1、太原理工大学DSP课程设计报告书本科课程设计报告课程名称： DSP原理及应用 实验名称： FIR滤波器的DSP实现 实验地点： 起点机房 专业班级： 学 号： 学生： 指导教师： FIR滤波器的DSP实现一、设计目的 1 了解FIR滤波器的原理和特性 2. 熟悉设计FIR数字滤波器的原理和方法 3. 学习FIR滤波器的DSP的实现过程。5. 学习使用CCS软件。二、设计容 1 通过MATLAB来设计一个低通滤波器，并对它进行模拟仿真，确定FIR滤波器系数 2. 用DSP汇编语言及C语言进行编程，实现FIR运算，对产生的合成信号滤除信号中高频成分，观察滤波前后波形的变化。三、设计原理数字滤波器是
2、将输入的信号序列，按规定的算法进行处理，从而得到所期望的输出序列。一个线性位移不变系统的输出序列y(n)和输入序列x(n)之间的关系，应满足差分方程为：对其进行z变换，可得到FIR滤波器的传递函数为：=FIR滤波算法实际上是一种乘法累加运算。它不断输入样本，经延时 ，作乘法累加，再输出滤波结果y（n）。FIR滤波器的结构如图1：图1：FIR滤波器的结构图可以看出，在数字滤波器中FIR滤波器有以下几个特点： （1）系统的单位冲激响应h（n）在有限个n值处不为零； （2）系统函数H（z）在|z|0处收敛，在|z|0处只有零点，有限z平面只有零点，而全部极点都在z=0处； （3）结构主要是非递归结构
3、，没有输出到输入的反馈。在DSP芯片中，实现z-1算法很方便，可采用循环缓冲区法，其特点如下：（1）对于N级FIR滤波器，在数据存储器中开辟一个N单元的缓冲区（窗），用来放最新的N个输入样本；（2）从最新样本开始取数；（3）读完最后一个样本后，输入最新样本来代替最老样本，而其他数据位置不变；（4）用片循环缓冲区长度寄存器对缓冲区进行间接寻址，是循环缓冲区地址首位相邻。使用CCS开发应用程序的一般步骤(1) 打开或创建一个工程项目文件 (2) 编辑各类文件 (3) 对工程项目进行编译 (4)对结果和数据进行分析和算法评估利用CCS集成开发软件，用户可以在一个开发环境下完成工程项目创建、程序编辑、
4、编译、调试和数据分析等工作环节四、设计方案1、利用MATLAB来确定FIR滤波器的参数；具体方法为：利用fir2函数产生滤波系数：b=fir2(n-1,f,m),参数n为滤波器的阶数；f为频率参数，m表示低通 2、启动CCS，在CCS中建立一个C源文件和一个命令文件，并将这两个文件添加到工程，再编译并装载程序；3、设置波形时域观察窗口，得到滤波前后的波形变化图；4、设置频域观察窗口，得到滤波前后的频谱变化图。4设计参数：设计一个低通滤波器，其设计参数为：滤波器阶数40，截止频率wp=0.4，ws=0.45。五、设计程序1、MATLAB程序2、C源文件#include s.h#include m
5、ath.h#define signal_1_f 200#define signal_2_f 620#define signal_sample_f 2000#define pi 3.1415926#define coff_L 23#define bufer_L 256int data_inbufer_L;int outbufer_L ;int firout;int xcoff_L+1;int k=0;int bufer=bufer_L;extern int fir(int *,int);extern int init(int *,int);extern int outdata(int *,int
6、,int);void inputwave();void main()inputwave();init(x,BL);while(1)x0=data_ink;firout=fir(x,BL);outdata(out,firout,bufer);k+;if(k=bufer_L)k=0;void inputwave()float wt1;float wt2;int i;for(i=0;iROM PAGE 0 .data ROM PAGE 0 .bss RAM PAGE 0 .const RAM PAGE 0 .sysmem RAM PAGE 0 .stack RAM PAGE 0 .sysstack
7、RAM PAGE 0 .switch RAM PAGE 0 .cinit RAM PAGE 0 .pinit RAM PAGE 0 .vectors VECS PAGE 0 .ioport IOPORT PAGE 2 六、结果分析（1）滤波前图2：输入时域波形图3：输入频域波形（2）滤波后图4：输出时域波形图5:：输出频域波形由以上容可以看出，时域图中，滤波前波形有很多毛刺，滤波后，是平滑的等幅正弦波，而且滤波后最大振幅有所减小。频域图中，滤波前有两个带尖峰的图像，滤波后只有一个带尖峰图像，而且是出现在低频部分，说明信号经过低通滤波器后，将信号中的高频成分滤除掉了。滤波前后时域、频域特性对比总结如下：时域频域滤波前波形有较多毛刺平滑的等幅正弦波滤波后两个带尖峰一个低频带尖峰表1：滤波前后时域、频域对比
