DSP高通滤波器课程设计报告

D S P 课程设计报告

题目：

FIR 高通滤波器设计

姓 名 学 号 教学院系 专业年级 指导教师

目录

一、设计题目..................................................................................... 1 二、设计目标..................................................................................... 1 三、算法研究与参数计算 ................................................................ 1

1、FIR 的原理和参数生成公式 ............................................... 1 2、利用MATLAB 计算滤波系数 . ........................................... 1 3、输入信号参数计算 .............................................................. 2 四、编写源程序 ................................................................................ 3 五、调试过程..................................................................................... 4

1、调试前准备 .......................................................................... 5 2、MATLAB 的使用 ................................................................. 5 3、编写及编译程序 .................................................................. 5 4、设置断点和探针 .................................................................. 6 5、打开观察窗口 ...................................................................... 6 六、实验结果及分析 ........................................................................ 6

1、输入信号的时域波形和频域波形 ...................................... 6 2、输出信号的时域波形和频域波形 ...................................... 7 七、设计心得..................................................................................... 8

一、设计题目

FIR 高通滤波器设计

二、设计目标

设计一个FIR 高通滤波器，通带边界频率为6000Hz ，采样频率为20000Hz 。FIR 滤波器的设计用MA TLAB 窗函数法进行。

三、算法研究与参数计算

1、FIR 的原理和参数生成公式

图3-1

2、利用MATLAB 计算滤波系数

在MATLAB 界面输入图3-2所示程序，可得到滤波系数并生成INC 文件。

图

3-2

1

输入freqz （y ，1，512），MATLAB 中显示高通滤波器的滤波特性曲线。如图3-3所示。

图3-3

3、输入信号参数计算

MATLAB 中输入图3-4中所示程序，包含两种频率成分的正弦信号，一种信号频率1000Hz ，一种信号6000Hz 。

图3-4

其频谱特性曲线如图3-5。

图3-5

2

四、编写源程序

参考资料，编写汇编语言源程序：

HIGHPASS .set 1 ;if you want to use ,please set the value to 1

.global start,fir .mmregs

COFF_FIR_START: .sect "coff_fir" .copy "0126.inc" K_FIR_BFFR d_data_buffer FIR_DP d_filin output input

.set 64 .usect "fir_bfr",64 .usect "fir_vars",0 .usect "fir_vars",1 .usect "fir_vars",1

.usect "fir_vars",1 .usect "fir_vars",100h

d_filout

stacksize .set 256

stack .usect "fir_vars",stacksize .asg .asg .asg .asg .asg nop start:

stm #stack+stacksize,SP LD

#FIR_DP,DP

#d_data_buffer,FIR_DATA_P A,*FIR_DATA_P+ #d_filin,INBUF_P

3

AR4,FIR_DATA_P AR6,INBUF_P AR7,OUTBUF_P AR3,OUTBUF AR2,INBUF

.sect "fir_prog"

STM STL STM

RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1

STM STM STM STM fir_loop:

#d_filout,OUTBUF_P #output,OUTBUF #input,INBUF #100h,BK

NOP ;Add Breakpoint & porbe point LD

*INBUF_P,A

STL A,*INBUF CALL fir STH STH main_end: b fir:

; SSBX SXM ; SSBX FRCT STM STL STM fir_task:

RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1 MACD RET .end

*FIR_DATA_P-,COFF_FIR_START,A #d_data_buffer,FIR_DATA_P A,*FIR_DATA_P

#(d_data_buffer+K_FIR_BFFR-1),FIR_DATA_P

fir_loop

A,*OUTBUF_P+% A,*OUTBUF

五、调试过程

4

1、调试前准备

1）启动SETUP 并选择芯片。

2）在CCS 的安装目录下的myproject 的子目录下创建新文件夹，命名1207030126。

2、MATLAB 的使用

使用MATLAB 生成0126.Inc 文件和1207030126.dat 文件，保存在1207030126文件夹中。如图5-1：

图5-1

3、编写及编译程序

1）新建project 并命名1207030126。 2）在project 中添加0126.asm 文件和0126.cmd 文件。如图5-2。

3）编译并链接程序。

4）设置工程文件，选择菜单“project ”的“build options…”项。

图5-2

5）加载程序。File —

load program

5

4、设置断点和探针

在标号“fir_loop”下的“NOP ”语句处设置软件断点和探针。 选择“file ”、“file I/O…”; 按照实验程序操作。

5、打开观察窗口

选择菜单“view ”、“Graph ”、“time/Freauency…”。按要求设置。

六、实验结果及分析

1、输入信号的时域波形和频域波形

输入信号的时域波形如图6-1所示，频域波形如图6-2所示。

图6-1

图6-2

这个信号由1000Hz 和6000Hz 的信号叠加而得。

6

2、输出信号的时域波形和频域波形

输出信号的时域波形如图6-3所示，频域波形如图6-4所示。

图6-3

图6-4

从输入信号波形和输出信号波形对比看，低频信号（1000Hz ）不能顺利通过滤波器，被削减到几乎为0，而高频信号（6000Hz ）可以顺利通过。因此这是一个性能良好的高通滤波器。

7

七、设计心得

本次我的课程设计是基于窗函数法的FIR 数字高通滤波器，由于数字信号处理课程是上学期学的，再加上自己对MATLAB 软件操作不熟练。导致前期用了很长一段时间查阅相关书籍，重新学习了数字滤波器的相关知识和MATLAB 软件的操作方法。同时也锻炼了文件检索和查找数据手册的能力。通过本次课程设计，加深了我对数字滤波器理解。也认识到数字滤波器在实际生活具有广泛的应用。同时，改变了我对数字信号的看法，原来，枯燥的理论也有很多有趣的应用。在本次课程设计过程中，发现自己理论知识的薄弱，需要在以后的学习过程中加强。同时也感谢曹玉英老师的讲解和其他同学的帮助。

8

D S P 课程设计报告

题目：

FIR 高通滤波器设计

姓 名 学 号 教学院系 专业年级 指导教师

目录

一、设计题目..................................................................................... 1 二、设计目标..................................................................................... 1 三、算法研究与参数计算 ................................................................ 1

1、FIR 的原理和参数生成公式 ............................................... 1 2、利用MATLAB 计算滤波系数 . ........................................... 1 3、输入信号参数计算 .............................................................. 2 四、编写源程序 ................................................................................ 3 五、调试过程..................................................................................... 4

1、调试前准备 .......................................................................... 5 2、MATLAB 的使用 ................................................................. 5 3、编写及编译程序 .................................................................. 5 4、设置断点和探针 .................................................................. 6 5、打开观察窗口 ...................................................................... 6 六、实验结果及分析 ........................................................................ 6

1、输入信号的时域波形和频域波形 ...................................... 6 2、输出信号的时域波形和频域波形 ...................................... 7 七、设计心得..................................................................................... 8

一、设计题目

FIR 高通滤波器设计

二、设计目标

设计一个FIR 高通滤波器，通带边界频率为6000Hz ，采样频率为20000Hz 。FIR 滤波器的设计用MA TLAB 窗函数法进行。

三、算法研究与参数计算

1、FIR 的原理和参数生成公式

图3-1

2、利用MATLAB 计算滤波系数

在MATLAB 界面输入图3-2所示程序，可得到滤波系数并生成INC 文件。

图

3-2

1

输入freqz （y ，1，512），MATLAB 中显示高通滤波器的滤波特性曲线。如图3-3所示。

图3-3

3、输入信号参数计算

MATLAB 中输入图3-4中所示程序，包含两种频率成分的正弦信号，一种信号频率1000Hz ，一种信号6000Hz 。

图3-4

其频谱特性曲线如图3-5。

图3-5

2

四、编写源程序

参考资料，编写汇编语言源程序：

HIGHPASS .set 1 ;if you want to use ,please set the value to 1

.global start,fir .mmregs

COFF_FIR_START: .sect "coff_fir" .copy "0126.inc" K_FIR_BFFR d_data_buffer FIR_DP d_filin output input

.set 64 .usect "fir_bfr",64 .usect "fir_vars",0 .usect "fir_vars",1 .usect "fir_vars",1

.usect "fir_vars",1 .usect "fir_vars",100h

d_filout

stacksize .set 256

stack .usect "fir_vars",stacksize .asg .asg .asg .asg .asg nop start:

stm #stack+stacksize,SP LD

#FIR_DP,DP

#d_data_buffer,FIR_DATA_P A,*FIR_DATA_P+ #d_filin,INBUF_P

3

AR4,FIR_DATA_P AR6,INBUF_P AR7,OUTBUF_P AR3,OUTBUF AR2,INBUF

.sect "fir_prog"

STM STL STM

RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1

STM STM STM STM fir_loop:

#d_filout,OUTBUF_P #output,OUTBUF #input,INBUF #100h,BK

NOP ;Add Breakpoint & porbe point LD

*INBUF_P,A

STL A,*INBUF CALL fir STH STH main_end: b fir:

; SSBX SXM ; SSBX FRCT STM STL STM fir_task:

RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1 MACD RET .end

*FIR_DATA_P-,COFF_FIR_START,A #d_data_buffer,FIR_DATA_P A,*FIR_DATA_P

#(d_data_buffer+K_FIR_BFFR-1),FIR_DATA_P

fir_loop

A,*OUTBUF_P+% A,*OUTBUF

五、调试过程

4

1、调试前准备

1）启动SETUP 并选择芯片。

2）在CCS 的安装目录下的myproject 的子目录下创建新文件夹，命名1207030126。

2、MATLAB 的使用

使用MATLAB 生成0126.Inc 文件和1207030126.dat 文件，保存在1207030126文件夹中。如图5-1：

图5-1

3、编写及编译程序

1）新建project 并命名1207030126。 2）在project 中添加0126.asm 文件和0126.cmd 文件。如图5-2。

3）编译并链接程序。

4）设置工程文件，选择菜单“project ”的“build options…”项。

图5-2

5）加载程序。File —

load program

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4、设置断点和探针

在标号“fir_loop”下的“NOP ”语句处设置软件断点和探针。 选择“file ”、“file I/O…”; 按照实验程序操作。

5、打开观察窗口

选择菜单“view ”、“Graph ”、“time/Freauency…”。按要求设置。

六、实验结果及分析

1、输入信号的时域波形和频域波形

输入信号的时域波形如图6-1所示，频域波形如图6-2所示。

图6-1

图6-2

这个信号由1000Hz 和6000Hz 的信号叠加而得。

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2、输出信号的时域波形和频域波形

输出信号的时域波形如图6-3所示，频域波形如图6-4所示。

图6-3

图6-4

从输入信号波形和输出信号波形对比看，低频信号（1000Hz ）不能顺利通过滤波器，被削减到几乎为0，而高频信号（6000Hz ）可以顺利通过。因此这是一个性能良好的高通滤波器。

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七、设计心得

本次我的课程设计是基于窗函数法的FIR 数字高通滤波器，由于数字信号处理课程是上学期学的，再加上自己对MATLAB 软件操作不熟练。导致前期用了很长一段时间查阅相关书籍，重新学习了数字滤波器的相关知识和MATLAB 软件的操作方法。同时也锻炼了文件检索和查找数据手册的能力。通过本次课程设计，加深了我对数字滤波器理解。也认识到数字滤波器在实际生活具有广泛的应用。同时，改变了我对数字信号的看法，原来，枯燥的理论也有很多有趣的应用。在本次课程设计过程中，发现自己理论知识的薄弱，需要在以后的学习过程中加强。同时也感谢曹玉英老师的讲解和其他同学的帮助。

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