基于dsp的iir數(shù)字濾波設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-01-13 03:52本頁(yè)面
【正文】 要應(yīng)用產(chǎn)生低通濾波器，運(yùn)用脈沖響應(yīng)不變法或雙線性不變法把模擬濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器?；诖耍敬卧O(shè)計(jì)在 MATLAB 的仿真中優(yōu)先考慮應(yīng)用雙線性變換法。另外， MATLAB 信號(hào)處理工具箱提供更多論文 第 7 頁(yè) 了幾個(gè)直接設(shè)計(jì) IIR數(shù)字濾波器的函數(shù)。 利用 matlab 軟件設(shè)計(jì) IIR 低通濾波器 IIR 低通數(shù)字濾波器根據(jù)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行 matlab 仿真，從而計(jì)算出相應(yīng)的傳輸函數(shù)。 5 IIR 濾波器的實(shí)現(xiàn) 基于 DSP 的 IIR濾波器的設(shè)計(jì)包括硬件和軟件兩部分，硬件部分涉及 TMS320VC5402，軟件部分為 DSP 編程。該 DSP 具有較快的運(yùn)算速度 :運(yùn)算速度最快可達(dá) 532MIPS；采用了低功耗設(shè)計(jì)方式：內(nèi)核電壓為 ， I/O 電壓為 V?？紤]到 TMS320VC5402 的片上包含兩個(gè) McBSP(多通道緩沖串行口 )接口，可以將這兩個(gè)通道模仿實(shí)現(xiàn) SPI 的時(shí)序，因此本設(shè)計(jì)中采用了 SPI 接口器件， ADC芯片采用的是 TLV 1570，實(shí)現(xiàn)將需要濾波信號(hào)從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號(hào)的實(shí)時(shí)采 樣。JTGA 口供 DSP 芯片下載程序調(diào)試。它具有運(yùn)算速度快，內(nèi)部存儲(chǔ)空間大，外部接口性能好等優(yōu)點(diǎn)。下面結(jié)合 C5402 的實(shí)際情況，介紹一下該芯片的體系結(jié)構(gòu)。 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一個(gè) DSP 系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)和外圍接口設(shè)計(jì)兩部分。 基于 DSP 的 IIR 數(shù)字濾 波器的軟件設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字濾波器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) TMS320C54X 定點(diǎn) DSP 提供了單周期乘 /累加指令 MAC 和循環(huán)尋址方式，使 IIR 數(shù)字濾波器每個(gè)樣值的計(jì)算可以在一個(gè)周期內(nèi)完成。在計(jì)算時(shí)有前向通道和反饋通道兩部分，因此在計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮 x(n)、 y(n)和 h(n)系數(shù)的存放位置，并正確初始化這兩個(gè)存儲(chǔ)塊指針 ,這樣在計(jì)算中才能夠準(zhǔn)確的提取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)乘加運(yùn)算。在程序設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用先增益后衰減的方法，亦可采用先衰減后增益的方法。 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)流程 在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)首先要有清晰的思路，因此流程圖的設(shè) 計(jì)至關(guān)重要。運(yùn)用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫使其具有更好的 實(shí)時(shí) 性，此外運(yùn)用匯編語(yǔ)言編寫更有助于以后的設(shè)計(jì)拓展。因?yàn)椴捎?MAC 指令和循環(huán)尋址，所以輸入數(shù)據(jù)和濾波器系數(shù)的存放要按照一定的要求。 （ 2） 循環(huán)尋 址的使用。由于使用了循環(huán)尋址，數(shù)據(jù)和系數(shù)的指針在操作后以循環(huán)的方式增加 1。輸入數(shù)據(jù)塊要初始化為全 0。 基于 DSP 的 IIR 數(shù)字濾波的軟件調(diào)試 本次設(shè)計(jì)在調(diào)試中出現(xiàn)了許多問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)成功的完成了 IIR 數(shù)字濾波，其運(yùn)行結(jié)果如圖 圖 10 所示： 圖 9 利用 DSP的 IIR數(shù)字濾波效果圖（ 1） 更多論文 第 10 頁(yè) 圖 10 利用 DSP的 IIR數(shù)字濾波效果圖（ 2） 在效果圖中，上面波形為 DSP 實(shí)驗(yàn)箱產(chǎn)生的濾波前的效果圖，下面波形為進(jìn)行 IIR濾波后的效果圖。 在編寫及調(diào)試的過(guò)程中主要遇到以下問(wèn)題： （ 1）在編寫程序的過(guò)程中 要對(duì)所涉及的存儲(chǔ)單元進(jìn)行初始化，這樣在 數(shù)據(jù)或是代碼段進(jìn)行匯編時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。要編寫相應(yīng)的 .cmd（鏈接命令文件）文檔對(duì)其進(jìn)行合理化的分配空間。 6 結(jié)論與展望 結(jié)論 對(duì)于本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了以下工作：分析了數(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)，利用 MTLAB 軟件在數(shù)字信號(hào)處理，尤其是數(shù)字濾波器處理中的應(yīng)用，得出幾種數(shù)字濾波器的基本模型。并結(jié)合平時(shí)積累的數(shù)字電路調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有資源對(duì)所開發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)試，使得軟件程序能在硬件平臺(tái)上得以穩(wěn)定的運(yùn)行。在整個(gè)過(guò)程中，我認(rèn)真復(fù)習(xí)了數(shù)字濾波器的原理和設(shè)計(jì)方法，學(xué)習(xí)了 MATLAB 仿真方法，并對(duì) DSP 編程有了更深的認(rèn)識(shí)進(jìn)而掌握了一些編程方法，此外，在畫原理圖時(shí)，重新學(xué)習(xí)了 Protel,論文也逐字修改。 但是 由于現(xiàn)代濾波技術(shù)發(fā)展迅速，如 Wiener 濾波、 Kalman 濾波和自適應(yīng)濾波得到了廣泛的研究和應(yīng)用，同時(shí)一些非線性濾波方法，如小波濾波、同態(tài)濾波、中值濾波、形態(tài)濾波等都是現(xiàn)代信號(hào)處理的前言課題。 Kalman 濾波與 Wiener濾波相似，它同樣可以在最小均方誤差條件下給出信號(hào)的最佳估計(jì)。小波濾波就是利用信號(hào)和噪聲 的目的。另外，當(dāng)信號(hào)和噪聲之間為卷積關(guān)系的時(shí)候，在一定條件下可以利用同態(tài)濾波把信號(hào)有效地分離開來(lái)，由同態(tài)濾波理論引申出的復(fù)時(shí)譜也成為現(xiàn)代信號(hào)處理中極為重要的概念。 其次，理論基礎(chǔ)知識(shí)很重要，論文涉及了很多的算法，會(huì)用到很多基礎(chǔ)知識(shí)，如 果用的時(shí)候再去學(xué)會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，因此要在平時(shí)注意搜集相關(guān)的資料，多學(xué)一些有用實(shí)用的技術(shù)，這樣在以后的學(xué)習(xí)和工作中才能夠做到游刃有余。以上是我做論文的一些心得體會(huì)，這些對(duì)我以后的學(xué)習(xí)會(huì)有很大的幫助。丁老師在學(xué)術(shù)上給予我大力幫助和指導(dǎo)，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，正是在這種環(huán)境下我才能夠順利完成本次設(shè)計(jì)。特此向丁電寬老師致以最誠(chéng)更多論文 第 12 頁(yè) 摯的謝意！ 由于本人的時(shí)間和能力有限， 本次的開發(fā)系統(tǒng)還存在一些不足之處，整個(gè)系統(tǒng)還需要進(jìn)一步完善。 同時(shí)，對(duì)評(píng)審設(shè)計(jì)的各位專家、學(xué)者表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) 更多論文 第 13 頁(yè) [1]胡慶鐘，李小剛，吳鈺淳 . TMS320C55X DSP 原理、應(yīng)用和設(shè)計(jì) . 機(jī)械工業(yè)出版社 . . [2]王潞鋼，陳林康，曾岳南，許賢昶 . DSP C2020 程序員高手進(jìn)階 . 機(jī)械工業(yè)出版社 . . [3]趙紅怡 . DSP 技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例 . 電子工業(yè)出版社 . . [4]潘松，黃繼業(yè)，王國(guó)棟 . 現(xiàn)代 DSP 技術(shù) . 西安電子科技大學(xué)出版社 . 2020． 5. [5]丁玉美，高西全 . 數(shù)字信號(hào)處理 . 西安電子科技大學(xué)出版社 . . [6]劉順蘭，吳杰，高西全 . 數(shù)字信號(hào)處理 . 西安電子科技大學(xué)出版社 . . [7]樓順天，劉小東，李博菡 . 基于 MATLAB 的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) — 信號(hào)處理 . 西安電子科技大學(xué)出版社 . . [8]清源科技 . TMS320C54X DSP 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)教程 . 機(jī)械工業(yè)出版社 . . [9]陳學(xué)平 . Protel 2020. 人民郵電出版社 . . [10] 基于 DSP 芯片 TMS320VC5402 的開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 數(shù)字濾波器算法研究及其在
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