基于matlab的fir和iir濾波器_課程設(shè)計(jì)說明書-在線瀏覽
2024-10-30 15:23本頁面
【正文】 幅度上的離散化（量化），這類模擬信號(hào)便成為一維數(shù)字信號(hào)。 數(shù)字濾波技術(shù)是數(shù)字信號(hào)分析、處理技術(shù)的重要分支。在所有的電子系統(tǒng)中，使用最多技術(shù)最復(fù)雜的要算數(shù)字濾波器了。 課程設(shè)計(jì)說明書 2 MATLAB 的介紹 MATLAB 是由美國 mathworks 公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。主要應(yīng)用于工程計(jì)算、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。除具備卓越的數(shù)值 計(jì)算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。 當(dāng)前流行的 MATLAB 十幾種工具包 (Toolbox)。功能工具包用來擴(kuò)充 MATLAB 的符號(hào)計(jì)算 ,可視化建模仿真，文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能。除內(nèi)部函數(shù)外 ,所有 MATLAB 主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件 ,用戶通過對(duì)源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包。 它是一種針對(duì)標(biāo)準(zhǔn) TMS320 調(diào)試器接口的交互式方法。我們所使用的是 的版本。 課程設(shè)計(jì)說明書 3 (2)對(duì) C 和 DSP 匯編文件的目標(biāo)管理： 目標(biāo)編輯器保持對(duì)所有文件及相關(guān)內(nèi)容的跟蹤。 (3) 高集成的編輯器調(diào)整 C 和 DSP 匯編代碼： CCS5000 的內(nèi)建編輯器支持 C 和匯編文件的動(dòng)態(tài)語法加亮顯示。 (4) 編輯和調(diào)試時(shí)的后臺(tái)編輯： 用戶在使用編譯器和匯編器時(shí)沒有必要退出系統(tǒng)到 DOS 環(huán)境中，因?yàn)镃CS5000 會(huì)自動(dòng)將這些工具裝載在它的環(huán)境中。 在含有浮點(diǎn)并行調(diào)試管理器 (PDM)的原有的 MS 窗口下支持多處理器CCS5000 在 Windows95 和 Windowsme 中支持多處理。 (5) 在任何算法點(diǎn)觀察信號(hào)的圖形窗口探針： 圖形顯示窗口使用戶能夠觀察時(shí)域或頻域內(nèi)的信號(hào)。圖顯示也可以同探針連接，當(dāng)前顯示窗口被更新時(shí)，探針被指定，這樣當(dāng)代碼執(zhí)行到達(dá)該點(diǎn)時(shí)，就可以迅速地觀察到信號(hào)。而不是實(shí)時(shí)的讀信號(hào)，這就可以用已知的例子來仿真算法。 (8) 在后臺(tái) (系統(tǒng)命令 )執(zhí)行用戶的 DOS 程序： 用戶可以執(zhí)行 CCS5000 中的 DOS 程序，并將其輸出以流水方式送到CCS5000 的輸出窗口。 (9) 技術(shù)狀態(tài)觀察窗口： CCS5000 的可視窗口允許用戶進(jìn)入 C 表達(dá)式及相關(guān)變量。 (10) 代數(shù)分解窗口： 允許用戶選擇查看寫成 代數(shù)表達(dá)式的 C 格式，提高可讀性 。 (12) 用戶擴(kuò)展： 課程設(shè)計(jì)說明書 4 擴(kuò)展語言 (GEL)使得用戶可以將自己的菜單項(xiàng)加到 CCS5000 的菜單欄中 。 通過此次課程設(shè)計(jì)，熟悉 DSP 芯片的硬件結(jié)構(gòu)，加深對(duì) DSP 芯片的認(rèn)識(shí)；掌握對(duì) DSP 芯片編程方法，掌握間接尋址方法的使用方法，重點(diǎn)掌握算法的設(shè)計(jì)。 課程設(shè)計(jì)說明書 5 3 FIR 濾 波器設(shè)計(jì) FIR 濾波器的 Matlab 設(shè)計(jì) FIR 結(jié)構(gòu)中的延遲 Z1 在程序中實(shí)現(xiàn)是數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的滑動(dòng)，這對(duì)一個(gè) L階的 FIR 數(shù)字濾波器來說，就是要求在存儲(chǔ)器中開辟一個(gè) L 個(gè)樣本并進(jìn)行乘累加運(yùn)算。對(duì)于線性緩沖區(qū)來說，每當(dāng) DSP 讀入一個(gè)樣本后都將此樣本向后移動(dòng)，讀完最后一個(gè)樣本后，最前面的樣本（最老的）被推出緩沖區(qū)，并輸入最新的樣本至緩沖區(qū)頂部。循環(huán)緩沖區(qū)可采用循環(huán)尋址技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，它不需要必須定位在 DARAM 塊中，但需要適當(dāng)?shù)木彌_區(qū)對(duì)準(zhǔn)以滿足循環(huán)尋址的要求。 循環(huán)緩沖實(shí)現(xiàn)延時(shí)的特點(diǎn)是： (1) 實(shí)現(xiàn) N 階 FIR 數(shù)字濾波器時(shí)，需要在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中開辟一個(gè)稱為滑窗的N 個(gè)單元的緩沖區(qū)，滑窗中存放最新的 N 個(gè)樣本。 (3) 利用片內(nèi) BK（ 循環(huán)緩沖區(qū)長度）寄存器對(duì)滑窗進(jìn)行間接尋址，循環(huán)緩沖區(qū)地址首位相鄰。 %濾波器的階數(shù) Wn= %濾波器的截止頻率 b=fir1(N,Wn) freqz(b,512,1000) %濾波器的幅頻特性和相頻特性 Wn = b = Columns 1 through 9 課程設(shè)計(jì)說明書 6 Columns 10 through 16 濾波器的幅頻特性和相頻特性如圖 31 和圖 32 所示。 檢驗(yàn)方波的 Matlab 設(shè)計(jì) 檢驗(yàn)方波的 Matlab 程序?yàn)椋? figure(4) x=0:2*pi/1024:2*pi。 x2=conv(x1,b)。 plot(x1)。 grid on。 plot(x2)。 grid on。 正弦疊加信號(hào)的 Matlab 設(shè)計(jì) 正弦疊加信號(hào)的 Matlab 程序?yàn)椋? figure(3) x=0:2*pi/1024:2*pi。 y2=sin(100*x*2*pi)。 y4=conv(y3,b)。 plot(y1)。 圖 34 方波信號(hào) 圖 0 50 100 15032101230 50 100 1503210123課程設(shè)計(jì)說明書 8 plot(y2)。 plot(y3)。 plot(y4)。 FIR 濾波器的 CCS 設(shè)計(jì) 根據(jù) Matlab 中設(shè)計(jì)的濾波器參數(shù)，也就是我么需要的 H(n)，將它們用 Q15的定標(biāo)方式寫進(jìn)匯編程序。這里同樣以方波和正弦波進(jìn)行檢驗(yàn)。 x1=2*square(2*pi*x)。 axis([0,1000,4,4])。 圖 35 正弦疊加信號(hào) 0 200 400 600 800 1000 12001010 200 400 600 800 1000 12001010 200 400 600 800 1000 12002020 200 400 600 800 1000 1200101課程設(shè)計(jì)說明書 9 x1t0_ccs=round(32767*xlout)。39。w39。 fprintf(fid,39。)。%d\n39。 fclose(fid) 生成正弦波的 *.dat 文件程序如下 figure(3) x=0:2*pi/1024:2*pi。 y2=sin(100*x*2*pi)。 plot(y3)。 %歸一化 xto_ccs=round(32767*xout) fid=fopen(39。,39。)。1651 1 0210 0 c8\n39。 %輸出文件頭 fprintf(fid,39。,xto_ccs)。 課程設(shè)計(jì)說明書 10 FIR 濾波器的 CCS 設(shè)計(jì)程序 FIR 濾波器的設(shè)計(jì)流程圖 如下 根據(jù)上圖編寫程序 主程序 .title .mmregs .global _c_int00 定義 16 空間 HN， BUF； 200 個(gè)空間 Xn， Yn AR5 指向 TABLE BUF 分配的 16個(gè)空間給 AR4；切 AR4清零 AR AR4 分別指向輸入 Xn 和輸出 Yn AR5 和 AR4 分別指向 Hn 和 BUF 的末尾 AR0 值為 1，定義 241 次循環(huán) BRC 定義一個(gè)長度為 16的循環(huán)緩沖區(qū) BK， AR5 和AR4 乘累
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