【正文】 存 y(n)=A=b0w(。 A=b0w(n)+b1w(n1) MAC *AR2+0%, *AR3+, A 。存 w(n)=輸 入＋ a1w(n1)＋ a2w(n2) Forward: MPY *AR2+0%, *AR3+, A 。 A=輸入 ＋ a1w(n1) MAC *AR2+0%, *AR3+, A 。執(zhí)行 256次 濾波 RPTB MAINLOOP1 山東大學生物醫(yī)學工程劉忠國 92 二階 IIR濾波器 的 C54x實現(xiàn)程序 RPTB MAINLOOP1 LD *AR6+, 13, A 。 w(n)循環(huán)緩沖 區(qū)長度 3 STM 1, AR0 。 IIR系數(shù) 緩沖區(qū) 首址 存 AR3 RPT 4 MVPD iir_table, *AR3+ 。 存 w(n)循環(huán)緩沖 區(qū) 首址 STM COEF, AR1 。輸入緩沖區(qū)首址存 AR6 STM output, AR7 。輸入緩沖區(qū) output .usect COEF, 256 。 中 間結(jié) 果 w(n)循 環(huán)緩沖區(qū) COEF .usect “COEF”,8 。b1= .word 2066*32768/10000 。a2= .word 2066*32768/10000 。二階 IIR濾 波器系 數(shù) , 截 止頻率 2020Hz, 采 樣頻率 20200Hz iir_table .word 3695*32768/10000 。 山東大學生物醫(yī)學工程劉忠國 88 IIR濾波器的 C54x實現(xiàn) II型（標 準 型）二階基本節(jié) IIR數(shù)字濾波器： x(n) y(n) w(n) a1 a2 b1 b2 1z?1z?b0 w(n 1) w(n2) 二階 IIR濾波器的實現(xiàn)方法 w(n)=x(n)+a1w(n1) )+a2w(n2) 反 饋通道差分方程 : y(n)=b0w(n)+b1w(n1) )+b2w(n2) 前 向通道差分方程 : x(0)x(1)x(2):x(n)y(0)y(1)y(2):y(n)存儲器 )()(1)(221122110zxzyzazazbzbbzH ??????????89 IIR濾波器的 C54x實現(xiàn) IIR二階基本節(jié) DSP實現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲方式： w(n+1)=x(n+1)+a1w(n) )+a2w(n1) y(n+1)=b0w(n+1)+b1w(n) )+b2w(n1) 反 饋通 道 : 前 向通 道 : 數(shù)據(jù)存儲器 (DARAM) 起始狀態(tài) 數(shù)據(jù)存儲器 (DARAM) COEF a1 a2 AR2→ w(n1) b0 w(n2) b1 w(n) AR3→ b2 w(n)=x(n)+a1w(n1) )+a2w(n2) 反 饋通 道 : y(n)=b0w(n)+b1w(n1) )+b2w(n2) 前 向通 道 : 第 n+1時刻 循環(huán)緩沖存儲 WDATA 山東大學生物醫(yī)學工程劉忠國 90 第 n+1時刻 AR2→ w(n1) w(n+1) w(n) 二階 IIR濾波器 的 C54x實現(xiàn)程序 .data K_SIZE .set 256 。 H(s)與 H(z)之間的對應關(guān)系為： ( ) | ( ) | jTsj zes H z ??? ??以上第 (2)步第 (3)步可以合并進行，即可參照下表給出的變換公式進行代換。根據(jù)阻帶的衰耗要求，確定濾波器的階數(shù)，進而求得歸一化模擬低通濾波器的傳遞函數(shù) Ha(s),然后用s/ Ωc代替濾波器 Ha(s)中的 s即可得到實際的模擬濾波器傳遞函數(shù) H(s)。 (2)將模擬低通原型用雙線性變換法數(shù)字化為數(shù)字低通濾波器，再變換成各種類型的數(shù)字濾波器。 山東大學生物醫(yī)學工程劉忠國 83 IIR濾波器的基本原理和設計方法 設計步驟如下： ()Hs1） 根據(jù)模擬設計理論設計出滿足要求的傳遞函數(shù) 。 其傳遞函數(shù)為 : 12( ) ( ) ( ) . . . ( )kH z C H z H z H z?式 中 Hi(z) 為 一階或二節(jié)階的傳遞函數(shù)。 當 M=N時，在零初始條件下，對上式進行 z變換，得到傳遞函數(shù)： 101111. . . (). . . NN NNkNNkNkb z b z b z zH z Cz a z a z p?? ? ???? ? ? ?01( ) ( ) ( )MNkkkky n b x n k a y n k??? ? ? ???山東大學生物醫(yī)學工程劉忠國 72 IIR濾波器的 DSP實現(xiàn) 對 于 因果 IIR濾波器，系統(tǒng)穩(wěn)定的條件如下： ?若 ，當 時， ，系統(tǒng)穩(wěn)定； | | 1kp ? n ?? ( ) 0hn ?IIR濾波器結(jié)構(gòu)具有多種形式： (1)直接 I型 (也稱直接型 ) (2)直接 II型 (也稱標準型 ) (3)級聯(lián) 型 (多個二階基本 節(jié)的級聯(lián) ) (4)并聯(lián)型 (5)格型 (lattice) ?若 ，當 時， ，系統(tǒng)不穩(wěn)定； () ??| | 1kp ?n ??山東大學生物醫(yī)學工程劉忠國 73 IIR濾波器的 DSP實現(xiàn) 2. IIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)與設計 1)二階 IIR數(shù)字濾波器 0 1 2 1 2( ) ( ) ( 1 ) ( 2) ( 1 ) ( 2) y n b x n b x n b x n a y n a y n? ? ?二階 IIR數(shù)字濾波器是構(gòu)成復雜 IIR數(shù)字濾波器的基本單元，因此又稱為二階基本節(jié)。 70 第 9章 C54x綜合應用系統(tǒng)設計 IIR濾波器的 DSP實現(xiàn) IIR濾波器的結(jié)構(gòu)簡單，運算量小，具有經(jīng)濟、靈活、高效等特點 。 68 FIR濾波器在 C54x上的實現(xiàn)舉例 5)可 以在 view菜單下選擇 graph/time frequence，設置好相應的參數(shù)，來觀測輸入和輸出數(shù)據(jù)的波形。 66 FIR濾波器在 C54x上的實現(xiàn)舉例 5） 可以在 view菜單下選擇 graph/time frequence，設 置好相應的參數(shù)，來觀測輸入和輸出數(shù)據(jù)的波形。 65 CCS支持的 .dat文件的格 式 文件頭 為 ： 定數(shù) 數(shù)據(jù)格式 起 始地址 頁 類型 數(shù) 據(jù)塊大小 1651 1 3000 0 C8 固 定標識 ：又稱 MagicNumber，是固定數(shù) 1651 數(shù)據(jù)格式 ： 1十六進制 2十進制 3十進制長整型 4 十進 制浮點 型 起始地 址 ： 為 裝載數(shù)據(jù)在 存儲 器 的 基 地址 0x3000 頁類型 ： 0程 序 存儲 器 1 數(shù) 據(jù) 存儲 器 長度 ： 裝入數(shù)據(jù)的長 度 0xC8(十進制數(shù) 200) FIR濾波器在 C54x上的實現(xiàn)舉例 ③ 用 MATLAB產(chǎn)生驗證數(shù)據(jù)文件， 用 CCS觀察輸入輸出波形。%d\n39。1651 1 0 0 0\n39。,x) fclose(fid1) FIR濾波器在 C54x上的實現(xiàn)舉例 ③ 用 MATLAB產(chǎn)生驗證數(shù)據(jù)文件， 用 CCS觀察輸入輸出波形。 63 1） 產(chǎn)生驗證數(shù)據(jù)文 件 (輸入數(shù)據(jù) ) clear all x(1:20)=0 %行向量 20元素皆為 0 x(2:2:1000,:)=400 %1000 20矩陣 ,奇數(shù)行為 0,偶數(shù)行皆為 400 x=x? % 20 1000矩 陣 ,奇 數(shù)列為 0,偶 數(shù)列皆 為 400 x=x(:) %列向 量 20200元素 ,間 隔 20元素 0與 400切換 fid1=fopen(??,?wt?) %?t?以文本方式打開可寫入文 ?w?) fprintf(fid1,?1651 1 0 0 0\n?) %向文件 ??寫文 件頭 a1=fprintf(fid1,39。 c) 在 project菜單下選擇 rebuild all選項。沒有使用其它中斷 , 保留空間 .end 61 b) 建立匯編源程序及鏈接命令文件 （續(xù)） MEMORY { PAGE 0: EPROG: =0x1400, len=0x7C00 VECT: =0xFF80, len=0x80 PAGE 1: USERREGS: =0x0060, len=0x1C /*沒有用 */ IDATA: =0x0080, len=0x50 IDATA1: =0x0180, len=0x1280 EDATA: =0x1400, len=0x8000 } SECTIONS { .text : EPROG PAGE 0 .fir_prog : EPROG PAGE 0 vectors : VECT PAGE 0 fir_coff : EPROG PAGE 0 fir_bfr : IDATA1 PAGE 1 fir_vars : IDATA1 PAGE 1 STACK : EDATA PAGE 1 } 62 FIR濾波器在 C54x上的實現(xiàn)舉例 目標：設計一個 15階 FIR低通濾 波 器，截止頻率 ② 用 CCS編程實現(xiàn) FIR濾 波； a) 打開 CCS，新建立一工程文件 。 保存結(jié)果到輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū) fir_filter_loop .end 60 10()????Nkkb x n k加 載數(shù) 據(jù)到循環(huán)緩沖 區(qū)替代最老數(shù)據(jù) FIR濾波器在 C54x上的實現(xiàn)舉例 b) 建立匯編源程序及 中 斷向量 表文件 （續(xù)） .title .ref fir_init .sect vectors RESET: BD fir_init 。*AR40%使 x循環(huán)緩沖順序 與 FIR圖 同 , 這里相反 RPTZ A, (CIR_BFFR_LENGTH1) MAC *AR4+0%, *AR5+0%, A 。設置 FIR循環(huán)緩沖區(qū)大 小 16 LD *AR6+,A 。 fir_task: STM K_FRAME_SIZE1, BRC 。累加器 A(濾波器輸出 )=A+h(i)*x(ni), i=0,1,2,3.....15。 。 STH A,*AR7+ 。加載輸入數(shù)據(jù) fir_filter: STL A,*AR40% 。塊 重 復 256次 ,濾 波 256輸 入 數(shù)據(jù) RPTBD fir_filter_loop1 STM CIR_BFFR_LENGTH, BK 。 。下面的子程序的功 能：使 用 MAC指令執(zhí)行 FIR濾波 。指 向濾波器系數(shù)緩 沖 區(qū) 頂 部 。重復 16次 ,清零循環(huán)緩沖區(qū) STL A, *AR4+ 。循環(huán)緩沖區(qū)步 長是 1→AR0 STM d_data_buffer, AR4 。MVPD FIR_COFF_START, *AR5+ 。RPT CIR_BFFR_LENGTH1 。