基于DSP的卷积算法的实现

DSP课程考核论文课程名称：DSP原理与应用教程题目：基于DSP的卷积算法的实现专业：班级：姓名：学号：目录摘要 (3)绪论 (3)课程设计方案及原理 (3)课程设计步骤及过程 (10)总结 (16)参考文献 (16)基于DSP的卷积算法的实现摘要:卷积和（简称卷积）是信号处理中常用的算法之一。

数字卷积运算通常采用两种方法：线性卷积和圆卷积。

为了能使卷积运算在C54x系列DSP上的实现方法，首先要对数字卷积的基本概念作深入了解。

使大家从根本上掌握卷积的实现方法，我们以模拟信号的卷积和数字信号的卷积为主，以及他们在C54x系列DSP上的实现方法。

绪论：在通信和信号处理中，常用的运算，如卷积，自相关，滤波和快速傅里叶交换等。

都具有较高的密度性和复杂性，而这些运算中所用到的最基本的是乘法-累加运算。

C54x的硬件及软件设计使其具有快速的进行乘法-累加运算功能，并具有丰富的软件资源为这些算法的实施提供有力的条件。

因此，这种芯片在通信及信号处理等领域得到广泛的应用。

本节主要介绍卷积算法在DSP原理中的应用。

课程设计方案及原理一、实验目的1．掌握用窗函数法设计卷积算法的原理和方法；2．熟悉卷积算法特性；3．了解各种窗函数对卷积算法的影响。

二、实验设备计算机，Code Composer Studio 2.0 for ’C5000系统。

三、实验原理1．卷积的基本原理和公式卷集和：对离散系统“卷积和”也是求线性时不变系统输出响应（零状态响应）的主要方法。

卷积和的运算在图形表示上可分为四步：Y(n)= ∑X(m)h(n−m)=X(n)*h(n)m=−∞1）翻褶先在哑变量坐标M上作出x(m)和h(m)，将m=0的垂直轴为轴翻褶成h(-m)。

2）移位将h(-m)移位n，即得h(n-m)。

当n为正整数时，右移n位。

当n为负整数时，左移n位。

3）相乘再将h(n-m)和x(m)的相同m值的对应点值相乘。

4）相加把以上所有对应点的乘积叠加起来，即得y(n)值。

依上法，取n=…,-2,-1,0,1,2,3,…各值，即可得全部y(n)值。

2.程序流程图3．程序的自编函数及其功能(1)processing1(int *input2, int *output2)调用形式：processing1(int *input2, int *output2)参数解释：intput2、output2为两个整型指针数组。

返回值解释：返回了一个“TREN”，让主函数的while循环保持连续。

功能说明：对输入的input2 buffer波形进行截取m点，再以零点的Y轴为对称轴进行翻褶，把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT2指针开始的一段地址空间中。

(2)processing2(int *output2, int *output3)调用形式：processing2(int *output2, int *output3)参数解释：output2、output3为两个整型指针数组。

返回值解释：返回了一个“TREN”，让主函数的while循环保持连续。

功能说明：对输出的output2 buffer波形进行作n点移位，然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT3指针开始的一段地址空间中。

(3)processing3(int *input1,int *output2,int *output4)调用形式：processing3(int *input1,int *output2,int *output4)参数解释：output2、output4、input1为三个整型指针数组。

返回值解释：返回了一个“TREN”，让主函数的while循环保持连续。

功能说明：对输入的input2 buffer波形和输入的input1 buffer作卷积和运算，然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT4指针开始的一段地址空间中。

(4)processing4(int *input2,int *output1)调用形式：processing4(int *input2,int *output1)参数解释：output1、input2为两个整型指针数组。

返回值解释：返回了一个“TREN”，让主函数的while循环保持连续。

功能说明：对输入的input2 buffer波形截取m点，然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT1指针开始的一段地址空间中。

源程序如下：#include <stdio.h>#include "volume.h"/* Global declarations */int inp1_buffer[BUFSIZE];int inp2_buffer[BUFSIZE]; /* processing data buffers */int out1_buffer[BUFSIZE];int out2_buffer[BUFSIZE];int out3_buffer[BUFSIZE];int out4_buffer[BUFSIZE*2];int size = BUFSIZE;int ain = MINGAIN;int zhy=0;int sk=64; /*sk代表所开的bufsize的大小,需修改它.输入文件sine.dat为32点,sine11.dat,sin22.dat,sin33.dat,sin44.dat为64点的输入波形.*//* volume control variable */unsigned int processingload = 1; /* processing routine //load value *//* Functions */extern void load(unsigned int loadValue);static int processing1(int *output1, int *output2);static int processing2(int *output2, int *output3);static int processing3(int *input1,int *output2,int *output4);static int processing4(int *input2, int *output1);static void dataIO1(void);static void dataIO2(void);/** ======== main ========*/void main(){int *input1 = &inp1_buffer[0];int *input2 = &inp2_buffer[0];int *output1 = &out1_buffer[0];int *output2 = &out2_buffer[0];int *output3 = &out3_buffer[0];int *output4 = &out4_buffer[0];puts("volume example started\n");/* loop forever */while(TRUE){/** Read input data using a probe-point connected to a host file.* Write output data to a graph connected through a probe-point.*/dataIO1();dataIO2();/* apply gain */processing4(input2,output1);processing1(output1, output2);processing2(output2, output3);processing3(input1,output2,output4) ;}}/** ======== processing ========** FUNCTION: apply signal processing transform to input signal. ** PARAMETERS: address of input and output buffers.** RETURN V ALUE: TRUE.*/static int processing4(int *input2,int *output1){ int m=sk;for(;m>=0;m--){*output1++ = *input2++ * ain;}for(;(size-m)>0;m++){output1[m]=0;}////load(processingload);return(TRUE);}static int processing1(int *output1,int *output2){int m=sk-1;for(;m>0;m--){*output2++ = *output1++ * ain;}/* additional processing //load *///load(processingload);return(TRUE);}static int processing2(int *output2, int *output3){ int n=zhy;size=BUFSIZE;for(;(size-n)>0;n++){ *output3++ = output2[n];}/* for (;n>0;n--){ *output3++ = 0;} *///load(processingload);return(TRUE);}static int processing3(int *input1,int *output2,int *output4) { int m=sk;int y=zhy;int z,x,w,i,f,g;for(;(m-y)>0;){i=y;x=0;z=0;f=y;for(;i>=0;i--){g=input1[z]*output2[f];x=x+g;z++;f--;}*output4++ = x;y++;}m=sk;y=sk-1;w=m-zhy-1;for(;m>0;m--){y--;i=y;z=sk-1;x=0;f=sk-y;for(;i>0;i--,z--,f++){g=input1[z]*output2[f];x=x+g;}out4_buffer[w]=x;w++;}//load(processingload);return(TRUE);}/** ======== dataIO ========** FUNCTION: read input signal and write processed output signal.** PARAMETERS: none.** RETURN V ALUE: none.*/static void dataIO1(){/* do data I/O */return;}static void dataIO2(){/* do data I/O */return;}课程设计步骤及过程1．实验准备(1)连接设备①关闭计算机和实验箱电源。