DSP原理及应用课程设计任务说明书.doc

“DSP原理及应用”课程设计 任务说明书 电子通信工程系 设计任务 1、利用Matlab软件的FDATool工具设计FIR滤波器，并提取滤波器参数； 2、在CCS集成开发环境下，利用第1步得到的滤波器参数，利用窗函数法设计FIR滤波器程序，观察输入信号及滤波后得到的输出信号的时域波形及FFT Magnitude波形； 3、利用TMS320F2812的ADC片内外设的外围电路实时采集的混频信号数据，使用1个51阶的FIR低通滤波器，在CCS中设计FIR滤波器程序实现滤波，观察相关波形及滤波效果，通过SCI接口将数据传送到计算机上； 4、（选做）利用TI公司的TLV320AIC23高性能立体声音频Codec芯片，通过MIC或音频接口采样音频信号，对采样的音频信号做滤波运算，进行低音加重处理，再将运算过的音频数据通过扬声器播放出来。 相关设备 PC机，CCS集成开发环境，EXPIV型实验箱，XDS510仿真调试器，Matlab软件 设计原理 有限冲击响应数字滤波器的基础理论； 滤波器就是在时间域或频域内，对已知激励产生规定响应的网络，使其能够从信号中提取有用的信号，抑制并衰减不需要的信号。滤波器的设计实质上就是对提出的要求给出相应的性能指标，再通过计算，使物理可实现的实际滤波器频率响应特性逼近给出的频率响应特性。FIR 数字滤波器系统的传递函数为： （1） 由此得到系统的差分方程： （2） 若FIR 数字滤波器的单位冲激响应序列为h(n)，它就是滤波器系数向量b(n)。传统的滤波器分析与设计均使用繁琐的公式计算，改变参数后需要重新运算，从而在分析与设计滤波器尤其是高阶滤波器时工作量特别大。这里应用MATLAB 设计FIR滤波器，根据给定的性能指标设计一个H(z)，使其逼近这一指标，进而计算并确定滤波器的系数b(n)，再将所设计滤波器的幅频响应、相频响应曲线作为输出，与设计要求进行比较，对设计的滤波器进行优化。设计完成之后将得到FIR滤波器的单位冲激响应序列h(n)的各个参数值。 程序流程图 熟悉CCS集成开发环境的使用，能对程序进行跟踪，分析结果； 熟悉SCI外设接口的相关知识，能通过串行口与PC机进行通信。 应用基础 使用 Matlab中的 Fdatool设计滤波器（本文以FIR低通滤波器为例） FDATool ( Filter Design Analysis Tool)是MATLAB信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具，MATLAB 6.0以上的版本还专门增加了滤波器设计工具箱( FilterDesign Toolbox)。FDATool界面为滤波器设计提供了一个交互式的设计环境，用户可以根据对幅值和零极点图的设置，设计几乎所有的基本的常规滤波器，包括FIR和IIR的各种设计方法,它们都具有标准的频率带宽结构。采用FDATool设计法时其界面的上半部分为特性区，用来显示滤波器的各种特性；下半部分为参数设定区，用来设定滤波器的各种参数。 首先在命令窗口键入FDAtool命令，启动滤波器设计分析器，调出FDAtool界面，如图1所示。 图1　FDATool界面 在Filter Type选项中选Lowpass，在Design Method中选择FIR滤波器，接着在FIR中选择Window (窗函数) 法。 然后在Filter Order 中选择Specify Order (为指定阶数)，输入数值为“24”；在Opitions框中选中“Scale Passband”；在窗类型（Window:）下拉框选择“Blackman”。 在Frenquency Specification选项中，将fs(为采样频率)、fc (为通带截止频率)中分别键入30000 Hz和9600 Hz。 点击“Design Filter”按钮，完成滤波器的设计。具体参数及设计成功后的结果如图2所示。 图2　FIR低通滤波器设计 设计完成后，可以通过菜单选项Analysis 来分析滤波器的幅频响应和相频响应特性。点击Analysis 中的Magnitude Response和Phase Response 对幅频和相频响应进行分析。 在FDATool 中，选择Targets - Generate C Header...，如图3所示。 图3 导出滤波器系数 点击Generate按钮，选择路径，即可输出前一步设计出的 FIR滤波器的系数表。（默认的系数表文件为fdacoefs.h） 在Matlab中打开得到的fdacoefs.h的文件，如图4、图5所示。 图4 查看fdacoefs.h文件 图5 fdacoefs.h文件中的系数表