基于DSP 的FIR滤波器的设计
(完整版)利用DSP的FIR滤波器设计
题目：利用DSP的FIR滤波器设计数字处理器（DSP）有很强的数据处理能力，它在高速数字信号处理领域有广泛的使用，例如数字滤波、音频处理、图像处理等。
相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移，能够处理低频信号，频率响应特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等。
使用可编程的DSP芯片实现数字滤波可以通过修改滤波器的参数十分方便地改变滤波器的特性，下面主要说明利用TMS320VC54x DSP芯片设计实现FIR数字滤波器。
设计目的意义一个实际的使用系统中,总存在各种干扰，所以在系统设计中,滤波器的好坏将直接影响系统的性能。
使用DSP进行数字处理，可以对一个具有噪声和信号的混合信号源进行采样,再经过数字滤波,滤除噪声,就可以提取有用信号了。
所以说，数字滤波器是DSP最基本的使用领域，熟悉基于DSP的数字滤波器能为DSP使用系统开发提供良好的基础。
技术指标1、数字滤波器的频率参数主要有：①通带截频：为通带和过渡带的边界点，在该点信号增益下降到规定的下限。
②阻带截频：为阻带和过渡带的边界点，在该点信号衰耗下降到规定的下限。
③转折频率：为信号功率衰减到1/2(约3dB)时的频率，在很多情况下，也常以fc作为通带或阻带截频。
④当电路没有损耗时，固有频率：就是其谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率。
2、增益和衰耗滤波器在通带内的增益并非常数。
①对低通滤波器通带增益，一般指ω=0时的增益；高通指ω→∞时的增益；带通则指中心频率处的增益。
②对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数。
③通带增益变化量指通带内各点增益的最大变化量，如果通带增益变化量以dB为单位，则指增益dB值的变化量。
3、阻尼系数和品质因数阻尼系数α是表征滤波器对角频率为ω0信号的阻尼作用，是滤波器中表示能量衰耗的一项指标，它是和传递函数的极点实部大小相关的一项系数。
4、灵敏度滤波电路由许多元件构成，每个元件参数值的变化都会影响滤波器的性能。
基于DSP的FIR数字滤波器设计
能 。事 实上 ，一个 实 际的应 用 系统 总存在 各种 干 扰 。而使 用Ｄ Ｐ 行 数 字信 号 处理 可 以从 噪 声 中 Ｓ进 提 取信 号 ，即对 一个具 有 噪声 和信号 的混 合 源进 行 采样 ，然后 经过 数字 滤波 器来 滤 除噪声 ，从而 提取 有用 信 号 。用Ｄ Ｐ 片实 现数 字 滤波 除 了具 Ｓ芯 有稳 定 性 好 、精 确 度 高 、不 受 外 界 影 响 等 优 点 外 ，还 具有灵 活性 好 等特点 ，因而可 通过 可 编程 Ｄ Ｐ 片 来 实现 数字 滤 波 的参 数修 改 ，进 而 十分 Ｓ芯
Ｙ（）＝ ｎ （） （）＋ （） （ － ）＋ ｎ ｙ（）＝ ０ ｎ １ ｎ１
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方便 地 改变 滤波 器 的特 性 。 目前 ．基 于Ｄ Ｐ Ｓ 的数
字滤 波 已被 广泛应 用 于语音 、图像 、软件 无 线 电 等 领域 。
基于DSP实现的FIR低通滤波器
基于DSP实现的FIR低通滤波器FIR（有限脉冲响应）低通滤波器是一种常见的数字信号处理（DSP）滤波器。
它的设计和实现非常灵活，可以用于去除数字信号中高频成分，使得信号能在一定的频率范围内进行平滑处理。
FIR低通滤波器有很多种设计方法，其中最简单的方法是基于窗函数设计，例如矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等。
这些窗函数的选择取决于滤波器的性能要求和频率响应的形状。
在DSP中，FIR低通滤波器的实现可以采用直接形式、级联形式、并行形式和迭代形式等多种结构。
其中直接形式是最简单和直观的实现方式，也是最容易理解和实现的一种结构。
直接形式的FIR低通滤波器由一个延迟线、一组乘法器和加法器组成。
延迟线用于延迟输入信号，乘法器用于对延迟后的信号进行调制，而加法器则将调制后的信号相加得到输出信号。
```----------------------，，，x(n) -->， Delay ，-->， Multiply，-->--+ Sum ，--> y(n)Line ，，，----------------------```在实现过程中，需要注意的是延迟线的设置和乘法器的系数。
延迟线的长度决定了滤波器的阶数，即滤波器对输入信号的响应范围。
乘法器的系数则决定了滤波器的频率响应，可以通过窗函数的选取来确定。
通常，FIR滤波器的实现可以通过查表法或者卷积法来实现。
查表法通过预先计算所有可能的输入组合，并将其存储在一张查找表中，以减少计算量。
卷积法则通过将输入信号和滤波器的冲击响应进行卷积运算来得到输出信号。
当实现FIR低通滤波器时，还需要考虑滤波器的性能指标和算法的优化。
常见的性能指标包括滤波器的截止频率、抗混叠性能、通带和阻带的幅频特性等。
算法的优化可以从以下几个方面考虑：乘法器的系数选择、滤波器结构的选择、滤波器长度的选择和存储器的优化等。
总之，基于DSP实现的FIR低通滤波器是一种常用的数字信号处理滤波器，它可以用于去除数字信号中的高频成分，平滑信号的频谱。
基于DSP的FIR滤波器的设计与实现
万方数据万方数据应用天地图４输入信号的波形及频谱图５输出信号的波形及频谱己口ｌ口年７月第己ｇ卷第７期嘲输入波形为一个低频率的正弦波与一个高频率的正弦波叠加而成。
通过观察频域和时域图得知：输入波形中的低频波形通过了滤波器，而高频部分则基本被滤除。
４结束语本文研究了ＦＩＲ滤波器的原理和结构，并结合基于ＴＭＳ３２０ＶＣ５５０９Ａ开发的实验系统，介绍了ＦＩＲ滤波器的设计及其ＤＳＰ实现。
实验结果表明，所设计的ＦＩＲ滤波器满足各项要求。
同时由于全部程序采用汇编语言编写，具有占用存储空间少、运行速度快、稳定可靠等优点，能够更好地适应需要实时滤波的场合。
参考文献刘万松．基于ＤＳＰ的ＦＩＲ数字滤波器的设计［Ｄ］．贵州：贵州大学，２００８：３４－５０．刘艳萍．ＤＳＰ技术原理及应用教程［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００５：２２９－２３６．陈怀琛，吴大正，高西全．ＭＡＴＬＡＢ及在电子信息课程中的应用［Ｍ］．３版．北京：电子工业出版社，２００７：２１８—２１９．王兵锋．ＦＩＲ数字滤波器设计与仿真研究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨理工大学，２００９：１３－２５．姜阳，周锡青．ＤＳＰ原理与应用实验ＥＭ］．西安：西安电子科技大学出版社，２００８：１５０－１６９．赵秀玲，张利，武玉强．ＭＡＴＬＡＢ辅助ＤＳＰ实现ＦＩＲ数字滤波器［Ｊ］．现代电子技术，２００７（９）：３８—４０．黄全振，李泉溪，陈中伟．基于ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ的ＦＩＲ滤波器的系统设计及应用［Ｊ］．河南理工大学学报，２００８，２７（３）：３１４—３１８．张三军，郭庆．基于ＭＡＴＬＡＢ与ＤＳＰ的心电整系数数字滤波器设计［Ｊ］．国外电子测量技术，２００９，２８（３）：６９—７２．，ｑ＿，～Ｉ—¨＿＿‘＿”。
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基于DSP的FIR数字滤波器设计研究
的数 字 信号 用 Ｄ Ａ 进 行转 化 ，形成 模 拟 的采 样值 ， ／ 塌： 将 得 到 的 不 平 滑 的 滤 波通 过 滤 波器 等设 备进 后 行处 理 ，从 而得 到最 终 的模拟 连续 的信 号 。 因 为 ＤＳ Ｐ信 号 处理 系统 是 以数 字 信 号处 理 理 论为 基 础 ，故 兼 具 有数 字 信 号 的特 点 。其 特点 一 ， 与之 相 兼 容 的接 口比较 多 ，都 是 以数 字 为基 础 的 ， 便 与其 他 的 系 统 接 口进 行 连 接 ；其 特 点 二 ， 因
摘
要：Ｄ Ｐ Ｓ 芯片 是一种微 处理器 ，能够进行将 信息进 行数字化 的处理 ，用 于对付各 种实时的数字信 号处理 ，卷积 、变 化等 ，处 理效率 高 ，因而被 广泛地应 用在许多 的方 面 ，尤其 在数字滤波器 上。针 对这个情况 ，本文采 用了某公 司的Ｔ ３０ ５ Ｘ ＭＳ ２Ｃ ４ 芯片作 为本文研究 的Ｄ Ｐ Ｓ 芯片 ，根据 提出 的算法 实现 了ＦＲ Ｉ滤波 器 ，并 经过仿 真实验 ，得 到的 实验 结果满 足滤 波的条件 ，预计 的 实验结果 验证 了本 文提出的算 法。
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基于Ｄ Ｐ Ｉ 娄 字滤波器设计研究 Ｓ 的ＦＲ
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（ 河南职业技术学 院 ，郑州 ４ ０ ４ ） ５ ０ ６
关键词 ： Ｄ Ｐ；Ｔ ３ ０ ４ 芯 片；ＦＲ Ｓ ＭＳ ２ Ｃ５Ｘ 滤波器 Ｊ 中图分 类号 ：Ｔ １ Ｎ７ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ － １４ ２ ｉ ）８ 上 ） ｌ ７ ３ ９ ０ （ ｏ ０ （ 一Ｏ４ －０ ０ ３ ２
基于DSP的FIR数字滤波器的设计与仿真毕业设计论文
基于DSP的FIR数字滤波器的设计与仿真毕业设计论文研究背景数字信号处理在现代通信、音视频处理、图像处理等领域中起着至关重要的作用，数字滤波器是数字信号处理中的重要内容。
其中FIR数字滤波器是一种常用的滤波器，其具有线性相位和稳定性等特点，在数字信号处理中应用广泛。
因此，本毕业设计将以FIR 数字滤波器为研究对象，结合DSP平台，进行数字滤波器的设计与仿真研究。
研究目标本文旨在设计一种基于DSP的FIR数字滤波器，并且研究其性能和仿真效果。
主要目标包括：1. 掌握DSP平台的开发流程和设计方法，包括硬件平台和软件开发技术。
2. 研究FIR数字滤波器的原理和特点，掌握其设计方法和计算技巧。
3. 基于DSP平台设计实现FIR数字滤波器，包括硬件和软件两个方面，满足设计要求。
4. 仿真FIR数字滤波器的性能和效果，验证设计的正确性和可行性。
5. 撰写毕业设计论文，总结设计过程和结果，体现出自己的设计思路和方法。
研究方法本研究采用如下方法：1. 研究DSP平台的开发流程和设计方法，包括使用硬件平台和软件开发技术。
2. 研究FIR数字滤波器的原理和特点，掌握其设计方法和计算技巧。
3. 基于DSP平台设计实现FIR数字滤波器，采用Verilog语言描述硬件电路，C语言编写软件程序。
4. 利用模拟工具对FIR数字滤波器进行仿真，测试性能和效果。
5. 撰写毕业设计论文，总结设计过程和结果，体现出自己的设计思路和方法。
预期结果本研究预期可以达到如下结果：1. 掌握DSP平台的开发流程和设计方法，能够应用于数字信号处理和嵌入式系统开发等领域。
2. 研究FIR数字滤波器的原理和特点，掌握其设计方法和计算技巧，能够进行数字信号处理相关工作。
3. 基于DSP平台设计实现FIR数字滤波器，满足设计要求，具有较好的性能和稳定性。
4. 仿真FIR数字滤波器的性能和效果，能够验证设计的正确性和可行性。
5. 撰写毕业设计论文，总结设计过程和结果，体现出自己的设计思路和方法，具有较好的表达和撰写能力。
基于DSP实现的FIR低通滤波器
基于DSP实现的FIR低通滤波器FIR（Finite Impulse Response）低通滤波器是一种数字信号处理（DSP）算法，用于滤除输入信号中高于一些截止频率的频域成分，并使输出信号只包含低于该截止频率的成分。
FIR低通滤波器通常由一组脉冲响应函数（Impulse Response）的加权和组成，其中权重决定了滤波器的频率响应。
实现FIR低通滤波器的一种常见方法是使用离散时间线性卷积运算。
滤波器的输入信号通过一个延迟线数组，然后与一组权重向量进行内积。
该内积计算的结果即为滤波器的输出。
在DSP领域，用于实现FIR低通滤波器的算法有很多种，其中最常用的是基于迭代结构（Direct Form）的算法。
此算法按照滤波器的脉冲响应函数的长度进行迭代，每次迭代处理输入信号的一个样本。
该算法的优点是实现简单、稳定可靠。
下面是一个基于DSP实现的FIR低通滤波器的伪代码示例：```python#定义滤波器的截止频率和脉冲响应函数长度def cutoff_frequency = 1000 # 截止频率为1kHzdef length = 101 # 脉冲响应函数长度为101#初始化滤波器的权重向量def weights = [0.0] * length#计算滤波器的脉冲响应函数for i in range(length):#计算当前权重对应的频率frequency = i * sampling_rate / length#如果当前频率小于截止频率，则设置权重为1，否则为0weights[i] = 1 if frequency <= cutoff_frequency else 0#初始化输入和输出信号数组def input_signal = [0.0] * signal_lengthdef output_signal = [0.0] * signal_length#循环处理输入信号的每个样本for i in range(signal_length):#延迟线数组移位，并将当前输入样本放入延迟线的第一个位置delay_line[1:] = delay_line[:-1]delay_line[0] = input_signal[i]#计算滤波器的输出output_signal[i] = sum(delay_line * weights)```这段示例代码实现了一个FIR低通滤波器，截止频率为1kHz，脉冲响应函数长度为101、首先，根据截止频率计算出权重向量。
基于DSP的FIR数字滤波器设计及实现
（） ２
可以看出 。 数字滤 波 器 的功能 就是 把输 入 序列 通过 一定 的 运算 变换成输 出序列 … 。 数字滤波器依据 冲激 响应 的宽 度划 分为有 限长单 位 冲 激响应 （ Ｉ 滤波 器 和无 限长单 位 冲激 响应 （Ｉ 滤波 器 。 ＦＲ） Ｉ Ｒ） 从结构类型来看 ， 在系 统传 递 函数 表现 为 ： 果 全部 ＝ 如
第５ 卷第 ４期 ２１ ０ ０年 １ ２月
江 西 蓝 天 学 院 学 报
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基 于 Ｄ Ｐ的 ＦＲ数 字 滤 波 器 设 计 及 实现 Ｓ Ｉ
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动控 制、 雷达 、 军事 、 空航天 、 航 医疗 和家用 电器 等众 多领域 直接 由此 式可得出表示输入输 出关 系的常 系数线性 差分 方 得 到了广泛的应 用 。而在 数字 信号 处 理应用 中， 字滤 波 程为 ： 数
中图分类号：Ｐ１ Ｔ３１
文献标识码： Ａ
文章鳊号： ３ ２１ ）４ ０８ ０ １ （００ ０ — ２ — ４ ２
在一个实 际的应 用 系统 中 ， 由于 设备 本 身和 外界 环境 １ ＦＲ滤 波器 的 Ｍ Ｔ Ａ Ｉ Ａ Ｌ Ｂ设计 的原 因 ， 总存在各种干扰 ， 号 中掺杂 了噪声 。譬 如音 频 使信
DSP的FIR设计低通滤波C语言编写
DSP的FIR设计低通滤波C语言编写FIR（有限脉冲响应）滤波器是一种常用的数字滤波器，用于数字信号处理中的滤波操作。
FIR滤波器的设计通常包括两个主要步骤：滤波器的规格化和滤波器系数的计算。
滤波器的规格化是指确定滤波器的采样频率，截止频率以及陷波增益等参数。
在设计低通FIR滤波器时，我们需要确定滤波器的截止频率。
假设我们希望设计一个截止频率为Fs/4的低通FIR滤波器，其中Fs是采样频率。
根据滤波器设计的基本原理，我们可以得到滤波器的频率响应公式为：H(k) = (2 * Fs/4 * sin(2 * pi * Fs/4 * k))/(pi * k)其中，k是从0到N-1的整数序列，N是滤波器的长度。
经过频域设计，我们可以通过计算滤波器的频率响应公式来获得滤波器的系数。
接下来，我们将使用C语言编写一个低通FIR滤波器的代码示例。
在这个示例中，我们将实现一个截止频率为Fs/4的低通FIR滤波器，采样频率为Fs。
代码如下：```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>//定义滤波器的长度#define N 51//定义采样频率//定义滤波器的截止频率#define Fc (Fs/4)//计算滤波器的系数void calculateCoefficients(float* coefficients)float sum = 0;for (int k = 0; k < N; k++)if (k == N/2)coefficients[k] = 2 * Fc/Fs;} elsecoefficients[k] = (sin(2.0 * M_PI * Fc * (k - N/2) / Fs)) / (M_PI * (k - N/2));}sum += coefficients[k];}//归一化滤波器的系数for (int k = 0; k < N; k++)coefficients[k] /= sum;}//应用滤波器void applyFilter(float* input, float* output, float* coefficients, int length)for (int n = 0; n < length; n++)output[n] = 0;for (int k = 0; k < N; k++)if (n - k >= 0)output[n] += input[n - k] * coefficients[k];}}}int mai//定义输入信号和输出信号的长度int length = 100;//为输入信号和输出信号分配内存空间float* input = (float*)malloc(length*sizeof(float));float* output = (float*)malloc(length*sizeof(float));//为滤波器的系数分配内存空间float* coefficients = (float*)malloc(N*sizeof(float));//生成输入信号for (int n = 0; n < length; n++)input[n] = sin(2.0 * M_PI * 1000 * n / Fs);}//计算滤波器的系数calculateCoefficients(coefficients);//应用滤波器applyFilter(input, output, coefficients, length); //打印输出信号for (int n = 0; n < length; n++)printf("%f\n", output[n]);}//释放内存空间free(input);free(output);free(coefficients);return 0;```在上面的代码示例中，我们首先定义了滤波器的长度、采样频率以及截止频率。
基于DSP的FIR滤波器设计
DSP课程设计选题名称:基于DSP的FIR滤波器的设计与仿真校院:南京师范大学物科院专业:电子信息工程姓名:季玲玲学号:07090423摘要：DSP作为一门新兴学科，越来越引起人们的关注，目前已广泛应用在各个领域。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
本文主要介绍基于DSP数字滤波器设计，使用CCS实现FTSK数据输入, 使用FIR滤波器对FTSK调制信号进行处理，输出需要波形与频谱。
文中采用线性缓冲区和带移位双操作寻址方法实现FIR滤波器。
以窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器为例，介绍用MATLAB工具软件设计数字滤波器的方法和在定点DSP上的实现，实现时，先在CCS仿真开发，然后加载。
利用DSP来快速设计FIR数字滤波器的方法，寻找系数的快速传递，MATLAB中调试仿真DSP程序。
关键词：数字滤波器，Matlab，FIR，CCS一．实验设计1 .设计目的和要求本文主要介绍基于DSP数字滤波器设计，使用CCS5000Simulator 实现FTSK数据输入, 使用FIR滤波器对FTSK调制信号进行处理，输出需要波形与频谱。
文中采用线性缓冲区和带移位双操作寻址方法实现FIR滤波器。
通过课程设计，加深对DSP芯片TMS320C54x 的结构、工作原理的理解，获得DSP应用技术的实际训练，掌握设计较复杂DSP系统的基本方法。
通过使用汇编语言编写具有完整功能的图形处理程序或信息系统，使学生加深对所学知识的理解，进一步巩固汇编语言讲法规则。
学会编制结构清晰、风格良好、数据结构适当的汇编语言程序，从而具备解决综合性实际问题的能力。
2系统功能介绍一个实际的应用系统中，总存在各种干扰。
数字滤波器在语音信号处理、信号频谱估计、信号去噪、无线通信中的数字变频以及图像信号等各种信号处理中都有广泛的应用，数字滤波器也是使用最为广泛的信号处理算法之一。
在本设计中，使用MATLAB模拟产生合成信号，然后利用CCS进行滤波。
dsp实验报告 fir实验报告
dsp实验报告 fir实验报告DSP实验报告：FIR实验报告引言：数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是一门研究如何对数字信号进行处理和处理的学科。
其中，滤波器是数字信号处理中最常用的技术之一。
本实验报告旨在介绍FIR（Finite Impulse Response）滤波器的原理、设计和实现过程，并通过实验验证其性能。
一、FIR滤波器的原理FIR滤波器是一种线性时不变系统，其输出信号仅由输入信号的有限个历史样本决定。
其基本原理是将输入信号与滤波器的冲激响应进行卷积运算，以实现对输入信号的滤波处理。
二、FIR滤波器的设计方法1. 理想低通滤波器设计方法理想低通滤波器的频率响应在截止频率之前为1，在截止频率之后为0。
通过对理想低通滤波器的频率响应进行采样和离散化，可以得到FIR滤波器的系数序列。
2. 窗函数法设计FIR滤波器窗函数法是一种常用的FIR滤波器设计方法。
其基本思想是将理想低通滤波器的频率响应与一个窗函数进行乘积，从而得到实际可实现的FIR滤波器的系数序列。
常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗等。
三、FIR滤波器的实现FIR滤波器可以通过直接形式和间接形式两种方式实现。
直接形式是按照滤波器的差分方程进行计算，而间接形式则是利用FFT（Fast Fourier Transform）算法将滤波器的系数序列转换为频域进行计算。
四、FIR滤波器的性能评估1. 幅频响应幅频响应是评估FIR滤波器性能的重要指标之一。
通过绘制滤波器的幅频响应曲线，可以直观地观察滤波器在不同频率下的衰减情况。
2. 相频响应相频响应是评估FIR滤波器性能的另一个重要指标。
相频响应描述了滤波器对输入信号的相位延迟情况，对于某些应用场景，相频响应的稳定性和线性性非常重要。
3. 稳态误差稳态误差是指FIR滤波器在达到稳态后输出信号与理想输出信号之间的差异。
通过对滤波器的输入信号进行模拟或实际测试，可以计算出滤波器的稳态误差，并评估其性能。
基于DSP的FIR滤波器系统设计
基于DSP的FIR数字滤波器设计摘要21世纪是数字化的时代，随着信息处理技术的飞速发展，数字信号处理技术逐渐发展成为一门主流技术，它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪表技术、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。
相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移，能够处理低频信号，频率响应特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等，这些优势决定了数字滤波器的应用越来越广泛。
同时DS P(数字信号处理器)的出现和F PGA的迅速发展也促进了数字滤波器的发展，并为数字滤波器的硬件实现提供了更多的选择。
DSP芯片是一种特别适合数字信号处理运算的微处理器，主要用来实时、快速地实现各种数字信号处理算法。
用DSP 芯片实现FIR数字滤波器，不仅具有精确度高、不受环境影响等优点，而且因DSP 芯片的可编程性，可方便地修改滤波器参数，从而改变滤波器的特性，设计十分灵活。
本课题主要应用MATLAB软件设计FIR数字滤波器，并对所设计的滤波器进行仿真；应用DSP集成开发环境——CCS调试汇编程序，用TMS320C5416来实现了FIR数字滤波。
具体工作包括：对FIR数字滤波器的基本理论进行了分析和探讨；采用MATLAB软件来学习数字滤波器的基本知识，计算数字滤波器的系数，研究算法的可行性，对FIR低通数字滤波器进行前期的设计和仿真；系统介绍了TI公司TMS320C54x系列数字信号处理器的硬件结构、性能特点和DSP的集成开发环境CCS；应用DSP集成开发环境——CCS调试汇编程序，用TMS320C5416来实现了FIR数字滤波。
关键词数字滤波器；DSP；FIR(有限长单位脉冲响应)；MATLAB- - IDesign of The Digital Filter Based on DSPAbstract21century is the era of digitalization. With the rapid development of information processing technology, digital signal processing technology has developed as a kind of main technology gradually. It has been widely applied in the high-tech fields of electronic information, communication, software radio, automatic control, instrument technology and information electrical household appliances, Relative to analogue filter, digital filter can process low frequency signal without excursion. Frequency response property can be made very close to ideal property; its precision can reach very high, easy to be integrated and so on. These advantages determine the application of digital filter more and more widely. Meanwhile, the appearance of digital signal processor(DSP) and the rapid development of FPGA also stimulate the development of digital filter, and provide more choices for the hardware realization of digital filter.DSP chips is a particularly suitable for digital signal processing computing microprocessors, mainly used for real-time, the rapid realization of a variety of digital signal processing algorithms. DSP chips used to achieve FIR digital filter, not only has high accuracy, without the advantages of environmental impact, but also because of the programmable DSP chips, can be easily modified filter parameters, thus changing the filter characteristics of the design is very flexible.This project mainly applies the MATLAB software to design FIR digital filter; imitates the designed filter; applies DSP integrated developing surroundings-CCS to debug assembler; uses TMS320C5416 to realize FIR digital filter. The specific works include: analyzing and discussing basic theories of FIR digital filter; using the MATLAB software to learn basic knowledge of digital filter: calculating the coefficient of digital filter; studying the feasibility of the way of calculation; designing and imitating the earlier stage of FIR digital filter; introducing in a systematic way the hardware structure and characteristics of TI Company's TMS320C54x series of digital signal processor, and the integrated developing surroundings CCS of DSP: applying DSP integrated developing surroundings-CCS to debug assembler and using TMS32OC54l6 to rea1ize FIR digital filter.Keywords Digital Filter;DSP;FIR;MATLAB- - II目录摘要……................................................................................ 错误！未找到引用源。
基于DSP的FIR滤波器的设计与实现
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崔 畅 赵 强 （ 宁石 油 化 工 大 学 信 息 与 控 制 工 程 学 院 抚 顺 １ ３ ０ ） 辽 １ ０ １
基于dsp的fir低通滤波器设计
四川师范大学本科毕业设计基于DSP的FIR滤波器设计学生姓名333院系名称物理与电子工程学院专业名称电子信息工程班级33333学号33333指导教师完成时间2014年5月10日基于DSP的FIR滤波器设计电子信息工程专业学生姓名曾慧指导教师汪文蝶摘要随着科学技术和信息处理的高速发展，目前数字信号处理已经在电子信息、无线电、自动控制等得到广泛应用。
本文基于DSP完成了FIR低通滤波器设计。
介绍了FIR数字滤波的特点和设计方法以及FIR低通滤波器的设计过程。
主要采用了布拉克曼（Blackman）窗函数实现FIR低通滤波器，并给出了MATLAB 仿真结果。
最终基于DSP在TMS320VC5009平台上用C语言编程在CCS软件上实现了通带边缘频率10KHz，阻带边缘频率22KHz，阻带衰减75dB，采样频率50KHz的FIR低通滤波器。
关键词：FIR低通滤波器DSP CCS 窗函数MATLABDSP-based FIR Filter DesignAbstract With the rapid development of science and technology and information processing, the current digital signal processing has been widely applied in electronic information, radio, automatic control.Based on DSP completed the FIR low-pass filter design. Describes the characteristics and design method of FIR digital filter and FIR low-pass filter design process.The main use of Blackman (Blackman) window FIR low-pass filter function implementation, and gives the MATLAB simulation results. Ultimately based on DSP using C language programming on the CCS software platform on TMS320VC5009 filter passband edge frequency 10KHz, stopband edge frequency 22KHz, stop-band attenuation 75dB, FIR 50KHz sampling frequency low-pass.Keywords: FIR low-pass filter window function MATLAB DSP CCS目录摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 选题背景与研究意义 (1)1.2 国内外发展 (1)1.3 研究内容 (2)2 FIR滤波器的理论基础 (2)2.1 FIR滤波器的特点 (2)2.1.1 FIR滤波器设计的特点 (3)2.1.2 FIR滤波器的基本结构 (3)2.2 线性相位FIR滤波器的特点 (5)2.3 各种窗函数 (6)2.3.1 窗函数的设计思想 (6)2.3.2几种常用的窗函数介绍 (8)2.4 用窗函数设计法来设计FIR低通滤波器 (9)2.5 MATLAB仿真 (11)3 DSP的实现平台 (13)3.1 DSP硬件开发环境 (13)3.1.2 DSP的硬件结构示意图 (14)3.1.3 TMS320VC5509A基本介绍 (14)3.2 DSP软件开发环境 (14)3.3 CCS实现FIR低通滤波器设计 (16)4 结论 (19)4.1 试验结果分析 (19)4.2 总结 (19)致谢 (19)参考文献 (20)附录 (21)1 引言1.1 选题背景与研究意义随着信息技术和计算机学科的不断发展，数字型号处理从20世纪60年代以来就迅速的发展起来。
基于DSP的FIR滤波器的设计报告
u 目录1概述................................................................ -0 -1.1数字滤波器的研究现状 ......................................... -0 -2系统硬件设计........................................................ -1 -2.1系统设计方案................................................... -1 -2.2主控模块....................................................... -3 -3系统软件设计........................................................ -4 -3.1软件整体设计................................................. -4 -3.2测量模块....................................................... -7 -4系统测试与总结...................................................... -8 -4.1系统测试 ....................................................... -8 -4.2总结体会...................................................... -10 -参考文献 .............................................................. -11 - 附录 .................................................................. -12 -1 概述1.1 数字滤波器的研究现状20 世纪60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70 年代以后的主攻方向。
基于DSP的FIR数字滤波器的设计
摘要 ：利用 Ｔ Ｍ Ｓ ３ ２ ０ Ｃ ５ ４ ｘ系统开发环境 Ｃ Ｃ Ｓ下， 实现基 于 Ｄ Ｓ Ｐ的 Ｆ Ｉ Ｒ数 字滤波器并进行 实验仿真 ， 并从输入信号和输 出信号的
时域和频域 曲线上 ， 观 察在 Ｄ Ｓ Ｐ 上 实现的 Ｆ Ｉ Ｒ滤 波器的特性， 从仿真结果上可以看 出， 该滤波器具有很好 的滤波特性。
ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｐ ｕ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ １ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｉ ｓ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ｇ ｏ ｏ ｄ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｐ ｏｐ ｒ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ．
Ｏ 引 言
波器 ， Ｆ Ｉ Ｒ滤波器 在保 证幅度特 性 满足技术 要求 的 同时 ， 随着信息 处理技术 的飞速发展 ， 熟 悉信号 处理 技术逐 很容易做 到严格 的线性相位特性。 为 了使滤波器满足线性
渐发展 成为一 门主流 技术 ， 它在 电子信 息、 通信 、 软 件无线 相 位 条 件 ， 要求其单位脉 冲响应 为实序列 ， 且 满 足 偶 对 称 电、 自动控制 、 仪表技 术、 信 息家 电等高科 技领域得到 了越 或奇 对称条 件 即 ｈ （ ｎ ） ＝ ｈ （ Ｎ 一 １ 一 ｎ ） 或者 ｈ （ ｎ ） ： 一 ｈ （ Ｎ一 １ 一 ｎ ） 。这 来 越 广 泛 的 应 用 ，其 中 滤 波 器 技 术 的 实 现 也 越 来 越 重要 。 样， 当 Ｎ为偶数 时 ， 偶 对称线性相位 Ｆ Ｉ Ｒ滤 波器 的差 分方 那 么相对于 模拟滤波器 ， 数 字滤 波器没 有漂移 ， 能够 处理 程 表 达 式 为 ： 低频信号 ，频率响应特性可做成非常接近于理 想的特性 ，
基于DSP的FIR滤波器设计
DSP课程设计选题名称:基于DSP的FIR滤波器的设计与仿真摘要：DSP作为一门新兴学科，越来越引起人们的关注，目前已广泛应用在各个领域。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
本文主要介绍基于DSP数字滤波器设计，使用CCS实现FTSK数据输入, 使用FIR滤波器对FTSK调制信号进行处理，输出需要波形与频谱。
文中采用线性缓冲区和带移位双操作寻址方法实现FIR滤波器。
以窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器为例，介绍用MATLAB工具软件设计数字滤波器的方法和在定点DSP上的实现，实现时，先在CCS仿真开发，然后加载。
利用DSP来快速设计FIR数字滤波器的方法，寻找系数的快速传递，MATLAB中调试仿真DSP程序。
关键词：数字滤波器，Matlab，FIR，CCS一．实验设计1 .设计目的和要求本文主要介绍基于DSP数字滤波器设计，使用CCS5000Simulator 实现FTSK数据输入, 使用FIR滤波器对FTSK调制信号进行处理，输出需要波形与频谱。
文中采用线性缓冲区和带移位双操作寻址方法实现FIR滤波器。
通过课程设计，加深对DSP芯片TMS320C54x 的结构、工作原理的理解，获得DSP应用技术的实际训练，掌握设计较复杂DSP系统的基本方法。
通过使用汇编语言编写具有完整功能的图形处理程序或信息系统，使学生加深对所学知识的理解，进一步巩固汇编语言讲法规则。
学会编制结构清晰、风格良好、数据结构适当的汇编语言程序，从而具备解决综合性实际问题的能力。
2系统功能介绍一个实际的应用系统中，总存在各种干扰。
数字滤波器在语音信号处理、信号频谱估计、信号去噪、无线通信中的数字变频以及图像信号等各种信号处理中都有广泛的应用，数字滤波器也是使用最为广泛的信号处理算法之一。
在本设计中，使用MATLAB模拟产生合成信号，然后利用CCS进行滤波。
设定模拟信号的采样频率为32000Hz，。
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基于TMS320VC5416 的FIR 数字滤波器设计与实现论文摘要：在现代电子系统中，数字滤波器在语音处理、图像处理、模式识别以及各种随机信号分析中有着广泛的应用，且其波形传递系统中都越来越多的要求信道具有线性的相位特性，在这方面FIR滤波器具有独到的优点，它可以在幅度特性随意设计的同时保证精确严格的线性相位。
本文以窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器为例，研究有限冲击响应（FIR）滤波器的基本原理，介绍用MATLAB工具软件设计数字滤波器的方法和如何在定点TMS320VC5416 DSP芯片上设计实现连续数字滤波器。
关键词：FIR滤波器，TMS320V5416一. 课题的目的以及意义随着集成电路技术的发展，各种新型的大规模和超大规模集成电路不断涌现集成电路技术与计算机技术结合在一起，使得对数字信号处理系统功能的要求越来越强。
DSP 技术就是基于VLSI技术和计算机技术发展起来的一门重要技术，DSP 技术已在通信、控制信号处理、仪器仪表、医疗、家电等很多领域得到了越来越广泛的应用.在数字信号处理中数字滤波占有极其重要的地位。
数字滤波在语音信号、图象处理模式识别和谱分析等领域中的一个基本的处理技术。
数字滤波与模拟滤波相比数字滤波具有很多突出的优点，主要是因为数字滤波器是过滤时间离散信号的数字系统，它可以用软件（计算机程序）或用硬件来实现，而且在两种情况下都可以用来过滤实时信号或非实时信号。
尽管数字滤波器这个名称一直到六十年代中期才出现，但是随着科学技术的发展及计算机的更新普及，数字滤波器有着很好的发展前景。
同时它也有完全取代模拟滤波器的时候，原因是数字滤波没有漂移，它能处理低频信号，数字滤波的频率响应特征可做成极接近于理想的特性，它可以做成没有插入损耗和有线性相位特性，可相当简单地获得自适应滤波，滤波器的设计者可以控制数字字长，因而可以精确地控制滤波器的精度，其中的道理是数字滤波随着滤波器参数的改变，很容易改变滤波器的性能。
这一特点就能允许我们用一种程序滤波器来完成多重滤波任务。
滤波器对幅度和相位特性的严格要求，可以避免模拟滤波器所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。
用可编程DSP芯片实现数字滤波可通过修改滤波器的参数十分方便地改变滤波器的特性，因此我们有必要对滤波器的设计方法进行研究，理解其工作原理优化设计方法，设计开发稳定性好的滤波器系统。
我们将通过DSP设计平台来实现较为重要的“FIR和自适应滤波器系统”并实现了它们的应用系统以TMS320VC5416芯片为核心的硬件电路，实现能独立完成滤波功能的系统从而通过本课题的研究。
掌握滤波器的设计技术和原理能为在通信领域、信号处理领域等诸多领域中对数字滤波器的设计提供技术和准备。
本科题的研究将为今后设计以DSP为核心部件的嵌入式系统集成提供技术准备，这不仅具有重要的理论意义同时还具有重要的现实意义。
二、FIR滤波器的DSP实现的技术指标及性能DSP系统的开发是一个复杂的过程，在系统的设计和调试中不但需要数字信号处理方面的理论知识，而且还有需要对各种DSP芯片、外围硬件电路以及DSP开发工具等都有丰富的实际开发经验。
DSP系统的输入信号多种多样，但一般都要转换为模拟信号，经过抗混叠滤波后由模数转换芯片将模拟信号变换为数字信号。
然后，DSP根据实际需要对其进行相应的处理，如FFT、卷积等;处理后的数字信号再由数模转换芯片将其转换为模拟值，在对其进行平滑滤波后最终输出模拟信号。
需要说明的是，对输入模拟信号的采样频率要大于其本身频率的两倍，因为根据奈奎斯特采样定律，只有采样频率至少为输入信号频率的两倍时输入信号的信息才保证不会丢失。
1、DSP系统的特点DSP系统是以数字信号处理为基础的，因此不但具有数字处理的全部优点而且还具有以下特点:(1) 接口方便：DSP应用系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容的，它与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口要容易得多；(2) 编程方便：DSP应用系统中的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中能灵活方便地对软件进行修改和升级；(3) 稳定性好：DSP应用系统以数字处理为基础，受环境温度及噪声的影响较小、可靠性高；(4) 精度高：16位数字系统可以达到10-5级的精度；(5) 可重复性好：模拟系统的性能受元器件参数性能变化的影响比较大，而数字系统基本不受影响，因此数字系统便于测试、调试和大规模生产；(6) 集成方便：DSP应用系统中的数字部件有高度的规范性，便于大规模集成。
当然，数字信号处理也存在一些缺点。
例如，对于简单信号处理任务，若采用DSP则使成本增加。
DSP系统中的高速时钟可能带来高频干扰和电磁泄漏等问题，而且DSP系统消耗的功率也较大。
此外，DSP技术更新速度快，对于数学知识要求高，开发和测试工具还有待进一步完善。
2、TMS320C54xDSP器件特点TMS320C54x是为实现低功耗高性能而设计的定点DSP芯片。
主要应用在通信系统方面该芯片的内部结构及指令系统都是全新设计的。
它的主要特点：(1) 运算速度快，指令周期为25/20/15/12.5/10ns 相应的运算能力40/50/66/80/100MIPS 其中C5402 指令周期为10ns。
(2) 优化的CPU 结构，它内部有1个40位的算术逻辑单元2个独立的40位的累加器1个17*17的乘法器和1个40位的桶形移位器4条内部总线和2个地址产生器，另外内部还集成了维特比加速器用于提高维特比编译码的速度。
(3) 低功耗方式，TMS320C54x的主要特点是低功耗可以在3.3V 或2.7V下工作有三个低功耗方式，IDLE1、IDLE2、IDLE3指令可以节省DSP的功耗。
所以TMS320C54x特别适合无线移动通信设备。
(4) 智能外设，除了标准的串行口和时分复用TDM 串行口外还提供了自动缓冲串行口BSP auto-Buffered Serial Port 和与外部处理器通信的HPI（Host Port Interface）接口BSP可提供2K字数据缓冲的读写能力，降低处理器的额外开销。
当指令周期是10ns 时BSP的最大数据吞吐量为100Mbit/s 。
即使在IDLE方式下BSP也可以全速工作，HPI可以与外部标准的微处理器直接接口。
三、FIR 数字滤波器设计原理（一）目前，FIR滤波器在设计中可以采用多种方法加以实现。
目前最为常用的方法有两种，一种是采用专用的DSP芯片(如TMS320 CXX系列)，根据FIR滤波器的数据移位相乘累加的算法编写相应软件，利用软、硬件相互结合完成滤波器的设计。
但是，这种方法往往应用于音频信号的处理较为合适当数据采样率提高时就不适用了；另一种方法就是采用市场上通用的FIR滤波器集成电路，但是由于设计者的不同设计要求，有限的通用滤波器很难满足设计者的独特要求，而且，为了器件的通用性，该类滤波器电路工作的有效采用率也不是很高，仍然无法满足高采样率环境的需要。
长期以来，信号处理技术一直用于转换、产生模拟或数字信号，其中最为频繁应用的领域就是信号的滤波。
数字滤波是语音、图像处理、模式识别和谱分析等应用中的一个基本处理部件，它可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求，避免模拟滤波器无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。
有限冲激响应(Finite Impulse Res ponse, FIR)数字滤波器可以在设计任意幅频特性的同时，保证严格的线性相位特性，而且FIR数字滤波器实现结构主要是非递归的，可以稳定地工作，所以FIR数字滤波器被广泛地应用于视频和通信电路中。
本课题是“基于DSP的FIR滤波器的设计与实现”，就是根据数字信号处理的基本理论，用窗函数法实现FIR滤波器，对语音信号进行滤波。
1、用窗函数法实现FIR带通与低通滤波器，通过调用四种窗口函数，截取不同的滤波原型，低通滤波器满足以下性能要求：我们设计出一个采样频率为8k，截止频率为200Hz，阶数为256 阶最大衰减的（Least-Squares）FIR 滤波器。
2．用时间抽取法实现FFT/IFFT算法，通过此算法，对信号进行频域分析、频域处理；3．自适应滤波器是目前数字滤波器领域中最为活跃的分支，讨论采用经过改进的LMS（最小圴方误差）算法实现自适应滤波器；4．研究DSP的结构特点，重点了解TMS320VC5416 DSP器件；5．掌握DSP系统的构成及软硬件设计方法,掌握CCS软件的调试方法；6．以TMS320VC5416 DSP为核心处理器，在DSK上实现FIR滤波器系统，编写相应软件；（二）FIR的原理和参数生成公式一个截止频率为ωc (rad/s)的理想数字低通滤波器,其传递函数表达式是：相应的单位取样响应为:从上面两个公式可以看出，这个滤波器在物理上是不可实现的,因为冲激响应具有无限性和因果性。
为了产生有限长度的冲激响应函数,我们取样响应为h(n), 长度为N, 其系数函数为H(z) :用h(n)表示截取后冲激响应, 即 , 式子中W (n)为窗函数, 长度为N。
当τ= (N -1)/2 时,截取的一段h (n)对(N -1)/2 对称, 可保证所设计的滤波器具有线性相位。
一般来说, FIR 数字滤波器输出y( n)的Z变换形式Y(z)与输入x(n)的Z变换形式之间的关系如下:Y(Z) = H(z)X (z) = (h(0) + h(1)z−1 +...+ h(n)z−n )X (z) 实现结构如图 1 所示。
从上面的Z变换和结构图可以很容易得出FIR 滤波器的差分方程表示形式:对上式进行反Z 变换得:y(n) = h(1)x(n) + h(2)x(n −1) +...+ h(n)x(1) 上式为 FIR 数字滤波器的时域表示方法,其中x(n)是在时间n的滤波器的输入抽样值。
根据上式即可对滤波器进行设计。
四、FIR 数字滤波器的设计实现1、 FIR 滤波器电路设计图2为FIR滤波器DSP实现的电路方框图,其核心部分为TMS320VC5416, EP2ROM和RAM 是其外围电路。
AD采用的是10位AD芯片TLV1571，DA 采用的是12位DA芯片TLV5619。
DSP送给A/D抽样时钟,对输入的模拟信号抽样,即将模拟信号转换成数字信号,然后读取每一次的抽样值,并对抽样值进行卷积运算( FIR 数字滤波) ,最后将运算结果(滤波后的数字信号) 送至D/A,转换成模拟信号进行输出。
DSPTMS320VC54162 、FIR滤波器的h参数设计FIR 滤波器参数设计主要是h 数组参数的设计，在这里我们采用了Matlab 软件辅助设计。
确定滤波器的相关参数后，采用 Matlab 的Simulink 图形方式直观的设计出所需的滤波器。