【正文】 FIR 數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu) 有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為 [1]： ????? 10)()( NnnznhzH （ ） 其差分方程為 : ????? 10)()()( Nkknxkhny （ ） 其基本結(jié)構(gòu)型式有以下幾種 : 由上式可以得出如下圖 21 所示的直接型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)又可以稱為卷積型結(jié)構(gòu)。呂梁學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 3 它利用改進(jìn)的哈佛總線結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有硬件乘法器、累加器，使用流水線結(jié)構(gòu)， 具有良好的并行特點(diǎn)，并有專門(mén)設(shè)計(jì)的適用于數(shù)字信號(hào)處理的指令系統(tǒng)等。經(jīng)過(guò) 20 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 (160OMIPS)的運(yùn) 算，生產(chǎn) DSP 器件的公司也不斷壯大。用 DSP 芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波除了具有穩(wěn)定性好、精確度高、不受環(huán)境影響外，還具有靈活性好的特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器系統(tǒng)提供一個(gè)穩(wěn)定的硬件平臺(tái)。 本論文的主要研究了 FIR 數(shù)字濾波器的基本理論，基于 TI 公司的數(shù)字信號(hào)處理器TMS320VC5402 設(shè)計(jì)了一款穩(wěn)定度高，低功耗的數(shù)字濾波器系統(tǒng)。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(kāi)發(fā)和應(yīng)用中，發(fā)揮著重要的作用。 (3)數(shù)字濾波器的參數(shù)調(diào)節(jié)比起模擬濾波器來(lái)更加方便、靈活。 (3)用通用的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。 因此，數(shù)字濾波器本身既可以是用數(shù)字硬件裝配成的一臺(tái)完成給定運(yùn)算的專用 的數(shù)字計(jì)算機(jī)，也可以將所需要的運(yùn)算編成程序，讓通用計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行。因此這種方法的重點(diǎn)在于選擇某種合適的窗函數(shù)和一種理想濾波器。 用頻率抽樣法設(shè)計(jì) FIR 濾波器 所謂頻率抽樣法就是從頻域出發(fā)，根據(jù)頻域的采樣定理，對(duì)給定的理想濾 波器的頻域響應(yīng)進(jìn)行等間隔采樣 [4][5] )()()2( kHeH dNkjd ?? ??? 把 )(kHd 當(dāng)作待設(shè)計(jì)的濾波器頻率響應(yīng)的采樣值 H(k)，通過(guò)下式可求出濾波器的系統(tǒng)函數(shù) H(z)和頻率響應(yīng) )(ejH ? : ??? ??????10 11)()1)(/1()( Nk kNN zwz kHNzH )2()()( 10kNkHH Nkje ??? ??? ??? 其中， )(?? 是一個(gè)內(nèi)插函數(shù)： K=0， 1....N1 () () () 呂梁學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 9 e NjNN2/)1()2s i n ()2s i n (1)( ???? ???? ew Njn /2 ?? 由于頻譜的有限個(gè)采樣值恢復(fù)出來(lái)的頻率響應(yīng)實(shí)際上是對(duì)理想頻率響應(yīng)的逼近， 因此，這種方法必然有一定的逼近誤差?？梢灾苯佑?C 語(yǔ)言，然后調(diào) 用 CCS 自帶的 C 編譯器將 C 語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成匯編語(yǔ)言，但一般情況下，濾波器對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較 高，而整個(gè)濾波器的程序編寫(xiě)也不是很大，所以采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。 %為 DSP 程序做準(zhǔn)備， MATLAB 中不需要 yyl=filter(bl， al， y) 。N/2))。 DRAM 一般由若干塊構(gòu)成，由于每塊 DARAM 在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)可以被訪問(wèn) 2 次，中央處理單元和片內(nèi)外設(shè)在一個(gè)周期內(nèi)可以同時(shí)對(duì)其進(jìn)行一次讀和一次寫(xiě)操作。根據(jù)上述原理，在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用了 ADM706TAR 芯片。由于LDO 的功耗為 (UIUO)IO I，而系統(tǒng)的輸入電壓為 5V，為將低整個(gè)系統(tǒng)的功耗，將AMSl117 一 的輸入直接接到 AMSl1l7 一 的輸出端，而不是直接接到 5V 電源電壓上，這樣系統(tǒng)功耗將降低 51mW。下圖為 JTAG 仿真接口定義 [8]。從理論上講， n 位輸出的 A/D 轉(zhuǎn)換器能區(qū)分 2n 個(gè)不同等級(jí)的輸入模擬電壓，能區(qū)分輸入電壓的最小值為滿量程輸入的 2/1 N 。③可編程幀同步、數(shù)據(jù)時(shí)鐘極性，支持外部移位時(shí)鐘和內(nèi)部頻率可編程移位時(shí)鐘 。如果時(shí)鐘信號(hào)走線不合理會(huì)造成信號(hào)線上的過(guò)沖現(xiàn)象，直接導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。畢業(yè)論文表明作者在科學(xué)研究工作中取得的新成果或提出的新見(jiàn)解，并表明作者具有的科研能力與學(xué)識(shí)水平。教學(xué)與教育功能 畢業(yè)論文教學(xué)過(guò)程是高等學(xué)校培養(yǎng)計(jì)劃的重要組成部分，是學(xué)生畢業(yè)前提交的一份具有一定理論與實(shí)際價(jià)值的學(xué)術(shù)論文。各指導(dǎo)教師應(yīng)將課題的提出背景、目的、意義及預(yù)期成果向?qū)W生作一簡(jiǎn)要介紹，學(xué)生根據(jù)自己的情況在教師指導(dǎo)下選題。收集資料，切忌不 畢業(yè)實(shí)習(xí)（課題調(diào)研）報(bào)告的撰寫(xiě) 撰寫(xiě)實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告是對(duì)課題調(diào)研工作進(jìn)行總結(jié)提高的過(guò)程。會(huì)議文獻(xiàn) :主要指科技工作者在學(xué)術(shù)會(huì)議上宣讀的論文，會(huì)后經(jīng)主辦單位整理而編輯出版的正式文獻(xiàn)，通常稱為 “會(huì)議論文 在文獻(xiàn)的篩選和消化吸收過(guò)程中，也存在一個(gè) “由薄到厚 ”和 “由厚到薄 ”的積累過(guò)程。 (外 )發(fā)展概況及存在的問(wèn)題；本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想；闡述本設(shè)計(jì)應(yīng)解決的主要問(wèn)題。以及在本課題的研究中尚存在的問(wèn)題，對(duì)進(jìn)一 步開(kāi)展研究的見(jiàn)解與建議。內(nèi)容應(yīng)與中文摘要相同。導(dǎo)師：指導(dǎo)教師不能多于三人。概述成果及意義。摘要中有數(shù)據(jù)、有結(jié)論，是一篇完整的短文。主題詞途 途徑都是根據(jù)文獻(xiàn)的內(nèi)容特征來(lái)檢索的，常用于未知文獻(xiàn)的檢索。學(xué) 一的版式，用連續(xù)的卷、期號(hào)或年、月順序號(hào)標(biāo)識(shí)時(shí)序，每期登載多篇文章、作品。 （ 3）到圖書(shū) 利、簡(jiǎn)報(bào)、圖紙、說(shuō)明書(shū)等文獻(xiàn)資料與信息，為制定研究設(shè)計(jì)和創(chuàng)作方案提供依據(jù)和素材。 完成 第 8學(xué)期 14周 第 教研室（課程組）、院系 6 院系部將畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )成績(jī) 前 院 系 主任 處 學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )復(fù)答辯 8 院系組織優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )評(píng)選，按教務(wù)處要 第 8 學(xué)期 17周 指 導(dǎo) 教師、院系主任 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )按有關(guān)要求存檔 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )選題 選題的基本 原則 選題是搞好畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )的前提，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 呂梁學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 27 5 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）簡(jiǎn)明指導(dǎo)手冊(cè) （ 1）課題必須符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)基本要求。畢業(yè)論文具有時(shí)間的限定性及學(xué)業(yè)的規(guī)定性。 作者： 年 月 日 20 參考文獻(xiàn) [1]程佩青 .數(shù)字信號(hào)處理教程 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020. [2]鄒彥 .DSP原理及應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2020. [3]桑國(guó)明，劉智 .數(shù)字濾波器的 DSP實(shí)現(xiàn) [J].大連大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020. [4]丁玉美，高西全 .數(shù)字信 號(hào)處理 .西安 [M]：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020. [5]吳湘淇 .信號(hào)、系統(tǒng)與信號(hào)處理 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 1999. [6]胡虎，萬(wàn)秋玉，周彤 .FIR數(shù)字濾波器的 DSP實(shí)現(xiàn) [J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020. [7]喬瑞萍，崔濤，張芳娟 .TMS320C54x 原理及應(yīng)用 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社， 2020. [8]劉益成 . TMS320C54x DSP應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [9]孫克梅，劉洋 . 數(shù)字濾波器在 DSP上的實(shí)現(xiàn) [N]. 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020. [10]張雄偉，陳亮，徐光輝 .DSP芯片的原理與開(kāi)發(fā)應(yīng)用 (3版 )[M].北京 :電子工業(yè)出版社， 2020. [11]劉萬(wàn)松 .基于 DSP的 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) [D]. 貴州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文， 2020. [12]Walt Kester. Digital Filters [13]Understanding Digital Signal Edition. Pearson Education [14]Roberto Cristi， Thomson. Modem Digital Signal Processing [15]Sanjit ， McGrawHill. Digital Signal Processing 一一， A ComputerBased Approach Second Edition 呂梁學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 21 22 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 簡(jiǎn)明指導(dǎo)手冊(cè) 第 3章 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )總論 概 述 高等院校的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )教學(xué)過(guò)程是實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)及規(guī)格 的重要培養(yǎng)階段。上電后應(yīng)快速檢測(cè)電路板上主要電源芯片的輸出電壓和 DSP 內(nèi)核電壓，若電壓值不正確應(yīng)立即斷電檢查原因以免損壞電路板上器件。其中每個(gè)取樣和轉(zhuǎn)換過(guò)程需要 16 個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)鐘，因此只有當(dāng) ffsclks )16/1(( m a x ) ?時(shí)，系統(tǒng)才能正常的工作。把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示，稱為編碼。TRST 為測(cè)試復(fù)位，輸入引腳，低電平有效。 DVdd 只為外部接口引腳提供電壓，消耗的電流取決 于外部輸出的速度和數(shù)量，以及在這些輸出上的負(fù)載電容。 為了克服這種情況，除了在軟件上做一些保護(hù)措施外，硬件上也必須做相應(yīng)的處理。④指數(shù)編碼器，可以在單個(gè)周期內(nèi)計(jì)算 40 位累加器中數(shù)值的指數(shù)。 for i=1:N/21。 %函數(shù)的參數(shù) [zl， pl， kl]=CHEBY1(3， ， wnl)。MATLAB 既具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句 (如 for 循環(huán)， while 循環(huán)， break 語(yǔ)句和 if語(yǔ)句 )，又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦?。 通常上述三點(diǎn)很難同時(shí)滿足。 圖 23 FIR 濾波器的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu) z1? z1? z1? z1? h(0) h(1) h(2) h(3) h(N1) y(n) x(n) 圖 22 FIR 濾波器轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)圖 （ ） x(n) z1?z1? z1?z1? z1?z1? ?01 ?02 ?]2[0N ?11 ?02 ?12 ?22 ? ]2/[1N ?]2[2N 6 第 3 章 FIR 濾波器設(shè)計(jì)方法 FIR 濾波器的設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)設(shè)計(jì)法和頻率抽樣設(shè)計(jì)法等，其中窗函數(shù)設(shè)計(jì)法是最基本的設(shè)計(jì)方法。 主要研究?jī)?nèi)容 本論文主要 : ①研究數(shù)字濾波的理論知識(shí)，為系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ) 。軟件可以是由自己編寫(xiě)，也可以使用現(xiàn)成的軟件包。 由于 DSP 控制器具有許多獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，例如采用多組總線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并行處理，獨(dú)立的累加器和乘法器以及豐富的尋址方式，采用 DSP 控制器就可以提高數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的能力，可以對(duì)數(shù)字信號(hào)做到實(shí)時(shí)處理。 數(shù)字濾波器的優(yōu)越性 21 世 紀(jì)是數(shù)字化的時(shí)代，隨著越來(lái)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。當(dāng)前我們正處于數(shù)字化時(shí)代，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注，其理論及算法隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展得到了飛速的發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于語(yǔ)音圖象處理、數(shù)字通信、譜分析、模式識(shí)別、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。s basic structure and features of the 5000 series digital signal processor， make full use of the onchip resources， general programmable DSP chip is used to implement the digital filter design based on DSP. Keywords： DSP。這些過(guò)程都可能包含衰減一個(gè)頻率范圍，阻止或隔離一些頻率成分，用數(shù)字濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能是方便、有效、可行的 [3]。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對(duì)