【正文】 感謝所有人的幫助與照顧，謝謝！ 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 33 頁(yè) 共 33 頁(yè) 參 考 文 獻(xiàn) [1] 唐向宏 .數(shù)字信號(hào)處理 [M].北京：高等教育出版社 ,2021. [2] 王忠勇 , 陳恩慶 .DSP 原理與應(yīng)用技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,2021. [3] 鄭君里，應(yīng)啟珩，楊為理 .信號(hào)與系統(tǒng) [M].北京：高等教育出版社 ,2021. [4] 三恒星科技 . TMS320 F2812 DSP 原理與應(yīng)用實(shí)例 [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,2021. [5] 陳玉，張旭東 .TMS320 系列 DSP 硬件開(kāi)發(fā)系統(tǒng) [M].北京：清華大學(xué)出版社 ,2021. [6] Hardware design guidelines forTMS320F28x DSP and TMS320F28x DSCS[M]. Texas instruments Incorporatde,2021. [7] 胡廣書(shū) .現(xiàn)代信號(hào)處理教程 [M].北京：清華大學(xué)出版社 ,2021. [8] Sanjit Signal Processing:A ComputerBased Approach[M]. 北京：電子工業(yè)出版社 ,2021. [9] 程佩清 .數(shù)字信號(hào)處理教程 [M].北京：清華大學(xué)出版社 ,2021. [10] 李建東 .Matlab/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實(shí)例分析 [J].北京：清華大學(xué)出版社 ,2021,4(5):98108. [11] 楊家瑋 .基于 DSP的 FIR濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].長(zhǎng)沙：長(zhǎng)沙理工 大學(xué) ,2021. [12] TMS320F2812DSP 芯片 TMS320F2812 Aseembly Language Tools User’Guide[J]. Texas Instruments Incorporated,2021,32(5):5689. [13] 王念旭 .DSP 基礎(chǔ)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021. [14] 丁玉美 ,高西全 .數(shù)字信號(hào)處理 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021。 其次，感謝我的舍友們，我們四年來(lái)在一起生活學(xué)習(xí)，大家互相幫助，尤其在畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文寫(xiě)作期間，大家互相討論，互相幫助，有著很大積極 性和向心力，有歡樂(lè)一起分享，有問(wèn)題一起解決。馬老師在學(xué)術(shù)領(lǐng)域上給予我很多的指導(dǎo)，并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文表示了極大的關(guān)心和支持，使我能夠順利的完成此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文寫(xiě)作，開(kāi)闊了學(xué)術(shù)視野，提升了學(xué)術(shù)境界。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 32 頁(yè) 共 33 頁(yè) 致 謝 在這里首先我要感謝我的指導(dǎo)老師 —— 馬逸新老師。這次我們所做的利用 DSP芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器就是一項(xiàng)很重要的應(yīng)用，這一次的課程設(shè)計(jì)主要討論基于 TI 公司 TMS320F2812 DSP 芯片的濾波器系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)方法，用窗函數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) FIR 濾波器，利用 MATLAB 設(shè)計(jì)分析器 設(shè)計(jì)符合要求的 FIR 濾波器并生成相關(guān)參數(shù)。 DSP 芯片是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器。目前的 DSP芯片以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能在通信和其他信號(hào)處理領(lǐng)域得到廣泛注意并已成為開(kāi)發(fā)應(yīng)用的熱點(diǎn)技術(shù)。 低通濾波器只能讓基波附近的頻率 通過(guò)，其余的都被阻通了，因此 基波為標(biāo)準(zhǔn) 方波信號(hào)通過(guò) 截止頻率為 400Hz 的 FIR 低通濾波器接近于正弦信號(hào)，但 又不完全 是正弦信號(hào) 波形。 //End of file FIR 數(shù)字低通濾波器設(shè)計(jì)結(jié)果分析 輸入信號(hào)為 300Hz 的標(biāo)準(zhǔn)正弦波 : 圖 輸入信號(hào)為 300Hz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 25 頁(yè) 共 33 頁(yè) 圖 輸 出濾波后 的標(biāo)準(zhǔn)正弦波 輸入信號(hào)為 600Hz 的標(biāo)準(zhǔn)正弦波： 圖 輸入信號(hào)為 600Hz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 26 頁(yè) 共 33 頁(yè) 圖 輸出濾波后 的標(biāo)準(zhǔn)正弦波 輸入信號(hào)為 900Hz 的標(biāo)準(zhǔn)正弦波： 圖 輸入信號(hào)為 900Hz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 27 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 輸出濾波后 的標(biāo)準(zhǔn)正弦波 通過(guò)多次輸入信號(hào)頻率，濾波前后圖形的比較可以看出，當(dāng)截止頻率為 400Hz 時(shí)，低于 400Hz 的部分通過(guò)濾波器保留，高于 400Hz 部分被濾除，濾波效果良好。 程序清單如下： define ORDER_FIR 62 define ROUND_FIR 16 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 24 頁(yè) 共 33 頁(yè) //FIR inverse coeffecient h(61)~h(0),order 61 //Fp=400 Fs=800 short hfir[]={ 2,7,12,11,4,37,85, 134,161,144,65,79,267,455, 583,588,423,74,421,974,1450, 1692,1551,923,226,1837,3759,5765, 7954,8986,9738,8986,7594,5765, 3759,1837,226,923,1551,1692,1450, 974,421,74,423,588,583,455, 267,79,65,144,161,134,85, 37,4,11,12,7,2}。 運(yùn)行程序 到斷點(diǎn)時(shí)，觀察數(shù)組 ,觀察斷點(diǎn)。 在“信號(hào)發(fā)生器設(shè)置”這一菜單下： “通道”設(shè)置為“ 0”；“信號(hào)類型”可根據(jù)需要任意選擇； “信號(hào)頻率”建議設(shè)為 300，輸入不同信號(hào)頻率，“信號(hào)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(yǔ)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。 void fir_filter(const short x[],const short h[],short y[],int n,int s)一個(gè)或多個(gè) C源文件 一個(gè)或多個(gè)匯編語(yǔ)言源文件 代碼分析器 優(yōu)化器（可選擇） 代碼生成器 匯編語(yǔ)言源文件 匯編器 一個(gè)或多個(gè) OBJ 目標(biāo)文件 連接器 可執(zhí)行文件 代碼分析器 優(yōu)化器（可選擇） 代碼生成器 連接器 可執(zhí)行文件 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 23 頁(yè) 共 33 頁(yè) { int i,j。 面向 DSP 的 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)流程如下圖 : 圖 DSP的 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)流程 先編寫(xiě) C程序，一般 在 DSP的仿真軟件 CCS中編寫(xiě)程序；程序編寫(xiě)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(duì) C程序的編譯 [15]?，F(xiàn)在所有的 TI DSP 都可以使用該軟件工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并為 C2021（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(gè)完整的 DSP 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，也是目前最優(yōu)秀、最流行的 DSP 開(kāi)發(fā)軟件 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 22 頁(yè) 共 33 頁(yè) 之一。 (13)采樣保持（ S/H）采集時(shí)間窗口具 有獨(dú)立的預(yù)擴(kuò)展控制。 (11)序列發(fā)生器可運(yùn)行于“啟動(dòng) /停止”模式，以便多個(gè)“時(shí)序觸發(fā)器”進(jìn)行同步轉(zhuǎn)換。 (9)有多個(gè)觸發(fā)源啟動(dòng)序列轉(zhuǎn)化（ SOC）。 (7)可將序列發(fā)生器作為 2個(gè)獨(dú)立的 8態(tài)序列發(fā)生器，或作為 1個(gè)較大的 16態(tài)序列發(fā)生器使用。 (6)自動(dòng)定序功能，在單一時(shí)間段內(nèi)可提供多達(dá) 16次“自動(dòng)轉(zhuǎn)換”。 (4)快速轉(zhuǎn)換時(shí)間， ADC時(shí)鐘可以配置為 25MHz，最高采樣寬度為 。 (2)同步采樣模式或順序采樣模式。 ADC 轉(zhuǎn)換的功能就是將這些模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 21 頁(yè) 共 33 頁(yè) 換成數(shù)字信號(hào)， DSP 對(duì)它進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理或數(shù)字顯示等。 如下圖所示 TMS320F2812的功能框圖： 圖 TMS320F2812的功能框圖 ADC模塊功能框圖 A/D 轉(zhuǎn)換（ ADC）是 DSP 中的一個(gè)非常重要的單元，它提供 DSP 與現(xiàn)實(shí)世界的連接通道。F2812應(yīng)用 32位數(shù)據(jù)地址和 22位程序地址控制整個(gè)存儲(chǔ)器及外設(shè)，最大可尋址 4G字的數(shù)據(jù)空間和 4M字的程序空間 [11]。而接口信號(hào)單元完全是存儲(chǔ)器、外設(shè)、時(shí)鐘、 CPU以及調(diào)試單元之間的信號(hào)傳輸通道。 CPU單元完成 數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器的訪問(wèn)地址的產(chǎn)生、譯碼和執(zhí)行指令、算數(shù)、邏輯和移位操作、控制 CPU寄存器以及數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器之聞的數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮?。還提供多種自動(dòng)指令提高了程序的執(zhí)行效率，簡(jiǎn)化了程序的開(kāi)發(fā)。此外 , TMS320F2812片內(nèi)擁有高達(dá) 128K 16位的 FLASH 程序存儲(chǔ)器 , 可以滿足大多數(shù)情況下程序存儲(chǔ)的需要。程序讀總線有 22 根地址線和 32 根數(shù)據(jù)線 ， 數(shù)據(jù)讀寫(xiě)線都是 32位 ,這種多總線結(jié)構(gòu)使得它可以在一個(gè)周期內(nèi)并行完成取指令、讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù) , 同時(shí)它采用了指令流水線技 術(shù) , 使得信號(hào)的處理速度明顯提高。 硬件構(gòu)成的幾個(gè)主要部分：總線結(jié)構(gòu)、中央處理單元、內(nèi)部存儲(chǔ)器及片內(nèi)外設(shè)。而且 , 由于擁有工作 頻率達(dá) 150MHz的 32位 DSP內(nèi)核處理器 , 可以高效可靠地實(shí)現(xiàn)諸如自適應(yīng)控制、卡爾曼濾波和狀態(tài)控制等先進(jìn)控制技術(shù)。此時(shí)的信號(hào)具有許多高頻成分，重建濾波器可對(duì)信號(hào)進(jìn)行平滑處理。 數(shù)字濾波器在 DSP上的設(shè)計(jì)過(guò)程如下 ： (1)根據(jù)指標(biāo)確定濾波器的類型，設(shè)計(jì)濾波器的參數(shù) ； (2)根據(jù) DSP的特點(diǎn) (字長(zhǎng)精度等 )對(duì)參數(shù)進(jìn)行取舍 、 量化，然后進(jìn)行仿真 ； (3)根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)濾波器的結(jié)構(gòu) 、 參數(shù)進(jìn)行再調(diào)整，直到滿足要求為止 ； (4)在 DSP上用程序?qū)崿F(xiàn)濾波器功能，用設(shè)計(jì)好的 FIR濾波器系數(shù)在 CCS軟件上編 寫(xiě)程序 ， 下載到實(shí)驗(yàn)箱 并進(jìn)行仿真調(diào)試和運(yùn)行。 (9)DSP 技術(shù)更新速度快，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)要求高，開(kāi)發(fā)和調(diào)試工具還有待進(jìn)一步完善。 (7)DSP 系統(tǒng)的高速時(shí)鐘可能帶來(lái)高頻干擾和電磁泄漏等問(wèn)題。 (6)集成方便。 (5)可重復(fù)性好好。 (4)精度高。 (3)穩(wěn)定性好。 (2)編程方便。 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)以數(shù)字信號(hào)處理為基礎(chǔ)，其主要特點(diǎn)如下： (1)接口方便。在一些特殊場(chǎng)合，要求信號(hào)處理速度極高，通過(guò) DSP 芯片很難實(shí)現(xiàn)，而專用 FFT、濾波、卷積相關(guān)等算法的 DSP 芯片可將相應(yīng)的算法 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 17 頁(yè) 共 33 頁(yè) 用硬件實(shí)現(xiàn)，無(wú)需編程。該方法具有更適于數(shù)字信號(hào)處理的軟件和軟 件資源，可用于復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理算法。該方法只能用于一些不太復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的 DSP算法。該方法專用性強(qiáng)，故其應(yīng)用受到很大限制，而且也不便于系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行。該方法的缺點(diǎn)是速度比較慢，一般用于 DSP 算 法的模擬與仿真。它們之間相互作用，共同發(fā)展。數(shù)字信號(hào)處理器又簡(jiǎn)稱DSP 芯片，是一種專門用于數(shù)字信號(hào)處理的微處理器 .DSP 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用程序和數(shù)據(jù)分開(kāi)的哈佛結(jié)構(gòu)，硬件結(jié)構(gòu)采用專門的乘法器，指令運(yùn)行采用流水線操作，程序語(yǔ)言采用特殊的 DSP指令，這些可使 DSP 芯片快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法 [7]。通過(guò)取整，得到濾波器的系數(shù)，系數(shù)不超過(guò) 216。 B=b.*(2^16)。