【正文】 根據(jù)之前的濾波要求，設(shè)計求出濾波器參數(shù)，在實(shí)驗(yàn)源文件的頭文件里修改求出的符合設(shè)計的濾波參數(shù)。 運(yùn)行程序到斷點(diǎn)時，觀察數(shù)組 ,觀察斷點(diǎn)。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 27頁 共 34 頁 在“信號發(fā)生器設(shè)置”這一菜單下： “通道”設(shè)置為“ 0”； “信號類型”可根據(jù)需要任意選擇； “信號頻率”建議設(shè)為 300，輸入不同信號頻率， “信號振幅”建議設(shè)為 1000 左右； “電壓偏移”設(shè)為“ 1”。裝載輸出文件。 } //補(bǔ)充語句，實(shí)現(xiàn)濾波功能 *y++=(short)(accs)。i++) {y0=h[i]*x[ji]。 for(i=0。jm。 _nassert(n=16)。 long acc。 在本實(shí)驗(yàn)中，用到的 FIR算法公式： ?? ??hnk kjxkhjr 0 ][][][ 0? j xn? （ ） 根據(jù) FIR算法公式，補(bǔ)充完整濾波函數(shù)：如下程序所示： void fir_filter(const short x[],const short h[],short y[],int n,int m,int s) { int i,j。 先編寫 C程序，一般在 DSP的仿真軟件 CCS中編寫程序；程序編寫后，調(diào)用 C編譯器的代碼分析器 ,代碼優(yōu)化器和代碼生成器完成對 C程序的編譯 [15]。 (13)提供 DSP/BIOS工具，增強(qiáng)對代碼的實(shí)時分析能力。 (11)支持多 DSP的調(diào)試。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 25頁 共 34 頁 (10)提供 GEL工具。 (8)分析工具，包括模擬器和仿真器分析，可用于模擬和監(jiān)視硬件的功能、評價代碼執(zhí)行的時鐘。 (6)斷點(diǎn)工具，能在調(diào)試程序的過程中，完成硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)和條件斷點(diǎn)的設(shè)置。在生成目標(biāo)程序和程序庫的過程中，建立不同程序的跟蹤信息，通過跟蹤信息對不同的程序進(jìn)行分類管理。 (3)高性能編輯器支持匯編文件的動態(tài)語法加亮顯示，使用戶很容易閱讀代碼發(fā)現(xiàn)語法錯誤。 CCS主要有以下功能： (1)具有集成可視化代碼編輯界面，用戶可通過其界面直接編寫 C/C++、匯編、頭文件及 CMD文件等。 CCS有兩種工作模式，即軟件仿真模式：可以脫離 DSP芯片運(yùn)行，在 PC上模擬 DSP指令集與工作機(jī)制，主要用于前期算法驗(yàn)證和調(diào)試?，F(xiàn)在所有的 TI DSP 都可以使用該軟件工具進(jìn)行開發(fā)，并為 C2020（版本 以上 ） 、 C5000 和 C6000 系列 DSP 提供 DSP/BIOS 功能，而在 C3X中式?jīng)]有 DSP/BIOS 功能的。 CCS 是一個完整的 DSP 集成開發(fā)環(huán)境，也是目前最優(yōu)秀、最流行的 DSP 開發(fā)軟件之一。此時的信號具有許多高頻成分，重建濾波器可對信號進(jìn)行平滑處理。 程序 下載到實(shí)驗(yàn)箱 并進(jìn)行仿真調(diào)試和運(yùn)行。另外，平滑濾波器是為了對 D/A轉(zhuǎn)換后的模擬信號進(jìn)行平滑處理，這項(xiàng)工作可以使用模擬低 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 23頁 共 34 頁 通濾波器來完成。經(jīng)模擬低通濾波器即抗折疊濾波器去掉輸入信號中的高頻分量。進(jìn)一步利用 D/A轉(zhuǎn)換將數(shù)字濾波器處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換為模擬信號供使用。 FIR 數(shù)字濾波器的 DSP實(shí)現(xiàn) 通過 MATLAB工具箱設(shè)計出 FIR濾波器的系數(shù)后，應(yīng)將該系數(shù)轉(zhuǎn)化為定點(diǎn)系數(shù)的形式，然后才能在 DSP芯片上實(shí)現(xiàn) 。 (12)EVA和 EVB觸發(fā)器在雙序列發(fā)生器模式下，可以獨(dú)立運(yùn)行。 (10)靈活的中斷控制，允許中斷請求出現(xiàn)在每一個序列結(jié)束，或其他每一個系列結(jié)束。 (8)用于存儲轉(zhuǎn)換值的 16個結(jié)果寄存器（可分別尋址），輸入模擬電壓數(shù)字值為： 輸入≤ 0時，數(shù)字值 =0； 0輸入 3V時，數(shù)字值 =40953 AD CL O輸入模擬值； 輸入≥ 3V時，數(shù)字值 =4095?？蓪⒚看无D(zhuǎn)換編程為選擇 16個輸入通道中的任何一個。 S/H_A 12_bit ADC 模塊 S/H_B 系 統(tǒng)控制模塊 高速預(yù) 定標(biāo)器 C28x 模擬通道 MUX 結(jié)果寄存器 結(jié)果寄存器 Reg1 結(jié)果寄存器 Reg15 結(jié)果寄存器 Reg8 結(jié)果寄存器 Reg0 . . . . 70AFh 0A8h 70A9h 70A8h 70B7h SYSCLKOUT ADCENCLK HSPCLK ADC控制寄存器 SOC 排序器 1 排序器 2 SOC ADCINA0 ADCINA0 ADCINA0 ADCINA0 GPIOXINT2_ADCSOC 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 21頁 共 34 頁 (5)16通道，多路復(fù)用輸入。 (3)模擬輸入電壓范圍： 0— 3V。如下圖 ， ADC模塊的功能框圖： 圖 ADC模塊功能框圖 ADC 模塊主要特點(diǎn) ： (1)具有內(nèi)置雙采樣保持器（ S/H）的 12位 ADC內(nèi)核。諸如溫度、濕度 、壓力、電流、電壓、速度、加速度等模擬量，絕大部分 都可用正比于原始信號的電壓信號來表示。 TMS320F2812具有以下特點(diǎn) : (1)它是 C2020系列中第一代 32位的定點(diǎn) DSP芯片； (2)芯片內(nèi)部有 3個 32位定時器； (3)具有 12位的 ADC和雙 通道 SCIA/SCIB； (4)有多通道緩沖串行外設(shè) McBSP； (5)采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)和八級流水線操作； (6)擴(kuò)展了存儲空間； (7)可以執(zhí)行 32*32位的二進(jìn)制補(bǔ)碼乘法操作； (8)它是同一系列性能最高的芯片，實(shí)時處理能力強(qiáng)，能應(yīng)用于很多復(fù)雜的控制算法如無速度傳感器的定向控制、運(yùn)動輪廓的識別和功率因數(shù)的校正等，并且其代碼與以前各個型號的 DSP兼容。 F2812的 CPU并不包含任何存儲器，但是可以通過多總線訪問芯片內(nèi)部或外部擴(kuò)展的存儲器。測試邏輯 單元主要用來監(jiān)測、控制 DSP的各個部分及其運(yùn)行狀態(tài)，以方便調(diào)試。 F2812內(nèi)核主要包括中央處理單元、測試單元和存儲器及外設(shè)的接口單元三個部分。 TMS320F2812 DSP中設(shè)置了硬件循環(huán)控制電路，提供了重復(fù)指令，實(shí)現(xiàn)零開銷的循環(huán)控制。 DSP中的專用硬件乘法器和特殊指令的采用 , 使得在一個處理器時鐘周期里可以得到兩個數(shù)據(jù) ( 操作數(shù) ) 相乘的 結(jié)果。 TMS320F2812采用哈佛總線結(jié)構(gòu) ,利用多總線在存儲器、外圍模塊和CPU之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。 CPU負(fù)責(zé)控制 程序的流程和指令的處理，可執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、布爾邏輯、乘法和移位操作。 TMS320F2812芯片有 3個主要部分：中央處理單元（ CPU)、存儲器、片內(nèi)外設(shè)。因此 ,TMS320F28X系列 DSP越來越成為自動控制領(lǐng)域的首選控制芯片。 要設(shè)計一個 DSP系統(tǒng)必須在芯片選擇的基礎(chǔ)上包含軟件編程和硬件設(shè)計，完成之后進(jìn)行系統(tǒng)集成和調(diào)試， DSP 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計流程如下圖 所示： 圖 DSP應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程 TMS320F2812 系列 DSP 芯片概述 TMS320F2812是美國德州儀器公司 TI最新研制的一代 32位定點(diǎn)數(shù)字信號處理器(DSP)芯片 , 主要面向逆變器控制、電機(jī)控制 等自動控制領(lǐng)域 , 可以很方便地實(shí)現(xiàn)諸如 AD采樣、 PWM輸出、非屏蔽中斷、脈沖測量等功能。 (8)DSP 系統(tǒng)消耗的功率也較大。 DSP 應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)范性，便于大規(guī)模集成。模擬系統(tǒng)的性能受元器件參數(shù)性能變化的影響很大，而數(shù)字 系統(tǒng)基本不受影響，因此，其便于測試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn)。 16位數(shù)字系統(tǒng)可以達(dá)到 1015級精度， 32位、 40 位的精度就更高。 DSP 應(yīng)用系統(tǒng)以數(shù)字 處理為基礎(chǔ)，受環(huán)境溫度以及噪聲的影響較小 可靠性高。 DSP 編程可以用匯編語言，也可以用 C 語言，在開發(fā)過程中修改 升級都比較方便。 DSP 應(yīng)用系統(tǒng)與其他的現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備相互兼容他們 之間接口要比模擬系統(tǒng)容易的多。其缺點(diǎn)是通用性較差 [10]。 (5)用專用的 DSP 芯片來實(shí)現(xiàn)。 (4)通用的可編程 DSP 芯片來實(shí)現(xiàn)。 (3)用通用的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。 (2)通用計算機(jī)上加上專用的加速處理機(jī)實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字信號的處理方法大致有以下幾種： (1)在通用計算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字信號處理是圍繞著其理論、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用等方面發(fā)展起來的。 輸出的濾波器系數(shù)為： BB =Columns 1 through 7 2 7 12 11 4 37 85 Columns 8 through 14 134 161 144 65 79 267 455 Columns 15 through 21 583 588 423 74 421 974 1450 Columns 22 through 28 本科畢 業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 17頁 共 34 頁 1692 1551 923 226 1837 3759 5765 Columns 29 through 35 7594 8986 9738 9738 8986 7594 5765 Columns 36 through 42 3759 1837 226 923 1551 1692 1450 Columns 43 through 49 974 421 74 423 588 583 455 Columns 50 through 56 267 79 65 144 161 134 85 Columns 57 through 62 37 4 11 12 7 2 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 18頁 共 34 頁 3 DSP 芯片及 TMS320F2812 的概述 DSP 概述 DSP 有兩種解釋：一種是 Digital Signal Processing,指的是數(shù)字信號處理技術(shù)；一種是 Digetal Signal Processor,指的是數(shù)字信號處理器。 圖 濾波器的幅頻和相頻 求出窗口長度 N， b=fir1(N1,wc/pi)得到 n 階低通濾波器，調(diào)用后返回維數(shù)為n+1 的行向量 b，它是濾波器的系數(shù)。 B=b.*(2^16)。 wc=(wp+ws)/2。 wdel=wswp。 wp=*pi。阻帶最小衰減 40dB,比對 6 種窗函數(shù)基本參數(shù)選定窗函數(shù)為漢寧窗。指標(biāo)要求 :信號采樣頻率為 8kHz,通帶截止頻率為 400Hz，阻帶截止頻率為 800Hz,阻帶衰減不小于 40dB。 本課題中窗函數(shù)法設(shè)計步驟： (1) 首先是給定所要求的頻率響應(yīng)函數(shù) )( ?jd eH ； （ ） (2) 其次，求單位沖激響應(yīng) ?? ???? deeHnh njjdd )(21)( ???； （ ） (3) 再次，有過渡帶寬及阻帶最小衰減的要求，查表選定窗函數(shù)及 N 的大小，一般 N的大小要通過幾次試探而后確定； (4) 求得所設(shè)計的 FIR 濾波器的單位沖激響應(yīng)； )()()( nhnnh d?? ， n=0， 1，? ,N 1； （ ） (5) 求 ????? 10 )()(Nnnjj enheH ?? ，檢驗(yàn)是否滿足設(shè)計要求，如不滿足則需要重新設(shè)計。 (5)MATLAB 應(yīng)用程序接口 (API) 這是 MATLAB 為用戶提供的一個函數(shù)庫，使得用戶能夠在 MATLAB 環(huán)境中使用 C 程序或 Fortran 程序，包括從 MATLAB 中調(diào)用子程序 (動態(tài)鏈接 )，讀寫 MAT 文件的功能。 (4) MATLAB 數(shù)學(xué)函數(shù)庫這是對 MATLAB 使用的各種數(shù)學(xué)算法的總稱。包括管理工作空間中的變量數(shù)據(jù)輸入輸出的方式和方法，以及開發(fā)、調(diào)試、管理 M文件的各種工具。利用它既可以進(jìn)行小規(guī)模編程，完成算法設(shè)計和算法實(shí)驗(yàn)的基本任務(wù)，也可以進(jìn)行大規(guī)模編程，開發(fā)復(fù)雜的應(yīng)用程序。 MTALAB 系統(tǒng)由五個主要部分組成，下面分別加以介紹 : (1) MATALB 語言是高層次的矩陣／數(shù)組語言。進(jìn)入了 20世紀(jì) 90年代，