数字信号处理课程设计--基于dsp 的 fir 数字滤波器的设计

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1、数字信号处理课程设计报告设计题目：基于DSP的FIR数字滤波器的设计专业班级　　　学号　　学生姓名　　　　　指导教师　　　　　教师评分　　　　　　　　目录一、摘要1二、概述2三、系统设计33.1DSP系统原理框图33.2DSP系统各部分分析4四、硬件设计54.1硬件整体电路及框图54.2硬件各部分组成简介6五、软件设计105.1FIR数字滤波器的基本网络结构105.2FIR数字滤波器的设计105.2.1FIR滤波器的主要特点105.2.2FIR滤波器设计方法105.2.3窗函数法设计的基本思想115.2.4用窗函数设计FIR滤波器的步骤125.3FIR数字滤波器的M

2、ATLAB的实现135.3.1Matlab软件介绍135.3.2用Matlab实现FIR数字滤波器的几种方法135.4FFT参数的计算175.5DSP程序流程图17六、实验结果19七、个人总结21八、参考文献22附件：23数字信号处理课程设计一、摘要数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一，数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置，可作为应用系统对信号的前期处理。DSP芯片实现的数字滤波器具有稳定性好、精确度高、灵活性强及不受外界影响等特性。因此基于DSP实现的数字滤波器广泛应用于语音图像处理、数字通信、频谱分析、模式识别、自动控制等领域

3、，具有广阔的发展空间。本文首先介绍了数字滤波器的概念及分类，以及数字滤波器的实现方法。在理解FIR滤波器的工作原理及其设计方法的基础上，在MATLAB环境下利用矩形窗设计实现FIR滤波器。然后通过DSP结合CCS2.0软件进行编程，最终实现了基于DSP的FIR数字低通滤波器的设计。仿真结果表明，基于DSP实现的滤波器具有稳定性好、精确度高、灵活性强等优点，并能实现对信号的实时滤波。关键词：FIR数字滤波器DSP窗函数法MATLABTMS320VC540224一、概述随着信息时代的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。数字信号在通信、语音、图像、自

4、动控制、雷达、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理中数字滤波占有极其重要的地位，与模拟滤波相比，数字滤波具有很多突出优点，比如精确度高、稳定、灵活、不要求阻抗匹配、容易实现线性相位、还可以避免模拟滤波器无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声偏移等问题。FIRFiniteImpulseResponse滤波器是有限长单位冲激响应滤波器，它是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。数字滤波器的实现方法通常有三种：（1）用计算机软件实现软件实现方法就

5、是在通用的微型计算机上用软件来实现。（2）采用DSP（DigitalSignalProcessing）处理器来实现。（3）用FPGA可编程器件来实现。DSP处理器是专为数字信号处理而设计的，它的主要数字运算单元是一个乘累加器MAC，能够在一个机器周期内完成一次成累加运算，配有适合于信号处理的指令，具备独特的循环寻址和倒序寻址能力。通过比较以上三种方法可见：可以采用MATLAB软件来学习数字滤波器的基本知识，计算数字滤波器是系数，研究算法的可行性，对数字滤波器进行前期的仿真。然后利用DSP来实现数字滤波的设计。为了实现这一目标，需要编写程序，在CCS上进行调试仿真。2

6、4三、系统设计3.1DSP系统原理框图图2.1典型的DSP系统图2.1是一个用DSP做信号处理的典型框图。由于DSP是用来对数字信号进行处理的，所以首先必须将输入的模拟信号变换为数字信号。于是先对输入模拟信号进行调整，输出的模拟信号经过A/D变换后变成DSP可以处理的数字信号，DSP根据实际需要对其进行相应的处理，如FFT、卷积等；处理得到的结果仍然是数字信号，可以直接通过相应通信接口将它传输出去，或者对它进行D/A变换将其转换为模拟采样值，最后再经过内插和平滑滤波就得到了连续的模拟波形模拟信号。一般来说DSP的设计过程应遵循一定的设计流程，如图2.2示24图2.2

7、DSP系统流图系统的简单设计如图所示，由给出所设计的FFT的技术指标，用MATLAB求解参数并仿真。选出合适的DSP芯片，连接好硬件电路。给出程序流程图，编写程序，在CCS中完成仿真。3.2DSP系统各部分分析通过初期在MATLAB中仿真，确定滤波器参数。在MATLAB中可以通过编程用相应的窗函数来设计FIR滤波器。再选择合适DSP，通过设计DSP硬件电路来产生合适的信号。这期间会用到数模转换器，时钟电路，复位电路等，都需要提前设计好，之后调试硬件电路。最后，编写代码，进行仿真调试。24四、硬件设计4.1硬件整体电路及框图根据使用DSP芯片的相关原则，以及芯片手