FIR滤波器DSP实现课程设计.doc
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1、课程设计一FIR 滤波器的 DSP 实现一、课程设计目的1、复习用C 语言对数字信号处理器的编程方法,熟悉如何使用C5000 系列数字信号处理器中的模数转换器;2、复习用窗函数法设计FIR数字滤波器;3、对TMS320VC5509编程实现不同参数的FIR滤波器。二、课程设计原理(一) TMS320VC5509简介TMS320VC5509 是 TI 公司出产的定点DSP 芯片,它的源代码与C54x 系列兼容,但速度更快,时钟频率可达300MHz ,功耗是C54x 系列的 1/6。 C5509 的 CPU 内部有 2 个乘法器、 1 个 40 位的加法器、 1 个 16 位的加法器、 4 个累加器
2、。共有12 组总线,其中3 组数据存储器读总线,2 组数据存储器写总线,及相应5 组数据存储器地址总线,程序存储器读总线及地址线各一组。片内外设资源也比C54x 系列数字信号处理器丰富,4 通道 10 位 A/D 、DMA 单元、 RTC 电路、 McBSP 、定时器等。本设计中将用到A/D 单元。TMS320C5509A 内部有一个4 通道 10 位 A/D ,相关寄存器有4 个,通过对这4 个寄存器的操作来控制A/D 模块。1.、 ADC控制寄存器:ADCCTLADCSTART : 0无作用; 1启动 A/D 转换CHSELECT :从 4 个模拟通道中选择一个作为输入信号Reserved
3、:保留2、 ADC 数据寄存器:ADCDATAADCBUSY : 0 ADC 数据准备好,即 A/D 转换结束; 1 正在进行 A/D 转换 CHSELECT :从 4 个模拟通道中选择一个作为输入信号ADCDATA : A/D 转换得到的10 位二进制数3、 ADC 时钟控制寄存器:ADCCLKCTLIDLEEN : 0 不允许 ADC 处于休眠状态; 1 允许 ADC 处于休眠状态 CPUCLKDIV :决定 ADC 时钟频率ADC Clock : (CPU Clock) / ( CPUCLKDIV+1)4、 ADC 时钟分频寄存器:ADCCLKDIVSAMPTIMEDIV:与 CONVR
4、ATEDIV一起决定采样 / 保持周期ADC Sample and Hold Time = (ADC Clock Period)*2*(CONVRATEDIV+1+ SAMPTIMEDIV)CONVRATEDIV:决定 A/D 转换时钟频率ADC Conversion Clock = (ADC Clock) / (2*( CONVRATEDIV+1)完成一次 A/D 转换需要13 个 A/D 转换时钟,所以,一次转换时间是t = 13 / ADC Conversion Clock一次完整的A/D 转换时间是采样/保持周期和转换时间的和,采样频率是其倒数ADC Total Conversion
5、Time = ADC Sample and Hold Period+tSampling Rate = 1/ ADC Total Conversion Time(二)窗函数法设计FIR 滤波器的原理根据阻带最小衰减和过渡带宽选择合适的窗函数,实现不同指标的各种类型FIR 数字滤波器的设计。1、利用窗函数设计FIR 滤波器的具体步骤如下:( 1)由给定的滤波器的幅频响应参数求出理想的单位脉冲响应hd(n)(下面已给出,直接用)。( 2)根据下表,由阻带最小衰减选择窗函数类型w(n),由设计指标和过渡带宽 确定滤波器阶数 N,对于高通滤波器,N 只能取奇数。( 3)计算滤波器的单位脉冲响应h (n)
6、 hd( n) w(n)。窗函数加窗后滤波器性能指标过渡带宽 阻带最小衰减 /dB矩形窗0.9×2/N21三角形窗2.1×2/N25汉宁窗3.1×2/N44海明窗3.3×2/N53布拉克曼窗5.5×2/N742、理想滤波器单位脉冲响应hd (n)(1) 理想低通滤波器单位脉冲响应sin c ( n) 其中N -1nhd (n)(n)2cn(2) 理想高通滤波器单位脉冲响应sin (n)sin c ( n )其中N - 1(n)nhd (n)21cn(3) 理想带通滤波器单位脉冲响应sin2 (n)sin 1 (n)其中N - 1(n)nhd (
7、n)221n(4) 理想带阻滤波器单位脉冲响应sin ( n) sin 1 (n) sin 2 ( n)其中N - 1n(n)2hd (n)12n3、典型窗函数( 1)矩形窗 (Rectangle Window)w( n)RN (n)( 2)三角形窗 (Bartlett Window)2n,0nN 1w(n)N1N1222nnN1,2N1( 3)汉宁 (Hanning) 窗,又称升余弦窗11cos(2n) RN ( n)w(n)N21( 4)海明 (Hamming) 窗,又称改进的升余弦窗w(n) 0.540.46 cos( 2n) RN (n)N1( 5)布拉克曼 (Blankman) 窗,
8、又称二阶升余弦窗w(n) 0.420.5 cos( 2n)0.08 cos( 4n) RN (n)N1N1详细设计原理参见程佩青的数字信号处理教程第7.3 节窗函数设计法。三、课程设计步骤观察实验箱各部分元件, 连接电源线,打开实验箱上的主电源(位于左上角)和开发板电源(位于右下角) 。1、安装驱动( 1)将服务器 user14(或 15、或 16)上的 FIRs 文件夹拷贝到自己电脑的E 盘中;( 2)双击 E 盘 FIRs 文件夹中的 usbdrv.exe,安装仿真器驱动程序到 c:TI2下;( 3)将方形下载线与实验箱上橙色铁盒接口相连;在弹出的“找到硬件向导”会话框中依次做如下操作:
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- FIR 滤波器 DSP 实现 课程设计
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