是寫數(shù)據(jù)的子程序也就是宏 WR_SUB_REG .macro val,addr //寫 McBsp 控制寄存器 stm addr,SPSA //將 ADDR 的地址寫入 SPSA nop //空操作 stm val,SPSD //將配置值 寫入 SPSD nop //空操作 基于 FIR 的語(yǔ)音信號(hào)濾波 第 18 頁(yè) 共 34 頁(yè) .endm //以下程序是讀數(shù)據(jù)的子程序也就是宏 RD_SUB_REG .macro addr,acc //讀 McBsp 控制寄存器 stm addr,SPSA //將 ADDR 的地址寫入 SPSA nop //空操作 ldm SPSD,acc //送入累加器保存 nop //空操作 nop nop .endm WAITTRX .macro //等待串口中斷宏 WAITR? RD_SUB_REG SPCR1,A and 11, A bc WAITR?, AEQ .endm PROGREG .macro progword //DSP 與 AD50 的二次通訊 (將其最后一位置為 1 便可 ) stm 01h,RDXR WAITTRX stm progword,RDXR WAITTRX .endm //以下程序是等待延時(shí)子程序 wait .macro STM 0400h, AR0 RPT *AR0 基于 FIR 的語(yǔ)音信號(hào)濾波 第 19 頁(yè) 共 34 頁(yè) NOP .endm .mmregs .global _c_int00 .sect .vectors //以下是中斷向量表 RESET b _c_int00 nop nop .space 19*4*16 BRINT0 b recv nop nop BXINT0 rete nop nop nop .space 10*4*16 //以下是主程序 .text _c_int00 ld 0h,DP //設(shè)置數(shù)據(jù)頁(yè)指針為第 0 頁(yè) stm 0ff00h,SP //設(shè)置堆棧指針地址為 20xxH ssbx INTM //關(guān)閉所有中斷 ssbx SXM //禁止符號(hào)擴(kuò)展方式位。 圖 41 圖形屬性窗口 之后輸入語(yǔ)音數(shù)據(jù)文件，將文件所在路徑輸入，然后就會(huì)出現(xiàn)如圖 形窗口 。所以學(xué)好數(shù)字信號(hào)處理這門課程的理論知識(shí)是重中之重，有了這個(gè)有力的武器，才能更好的應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中。 找到了癥結(jié)所在，就要開(kāi)始對(duì)癥下藥。 然后就開(kāi)始了查閱資料的過(guò)程，數(shù)字濾波器網(wǎng)上的資料不少，但是真正適合這個(gè)課題的不多。這些日子，長(zhǎng)沙的天氣異常炎熱，會(huì)很大程度上造成心情浮躁，效率低下。 [4] 清源科技 .TMS320C54xDSP 應(yīng)用程序設(shè) 計(jì)教程 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx,1。 //發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器 1 映射地址 DXR20 .set 0