《DSP課程設計》報告 （2017-2018學年第一學期）
利用DSP開發(fā)環(huán)境CCS3.3實現IIR數字濾波器設計
目錄 一、課程設計性質和目的 1 二、課程設計的內容及要求 1 1、硬件/仿真設計 1 2、軟件設計 2 3、功能要求： 2 三、程序編寫 2 四、結果及分析 5 五、心得體會 9 六、參考文獻 10
一、課程設計性質和目的 DSP課程設計是《DSP》課程是結課后的一門綜合性實踐課。設計了IIR濾波器，該設計利用DSP實現IIR數字濾波器。所選題目《利用DSP開發(fā)環(huán)境CCS3.3實現 IIR數字濾波器設計》緊密結合所學的主要內容，加深鞏固所學知識，同時對所學內容進行擴展，有一定的深度和廣度，能充分發(fā)揮學生的思考能力和團結協(xié)作的能力。通過對DSP課題的研究，提高了學生對DSP應用系統(tǒng)的設計能力，進一步了解濾波器的原理，了解IIR濾波器的設計過程、CCS的使用方法以及掌握基本編程語言，掌握CCS設計IIR濾波器和CCS工程的建立，源文件的匯編、連接以及調試程序，并且觀察其輸入、輸出波形。 二、課程設計的內容及要求 1、硬件/仿真設計數字濾波是數字信號處理的一部分。數字信號處理主要是研究用數字或符號的序列來表示信號波形，并用數字的方式去處理這些序列，把它們改變成在某種意義上更為有希望的形式，以便估計信號的特征參量，或削弱信號中的多余分量和增強信號中的有用分量。具體來說，凡是用數字方式對信號進行濾波、變換、調制、解調、均衡、增強、壓縮、估值、識別、產生等加工處理，都可納入數字信號處理領域。數字信號處理學科的一項重大進展是關于數字濾波器設計方向的研究。 描述離散系統(tǒng)輸出與輸入關系的卷積和差分方程只是給數字信號濾波器提供運算規(guī)則，使其按照這個規(guī)則完成對輸入數據的處理。時域離散系統(tǒng)的頻域特性: 其中  、  分別是數字濾波器的輸出序列和輸入序列的頻域特性（或稱為頻譜特性）,  是數字濾波器的單位取樣響應的頻譜，又稱為數字濾波器的頻域響應。輸入序列的頻譜  經過濾波后  ,因此，只要按照輸入信號頻譜的特點和處理信號的目的， 適當選擇  ，使得濾波后的   滿足設計的要求，這就是數字濾波器的濾波原理。 數字濾波器根據其沖激響應函數的時域特性，可分為兩種，即無限長沖激響應(IIR)數字濾波器和有限長沖激響應(FIR)數字濾波器。IIR濾波器與FIR濾波器相比，具有相位特性差的缺點，但它的結構簡單，運算量小，具有經濟、高效的特點，并且可以用較少的階數獲得很高的選擇性。因此也得到了較為廣泛的應用。 IIR 數字濾波器的特征是，具有無限持續(xù)時間沖激響應，需要用遞歸模型來實現，其差分方程為： 系統(tǒng)函數為： 設計IIR濾波器的任務就是尋求一個物理上可實現的系統(tǒng)函數H(z)，使其頻率響應H(z)滿足所希望得到的頻域指標，即符合給定的通帶截止頻率、阻帶截止頻率、通帶衰減系數和阻帶衰減系數。 3、功能要求：用DSP匯編語言編程，實現IIR運算，對產生的合成信號，濾除信號中高頻成分，觀察濾波前后的波形變化。
三、程序編寫
在CCS內編寫以上程序通過加載運行等操作我們可以得到得到輸入，輸出的時域與頻域波形圖。 四、結果及分析 1．輸入信號 <1> 輸入信號波形屬性 <2>輸入信號時域波形圖
<3>.輸入波形頻域圖
2.輸出波形 <1>輸出波形屬性 <2>輸出時域圖：
<3>輸出頻域圖：
分析仿真結果：有仿真輸入波形時域是混合波的疊加，在頻域分析時我們可以看出該輸入信號是一低頻和一高頻的疊加。當我們將該信號通過一IIR濾波器時，我們從輸出波形看到，時域是一余弦波，頻域也只保留了低頻頻率成分，這說明混合信號通過IIR濾波器后，高頻成分被濾除，符合濾波器功能，因此CCS可以作為一種模擬濾波器功能的軟件。
五、心得體會 通過這次的IIR濾波器的DSP實現的課程設計，我初步了解了TMS320C5502芯片，了解設計ＩＩＲ數字濾波器的原理與方法；掌握數字濾波器的計算機仿真方法；通過觀察對實際信號的濾波作用，獲得對數字濾波器的感性認識，綜合實驗的各個方面以及實驗中出現的問題，讓我對DSP環(huán)境下IIR數字濾波器設計有了全新而系統(tǒng)的認識：對濾波器設計要掌握足夠的理論知識，遇到不理解不明白的地方要及時查找資料，在不斷學習的過程中提升自己。做什么事情都要踏實、嚴謹的對待，遇到困難不放棄，理論聯(lián)系實際，在失敗中總結經驗，在成功中學習方法，不斷提升自己。 經過這次課程設計，我不僅對以前所學的知識有了較深刻的理解，而且動手能力、獨立解決問題的能力及查找資料的能力得到了提高。最后衷心感謝在設計過程中給與我?guī)椭母哓愗惱蠋熀退型瑢W。
- 匯編語言源程序（iir.asm）
- .global _iir,_init,_outdata
- _iir
- bset frct
- sub #1,t0
- mov t0,mmap(csr)
- add t0,ar0
- mov xar2,xdp
- mov ar2,cdp
- mov #0,ac0
- rpt csr
- macmz *ar0-,*cdp+,ac0
- add t0,ar1
- mov xar3,xdp
- mov ar3,cdp
- rpt csr
- macmz *ar1-,*cdp+,ac0
- mar *ar1+
- mov hi(ac0),*ar1
- mov hi(ac0),t0
- bclr frct
- ret
- _init
- sub #1,t0
- mov t0,mmap(csr)
- mov #0,ac0
- rpt csr
- mov ac0,*ar0+
- rpt csr
- mov ac0,*ar1+
- ret
- _outdata
- mov t1,ac0
- sub #2,ac0
- mov ac0,mmap(csr)
- add ac0,ar0
- rpt csr
- delay *ar0-
- mar *ar0+
- mov t0,*ar0
- ret
- 2.鏈接命令文件
- -stack 0x0500
- -sysstack 0x0500
- -heap 0x1000
- -c
- -u _Reset
- -l rts55.lib
- MEMORY
- {PAGE 0:
- RAM(RWIX): origin=0x000100, length=0x01ff00
- ROM(RIX): origin=0x020100, length=0x01ff00
- VECS(RIX): origin=0xffff00, length=0x000200
- PAGE 2:
- IOPORT(RWI):origin=0x000000, length=0x020000
- }
- SECTIONS
- {
- .text >ROM PAGE 0
- .data >ROM PAGE 0
- .bss >RAM PAGE 0
- .const >RAM PAGE 0
- .sysmem >RAM PAGE 0
- .stack >RAM PAGE 0
- .cio >RAM PAGE 0
- .sysstack >RAM PAGE 0
- .switch >RAM PAGE 0
- .cinit >RAM PAGE 0
- .pinit >RAM PAGE 0
- .vectors >VECS PAGE 0
- .ioport >IOPORT PAGE 2
- }
- 3.C程序
- #include <math.h>
- #define signal_1_f 500
- #define signal_2_f 10000
- #define signal_sample_f 25000
- #define pi 3.1415926
- #define IIRNUMBER_L 2
- #define bufer_L 256
- int N_L=IIRNUMBER_L;
- int data_in[bufer_L];
- int out[bufer_L] ;
- int x[IIRNUMBER_L+1];
- int y[IIRNUMBER_L+1];
- int k=0;
- int bufer=bufer_L;
- int fBn[IIRNUMBER_L]={0,0x634a};
- int fAn[IIRNUMBER_L]={0xe5c,0xe5c};
- extern int iir(int *x,int *y,int *fAn,int *fBn,int N_L);
- extern int init(int *,int *,int);
- extern int outdata(int *,int,int);
- void inputwave();
- void main()
- {int iirout;
- inputwave();
- init(x,y,N_L);
- while(1)
- {x[0]=data_in[k];
- iirout=iir(x,y,fAn,fBn,N_L);
- outdata(out,iirout,bufer);
- k++;
- if(k>=bufer_L)
- {
- k=0;
- }}}
- void inputwave()
- {
- float wt1;
- float wt2;
- int i;
- for(i=0;i<=bufer_L;i++)
- {
- wt1=2*pi*i*signal_1_f;
- wt1=wt1/signal_sample_f;
- wt2=2*pi*i*signal_2_f;
- wt2=wt2/signal_sample_f;
- data_in[i]=(cos(wt1)+cos(wt2))/2*32768;
- }}
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利用DSP開發(fā)環(huán)境CCS3.3實現IIR數字濾波器設計.doc
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