基于DSP的数字滤波器的设计与仿真
《DSP原理及应用》课程实验报告
[《DSP原理及应用》课程实验报告]（软、硬件实验）实验名称：[《DSP原理及应用》实验]专业班级：[ ]学生姓名：[ ]学号：[ ]指导教师：[ ]完成时间：[ ]目录第一部分．基于DSP系统的实验 (1)实验3.1：指示灯实验 (1)实验3.2：DSP的定时器 (3)实验3.5 单路，多路模数转换（AD） (5)第二部分．DSP算法实验 (13)实验5.1：有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验 (13)实验5.2：无限冲激响应滤波器(IIR)算法 (17)实验5.3：快速傅立叶变换(FFT)算法 (20)第一部分．基于DSP系统的实验实验3.1：指示灯实验一．实验目的1．了解ICETEK–F2812-A评估板在TMS320F2812DSP外部扩展存储空间上的扩展。
2．了解ICETEK–F2812-A评估板上指示灯扩展原理。
1．学习在C语言中使用扩展的控制寄存器的方法。
二．实验设备计算机，ICETEK-F2812-A实验箱（或ICETEK仿真器+ICETEK–F2812-A系统板+相关连线及电源）。
三．实验原理1．TMS320F2812DSP的存储器扩展接口存储器扩展接口是DSP扩展片外资源的主要接口，它提供了一组控制信号和地址、数据线，可以扩展各类存储器和存储器、寄存器映射的外设。
-ICETEK–F2812-A评估板在扩展接口上除了扩展了片外SRAM外，还扩展了指示灯、DIP开关和D/A设备。
具体扩展地址如下：C0002-C0003h：D/A转换控制寄存器C0001h：板上DIP开关控制寄存器C0000h：板上指示灯控制寄存器详细说明见第一部分表1.7。
-与ICETEK–F2812-A评估板连接的ICETEK-CTR显示控制模块也使用扩展空间控制主要设备：108000-108004h：读-键盘扫描值，写-液晶控制寄存器108002-108002h：液晶辅助控制寄存器2．指示灯扩展原理3．实验程序流程图开始初始化DSP时钟正向顺序送控制字并延时四．实验步骤1．实验准备连接实验设备：请参看本书第三部分、第一章、二。
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
…
＋ Ａ ） ［ ＾ ） ： Ｘ（ ｋ （ （ ｎ Ｌ１ ２ ｈ（ Ｌ１ 一（ 】 ） ｎ ） １ － ）
＝
０
其对 应 的ＦＲ滤波器 的传递 函数 为 ： Ｉ
一
ｋ
） ｈｋ ： （） ｚ
Ｋ＝ ｏ
（） ２
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芯片的语音信号FIR滤波系统
摘要数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
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。
数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
随着微处理技术的快速发展，微处理器芯片的集成度从最早的几千个晶体管发展到现在的上亿个晶体管，字长从4位提高到了64位，正是这些技术的飞速发展引发了一轮又一轮的信息产业革命，而人们的生活、学习和工作方式也在以计算机技术、通信技术为核心的信息技术的影响下发生着前所未有的改变。
然而在这次设计中，比较核心的是数字滤波器，数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域。
滤波的目的。
根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器。
与IIR滤波器相比，FIR滤波器只有零点，除原点外．在z平面上没有极点，因此总是稳定的和可实现的；更重要的是，FIR 滤波器在满足一定的对称条件下，可以获得严格的线性相位特性，这一点是IIR 滤波器难以实现的。
因此。
它在高保真的信号处理．如数字音频、图像处理、数据传输、生物医学等领域得到广泛应用。
对于本设计主要是利用一个DSP芯片来进行语音采集系统的设计，而数字信号处理技术的发展使得采用数字化的方法实时的处理语音信号成为可能。
早期的语音信号处理均是采用模拟处理，对声音信号最常用的滤波、相关、谱分析等运算，部分采用模拟电路来实现的。
这种传统的模拟方法处理语音信号，硬件设备昂贵，不能升级、产品生命周期短，而采用数字处理技术处理语音信号具有抗干扰性强、便于传输和处理等优点，代表着语音处理技术的发展方向。
基于MATLAB与DSP的FIR数字滤波器的设计
１ 引言
个实际的应用 系统 中，由于设备或 者 是外界环境 的原 因，总存在各种 干扰 ，
ｈ， ｊ ；ｔ （ ｄ） １ ｆｄ （＝ ７
￣
Ｐ
＝
ｈ ｎｌ ＼ 去 ” ： ｆ （ ￡ — Ｔ ２ ， ）
ＤＰＭＴＡ Ｉ糯滤波器 ｓ；Ａ ＬＢＦ
由于 ｈ （） 是无限长序列 ， ｎ 且是非因果
的 。要得到有限长 的 ｈ ｎ ，需要用一个有 （）
４ Ｆ 数字滤波器的 Ｄ Ｐ Ｉ Ｒ Ｓ 设计
应滤波器（ Ｒ） Ｉ 滤波器是有限长单位 Ｉ 。ＦＲ Ｉ 冲激响应滤波器，在结构上是非递归型的， 有限冲激响应滤波器（Ｉ ，具有以下的优 ＦＲ） 点 ：（ ）可以在幅度特性随意设计的同时 ， １ 保证精确 、 严格的线性相位，（） ２ 由于 ＦＲ Ｉ
［ ｙ，ｆ ，ｎ ｉｓ ｓ ｂ ｔ 】＝ ｗａ ｒ ａ （十． ｖｅｄ ‘ ｗａ ’ ｖ） ％ＷＡ Ｖ文档的读取 ｗａ ｗｒｔ （ ｖ ｉｅ Ｙ，ｆ ，ｎｂ ｔ ‘ ｓ ｉｓ， 十． ｗａ ’ ｖ） ％ＷＡＶ文档的写入 ｗａ ｐ ａ （ ｖ ｌ Ｙ Ｙ，ｆ ）％Ｗ ＡＶ 文档的 ｓ 播放 ｓｕ ｄ） ｏ ｎ ｓ（ ｏ ｎ （、ｓｕ ｄｃ）也是 ＷＡＶ文档
此 类 文 件 ，具 体 格 式 如 下 ：
２ Ｆ 滤波器的设计方法分析 Ｉ Ｒ
数字滤波 器依据冲激响应的宽度划分 为有限冲激响应 （Ｉ 滤波器和无限冲激响 Ｆ Ｒ）
公司 （ ）生产的第三代 Ｄ Ｐ 产品 ，本 ＴＩ Ｓ
基于dsp的语音采集及滤波器设计
基于DSP的语音采集与FIR滤波器的设计与实现摘要: 介绍了一种基于TMS320C5402的语音采集与FIR数字滤波器的设计与实现, 采用TLC320AD50作为语音CODEC模块的核心器件, 简述了FIR数字滤波器的特点,以及其在DSP上实现的原理。
利用TMS320C5402对采集到的语音信号进行FIR滤波, 该系统具有较强的数据处理能力和灵活的接口电路,能够满足语音信号滤波的要求, 可以扩展为语音信号处理的通用平台.关键词: 语音采集; FIR滤波器; TMS320C5402数字信号处理是把数字或符号表示的序列, 通过计算机或专用处理设备, 用数字的方式去处理, 以达到更符合人们要求的信号形式。
而语音处理是数字信号处理最活跃的研究方向之一, 在IP电话和多媒体通信中得到广泛应用. 一个完备的语音信号处理系统不但要具有语音信号的采集和回放功能, 还要能够进行复杂的语音信号分析和处理。
通常这些信号处理算法的运算量很大, 而且又要满足实时的快速高效处理要求, 随着DSP技术的发展, 以DSP为内核的设备越来越多, 为语音信号的处理提供了优质可靠的平台. 软件编程的灵活性给很多设备增加不同的功能提供了方便, 利用软件在已有的硬件平台上实现不同的功能已成为一种趋势。
本文设计了一个语音处理系统, 采用定点DSP芯片TMS320C5402作为CPU, 完成对语音信号的采集和滤波处理.1 语音采集系统的设计1. 1 系统总体设计语音采集与处理系统主要包括3个主要部分: 以TMS320C5402 为核心的数据处理模块; 以TLC320AD50为核心的语音采集与编解码( CODEC)模块; 用户根据需要扩展的存储器模块. 系统硬件结构如图1所示.1. 1. 1 CODEC模块本设计选用TLC320AD50( 以下简称AD50) 完成语音信号的A/ D转换和D/ A转换. AD50是TI公司生产的一款集成有A/ D和D/ A的音频芯片, DSP与音频AD50连接后, 可使用一个缓冲串行口来同时实现语音信号的采集和输出, 从而可以节省DSP的硬件开销. AD50使用过采样技术提供从数字信号到模拟信号和模拟信号到数字信号的高分辨率低速信号转换. 该器件包括2个串行的同步转换通道, 分别用于各自的数据传输. 语音信号直接从AD50的模拟信号输入端输入, AD50对其进行采样, 并将采样后的数据传送至DSP. DSP应用相应的算法对数据进行处理, 并将处理后的数据传送到AD50的D/ A输入端. AD50再对DSP处理后的数据进行数模转换, 变为语音信号后输出到音响设备.本系统中TLC320AD50与TMS320C5402之间采用串行通信, 通过DSP芯片的MCBSP串口实现.接口电路如图2所示.1. 1. 2 MCBSP的工作原理TMS320C5402有2个McBSP 多通道缓存串行口. McBSP提供了全双工的通信机制, 以及双缓存的发送寄存器和三缓存的接收寄存器, 允许连续的数据流传输, 数据长度可以为8、12、16、20、24、32; 同时还提供了A律和L律压扩. 数据信号经DR和DX引脚与外设通讯, 控制信号则由CLKX、CLKR、FSX、FSR等4个引脚来实现[ 4]. CPU和DMA控制器可以读取DRR[ 1, 2] 的数据实现接收, 并且可以对DXR[ 1, 2] 写入数据实现发送. 串行口控制寄存器SPCR[ 1, 2] 和引脚控制寄存器PCR用来配置串行口; 接收控制寄存器RCR[ 1, 2] 和发送控制寄存器XCR[ 1, 2]用来设置接收通道和发送通道的参数; 采样率发生器寄存器SRGR[ 1, 2] 用来设置采样率. TMS320C5402芯片串口控制寄存器功能强大, 用户通过编程不但可以设置时钟信号的极性及输入输出方向, 还可以设置同步信号的极性及输入输出方向.1. 1. 3 AD50与DSP的同步通信在应用中, 将TLC320AD50C接至DSP的同步串口, 并将TLC320AD50设置在主动工作模式下, 即由TLC320AD50 提供帧同步信号和移位时钟,TMS320C5402的管脚电压为3. 3V, 可以与AD50直接相连. 串口的移位时钟SCLK由AD发出, 串行数据在SCLK的驱动下经DIN、DOUT 移进、移出, 在SCLK的下降沿采样DIN 数据, 在SCLK下降沿送出数据到DOUT. XF控制首次或二次通信, XF为低时是AD50的首次通信, 是正常的AD、DA的数据; XF为高时是AD50的二次通信, 这时可以读写AD50的4个寄存器. 进入二次通信有软件的方法, 即把AD50设为15+1位数据模式, 最后一位标记下一个数据是否为二次通信数据, 1表示是, 0表示否.一次通信格式的16位都用来传输数据. DAC的数据长度由寄存器1的D0位决定. 启动和复位时, 默认值为15+ 1模式, 最后一位要求二次通信. 如果工作在16位传输模式下, 则必须由FC产生二次通信请求. 二次通信格式则用来初始化和修改TLC320AD50C内部寄存器的值. 在二次通信中可通过向DIN写数据来完成初始化.二次通信格式如图3所示, D13= 1表示读DIN的数据, D13= 0表示向DIN 写数据.系统复位后, 必须通过DSP 的DX接口向TLC320AD50C的DIN 写数据, 因为采用一片TLC320AD50C, 只需初始化寄存器1、寄存器2、寄存器4. 由于通信数据长度为16位, 初始化是应通过RCR1和XCR1设置McBSP的传输数据长度为16.2 语音采集语音信号的采集, 是通过话筒经模拟放大输入到AD50, AD50作相应的低频滤波并进行A/ D转化, 再通过MCBSP通道输入DSP芯片. 语音信号采集程序包括以下几个部分:( 1) DSP初始化. 对DSP的寄存器以及缓冲串口进行初始化.( 2) AD50初始化. 通过DSP的缓冲串口和XF引脚对AD50进行初始化, 再设置AD50的4个控制寄存器; 确定AD50的4个控制寄存器设置正确后,AD50才能开始采集数据. 此时, 可以用示波器检测AD50的DOUT引脚, 能发现引脚是否有连续的信号输出.( 3) 设置DSP的中断, 从缓冲串口读取数据. 如果此时在缓冲串口连续读取数据, 就可以在仿真软件CCS中查看读取的数据是否正确.( 4) DSP存放数据. 可以将缓冲串口读取的数据存放到DSP的RAM单元, 连续存放, 可通过CCS的图形显示功能判断AD50采样的数据是否正确.3 语音滤波语音去噪在语音信号上应用较多, 在实质上和普通的数字信号去噪没有什么区别, 使用滤波器和各种算法均可以实现语音信号的去噪, 使得含有噪声的信号更加清晰. 但语音信号的去噪和一般的数字信号去噪又存在着很大的差别, 因为语音信号的频谱覆盖在100Hz~3. 4kHz, 较为丰富的信号主要集中在1kHz 附近, 所以一般的滤波去噪时必须考虑语音信号的自身特征.本系统中应用的AD50内置了低通滤波器, 可以通过设置来有效滤除信号中混杂的高频干扰信号, 而对于低于100Hz的干扰信号, 则无能为力. 因此, 要用DSP进行编程设计一个软件可实现高通滤波器, 由处理器来完成信号的去噪, 采用FIR滤波.3.1 FIR滤波器的基本结构及特点有限冲激响应( FIR)滤波器的基本结构是一个分节的延时线, 把每一节的输出加权累加, 得到滤波器的输出. 数学上表示为y(n) =EN-1n=0h(n)x(n-m), (0[ n[ N- 1) (1) 对(1)式进行Z变换, 整理后可得出FIR滤波器的传递函数为H(z) = EN-1n=0h(n)z-n, (0[ n[ N- 1) (2)由( 2)式可知FIR滤波器的一般结构如图1所示.图1 FIR数字滤波器直接实现形式3.2 FIR滤波器的DSP实现原理由( 1)式可知, FIR滤波器的冲激响应为h(0), h(1), ,, h(N- 1). x(n)表示滤波器在n时刻的输入, 则n时刻的输出为y(n) = h(0)x(n) +h(1)x(n- 1) + ,+ h(N- 1)x[ n- (N- 1) ],这是一个乘、加的过程, 可以使用DSP中的MAC 指令实现该运算. 图2说明了使用循环寻址实现FIR滤波器的方法. 为了能正确使用循环寻址, 必须先初始化BK, 块长为N. 同时, 数据缓冲区和冲激响应( FIR滤波器的系数)的开始地址必须是大于N的2的最小幂的倍数. 例如, 当N= 11时, 大于N的最小2的幂为16, 则数据缓冲区的第一位地址应该是16的倍数, 因此数据缓冲区起始地址的最低4位必须是0.在图2中, 滤波系数指针初始化时指向h(N- 1), 经过一次FIR滤波计算后, 在循环寻址的作用下,仍然指向h(N- 1). 而数据缓冲区指针指向的是需要更新的数据, 如x(n). 在写入新数据并完成FIR运算后, 该指针指向x(n- (N- 1)) , 所以, 使用循环寻址可以方便地完成滤波窗口数据的自动更新.4 FIR滤波器设计实例给定FIR数字带通滤波器的技术指标为: 2个通带截止频率分别为4kHz和6kHz, 2个阻带截止频率分别为3kHz和7kHz, 采样频率均为25kHz. 输入为一个混合信号f = [ cos(2000Pt) + cos(10000Pt) + cos(20000Pt)] /6,利用Matlab设计FIR带通滤波器的系数, 将得到的滤波器系数乘以32768(即215)后舍尾取整可得DSP中滤波器系数列表. 用. word汇编命令将各滤波器系数直接输入到DSP程序中; 模拟输入数据由C语言程序实现, 然后用. copy命令将C语言程序生成的数据文件firinput拷贝到DSP程序中. DSP程序实现读入数据、滤波、显示波形等方面的任务. 完成FIR滤波器的程序框图如图3所示, 可知FIR滤波器的DSP实现主要由以下4方面的内容组成.4.1 模拟输入数据的生成用C语言程序生成输入数据, 通过. copy汇编命令将生成的数据文件拷贝到汇编程序中, 作为FIR滤波器的输入数据. C语言程序运行后所生成的数据文件名为firinpu,t 生成firinput数据文件的C语言程序如下所示:#include"stdio. h"#include"math. h"main( ){int ;idouble f[ 256];FILE*fp;if( ( fp= fopen( "e: \ \ firinput", "wt") ) = =NULL){printf( "canct openfile! \n");}for( i=0; i< =255; i++ ){f[ i] =( cos( 2* 3. 14159265* *i 1000/25000) + cos( 2* 3. 14159265* *i 5000/25000) +cos( 2* 3. 14159265* *i 10000/25000) ) /6;fprintf( fp, " . word %ld\n", ( long) ( f[ i]* 32768) );}fclose( fp);}4.2 DSP初始化程序 DSP初始化程序包括了对堆栈指针( SP)、软件等待状态寄存器( SWWSR)、中断寄存器( IFR)、中断屏蔽寄存器( IMR)以及处理器工作状态寄存器( PMST)的初始化; 另外还对各变量赋值, 具体的程序如下: . def _c_int00. mmregsswcr . set 2bht_ar2 . set 066ht_ar3 . set 067hout_wave_buf . set 0d00hdata_in . set 0f00hN . set 51fir_coef_buf . set 100hfir_data . set 200h. textrs b_c_int00_c_int00:stm#2020h, pmstssbx intmssbx sxmssbx frctstm #10h, 26hstm #10h, 36hstm #0ffh, spld #0, dpstm #0ffffh, ifrstm #20h, imrstm #02492h, swwsrstm #0, swcr可看出, FIR滤波器的系数列表将存在100h开始的单元中, 输入数据将存在200h开始的单元中, 而输出数据将存在0d00h开始的单元中.4.3 滤波系数以及输入数据的调入由于滤波器系数一开始是存在程序存储器中, 输入数据则是存在程序外的文件中, 程序对这2组数据进行处理时, 需要把两者都调到数据存储器中, 具体实现程序如下:stm #fir_data, ar6rpt #255mvpd #inpu,t*ar6+stm #fir_coef_bu,f ar6rpt #N-1mvpdfir_coe,f*ar6+stm #fir_coef_bu,f t_ar2stm #fir_data, t_ar3这段程序实现的是把输入数据调到以200h开始的单元, 而把滤波系数调到从100h开始的单元.4.4 滤波子程序一次滤波的过程实质上就是对2组数进行有规律的乘加计算, 具体程序如下:fir:mvdm #t_ar2, ar2 ; 将起始滤波系数地址100h 赋给ar2mvdm #t_ar3, ar5 ; 将起始输入数据地址200h 赋给ar5stm #data_in, ar3 ; ar3=0f00hstm #255, brc ; 定义块循环次数rptbdloop-1 ; 定义块循环结束地址stm #N, bk ; 定义循环缓冲器大小ld *ar5+, a ; 将新数据读到累加器a中 stl a,*ar3+% ; 将新数据读入栈顶rptz a, #(N-1) ; 定义循环次数, 之前先将a累加器清0mac *ar2+0%,*ar3+0%, a ; a=ar2*ar3+a, 每完成一次计算ar2、ar3 ; 指针所对应地址+1sth a, * ar6+ ; 将计算结果保存输出loop这个程序段将重复执行256次, 从而实现对于数据的读入、处理、输出等功能.5 结语本文介绍了一个实时数据采集处理系统的设计和实现, 系统以DSP芯片和TLC320AD50芯片为核心,有很强的数据处理能力和灵活的外围接口电路, 实验证明, 可较好地实现语音的滤波. 该系统可扩展为3G手机语音识别系统, 也可以作为语音信号处理算法研究和实时实现的通用平台参考文献: :[ 1] 邹彦. 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基于DSP Builder的FIR滤波器设计与实现
基于DSP Builder 的FIR 滤波器设计与实现Design and Implementation of FIR Based on DSP Builder（湖南科技大学）罗韩君 刘明伟 （湖南省电力试验研究院）王成LUO HAN jun LIU MING wei Wang cheng摘 要：针对FIR 数字滤波器的基本原理和结构特点，利用DSP Builder 软件设计了32阶低通FIR 滤波器，对该滤波器的性能进行了仿真，并将设计下载到FPGA 中进行了硬件测试，测试结果表明：采用该方法设计FIR 滤波器简单易行，可缩短设计进程，设计出的滤波器的性能稳定可靠，达到了预期目标。
关键词：DSP Builder；FIR；FPGA；仿真中图分类号：TN713 文献标识码：A 文章编号：Abstract: According to the principle and structure of FIR digital filter, a 32-order lowpass FIR is designed by using DSP Builder, and design is successfully simulated , Finally, the design is downloaded into FPGA device for testing, testing results indicate: this design method is effective for FIR. Key Words: DSP Builder;FIR;FPGA;Simulation 1 引 言在信号处理领域，数字滤波器占有重要地位，数字滤波器在语音和图像处理、模式识别、HDTV、雷达信号分析与谱分析等领域有广泛应用。
与模拟滤波器对比，数字滤波器可以满足滤波器幅度和相位特性的严格要求,可以克服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。
基于DSP Builder的数字滤波器设计与实现
该模 块可方便 地把 ＭＡ Ｌ ＢＳ ｕｉ Ｔ Ａ ／ ｍ ｌ ｋ中的设计 ｉ ｎ 转换为 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ可编译的 Ｖ Ｄ 文件 圈 Ｈ Ｌ 。
２ Ｉ滤波器 的Ｄ ＰＢ ｉ ｅ设计 １ 阶Ｆ ６ Ｒ Ｓ ｕｌ ｒ ｄ
２１ 滤波器参数选取 ．
利用 ＭＡ Ｌ Ｂ提供 的滤波器设计 的专门工 ＴＡ 具箱 Ｆ Ａ ｏ ｌ Ｄ Ｔ ｏ可以方便地设计滤波器系数 。根
（＝ －－ ） ｊ ｉ１ ）
Ｂ ｉ ｅ￣具箱 中的模块进行简单的调用即可。值 ｕｌ ｒ ｄ 得注意的是 ， Ｓ ｕ ｄｒ Ｄ ＰＢ ｉ ｅ 中的 Ｄ Ｐ ｌ Ｓ 模块是以算法
级 的 描 述 出现 的 ，易于用户从 系统 或 者 算 法 级 进
典 型 的直 接 Ｉ ＦＲ滤 波器 如 图 ｌ 示 ，滤 型 Ｉ 所
（ｌ ｋｅ 的形式出现 ，可以在 Ｓ ｕｉ 环境下进 Ｂｏ ｓ ） ｃ ｔ ｉ ｌｋ ｍ ｎ
１ ＦＲ 波 器 原 理 与 Ｄ ＰＢ ｉ ｅ Ｉ滤 Ｓ ｕｌ ｒ ｄ
１１ Ｉ滤 波器 原 理 ． ＦＲ
对于 一 个 ＦＲ 滤 波器 系统 ，它 的冲 激响应 总 Ｉ 是有 限长 的，ＦＲ 滤 波器 的数 学表 达 式可 用差 分 Ｉ
Ａ ｓｒｃ： ｉｌ ｒ ｇａ ｂ ｔａ ｔＦｅ ｐｏ ｒｍｍａｌ ｇｔ ａｒｙ（Ｐ Ａ） ｅｉｅ ａｅｗｉｅ ｓｄｉ ｉｉ ｌｉｎｌ ｒ ｃｓｎ ｐ ｌ ａ ｏ ｓ ｄ ｂｅ ａ ｒ ｅ ａ Ｆ Ｇ ｄｖｃｓ ｒ ｄｌ ｕｅ ｄｇｔ ｇ ａ ｐｏ ｅ ｉｇａｐｉ ｔ ｎ ｙ ｎ ａｓ ｓ ｃｉ
—弛
１２ ． ＤＳＰ Ｂ ｉ ｅ ｕｌ ｒ ｄ
。蕴 ： ． 源自图 １ 直 接 型 ＦＲ 滤 波器 结 构 图 Ｉ
以往 ＭＡ Ｌ Ｔ ＡＢ工 具 的使 用 往往 作为 ＤＳ Ｐ算
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。
、 ｌ 似 Ｉ Ｉ 泣 ３
基于Ｄ Ｐ Ｉ 娄 字滤波器设计研究 Ｓ 的ＦＲ
Ｔｈｅ Ｒ ｇｉ ａｌ ｉ ｅｒｄｅｓｉ ＦＩ ｄｉ ｔ ｌ ｆｔ ｇｎ ｂａｓ ｅｄ ｈｅ ｏｎ ｔ ＤＳＰ
王
坤
ｗ ＡＮＧ ｎ Ｋｕ
（ 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
Ｊ ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＪＡＮＧ Ｌ Ｅ Ｓ Ｙ Ｏ Ｉ ＸＩＢ Ｕ Ｋ ＵＮＩ ＲＳＴ ＶＥ Ｉ Ｙ
Ｖｏ １ Ｎｏ ４ ５． ．
Ｄｅ ｅ ｅ ． ０ ０ ｃ ｍｂ ｂ ２ １
基 于 Ｄ Ｐ的 ＦＲ数 字 滤 波 器 设 计 及 实现 Ｓ Ｉ
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着信 息时代和数字 世界 的 到来 ， 字信 号处 理 已成 为 当今 数
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门极其 重要的学科和技术 领域 ， 它在 通信 、 语音 、 图像 、 自
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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
基于DSP的线性数字滤波器的设计
２ ２・
科 技 论 坛
基于 ＤＳ Ｐ的线性数 字滤波器 的设 计
索 亮 梁 芳
（ 中北大学 信息探 测与处理技术研 究所， 山西 太原 ０ ０ ５） ３０ １ 摘 要 ：分析 有 限 冲激 响应 （ ）滤 波 器的原 理 井结 合 Ｍ Ｔ Ａ 兀Ｒ Ａ Ｌ Ｂ工具 设计 出具有 线 性相 位 的 ＦＲ滤 波器 ，同 时介 绍 了在 Ｉ Ｔ Ｓ ２ Ｃ ５ ０芯 片 中利 用双 指 针 循 环 寻址 实现 对 称 ＦＲ 滤 波 器 的算 法 ， Ｍ ３０ ５ １ Ｉ 并给 出相 应 的程 序 和 仿 真 结 果 。 关键 词 ： 字滤 波 ； 数 对称 ＦＲ 滤波 器 ；ＭＳ ２ Ｃ ５ ０ ＭＡ Ｌ Ｂ Ｉ Ｔ ３０ ５ １； Ｔ Ａ
１概 述 ４１ ＭＳ ５ １ 的循环寻址方式。 ．Ｔ Ｃ ５０ 循环寻址的关键就是让缓冲区中的 数字滤波器是数字信号处理中重要的组成部分之一， 在各个领域都 单元首尾相连， 从而实现让新的数据进来， 最老的数据被覆盖。 ５ｘ Ｃ ５ 系列 有着广泛的应用。所渭数字滤波， 就是将输入的信号序列， 按规定的算法 任何一种间接寻址方式都可以使用循环寻址 ， 当用于指向数据或寄存器 处理后， ０ 得至所希望的输出系列的过程。因此， —个数字滤波器就是—个 时， 每个 Ａ ｎ ＝ ～ ） Ｃ Ｐ Ｒ（ ０７ ｎ 和 Ｄ 指针都能独＿地配置为线 眭或循环寻址， ｘ ￡ － 只 数字系统 ， 其特性在频域用系统传输函数表示 ， 在时域用系统的单位冲激 需要将配置位 塔 立于 Ｓ ２ ５ Ｔ ＿ 抛 的配置即可。循环缓冲区的 相应表示。其中， 按照单位冲激响应是无限长的还是有限长的， 可以分为 大小在 Ｂ ０ 、Ｋ ７ Ｂ Ｃ中定义 ， Ｋ ３Ｂ ４ 或 Ｋ 对于字缓冲区则定义字的个数， 对 无限冲激响应 Ｒ Ｉ 波器和有限冲激响应（ Ｒ 波器两种。Ｉ Ｆ避 ’ Ｉ Ｉ Ｒ滤波器虽 于寄存器缓冲区则定义位的个数 利用双指针循环寻址 ＿ ｝ 列称 ＦＲ滤 Ｉ 然所需要的运算量相对较小， 但是其在频带范围内的相位响应是非线 Ｉ 波器的步骤如下：．１设置信号循环缓冲区和系数循环缓冲区，其中系 生 ４． １ 的， 并且由于 Ｉ Ｉ Ｒ滤波器的反馈特性， 使得系统的稳定性较弱。而 ＦＲ滤 数循环缓冲区只需要 Ｌ２ ． Ｉ ／。４ ２采用双指针循环寻址，Ｒ １ Ａ ３和 Ａ 同时 Ｒ１ 波器则可以做到既具有严格的线性相位响应又具有任意的幅度 ，ｌＰｂ 指向信号缓冲区的最新和最老的数据。 ｌ ｆ ＿ 临时寄存器 Ｔ 和 ｒ １ ｍ用来作为更 ＦＲ滤波器的单位冲激响应是有限长无反馈 的， Ｉ 因而系统—定是稳定的。 新循环缓冲器指针时的偏移量。 偏移量被初始化为Ｔ ＝ ／ 和 Ｔ ＝ ／— 。 ０ Ｌ２ ＩＬ２ ２ 通过对 ＦＲ滤波器原理的分析 ，在 Ｔ ３ ０ ５ １ Ｉ ＭＳ ２ Ｃ ５ ０芯片中实现了对称 ４ ． ．３首先用双重存储器加法指令 ａｄ＊ ＲＩ ， Ｒ 一ＡＣ 使第一对滤 １ ｄ Ａ ＋＊ ３ ， １ Ａ ＦＲ滤 波器目 Ｉ 。 波器采样相加结果放人 Ａ １的高位 ，然后 内部循环 ｆｓｄ Ａ ３ ’ Ｃ ｉ ａｄ Ｒ ＋ ｒ ２Ｆ Ｒ滤 波器的基 本原理 Ｉ ＊ Ｒ Ｃ Ｐ ，Ｃ ＡＣ Ａ １ Ｄ ＋ １ Ｏ指令 。４ Ａ循环结束后 ，再次调用 ｆｓｄ Ａ ． １ ｉ ａｄ ｒ 在很多实际的应用中， 如图像信号、 语音信号和数据传输等， 要求滤 （Ｒ 一 Ａ ３ ＊ Ｒ１Ｔ ）Ｃ Ｐ ，Ｃ ＡＣ （ ＋ １＊ Ｄ ＋ １ Ｏ指令 ， 算 出 ｙ ） 时更新 Ａ ３ Ａ ， Ａ 计 （， ｎ同 Ｒ 波器不仅具有稳定性而 目 具有严格的线性相位。通￣ｉ＇推出，当 ＦＲ 和 Ａ 指针， ｆ ｇ Ｉ Ｒ１ 指向下一时刻的最新和最老的采样。 滤波器的系数成对称时， 滤波器将具有精确的线性相位。 其输出表达式根 ４ 对 称 ＦＲ滤波 器子 函数 。用汇编 语言编 写 ＦＲ滤 波器子 函数 文 ２ Ｉ Ｉ 据滤滋Ｉ 器阶数 Ｌ 的奇循Ｉ 皑 可以分为 以下 种情诌 ： 件 ｆｓｍｒａｍ， ｉ ｙ ｒ ｓ 程序的主要部分如下 ： ｒ Ｌ ｎｏ ＃ １３ ０ ｖ Ｍ一 ｊ Ｒｃ ２ 为偶数时， １Ｌ 其传输函数为：
基于多相滤波的数字信道化接收理论及仿真
第一章 基于多相滤波的数字信道化接收理论及仿真1.1电子侦察背景下软件无线电接收机分析 ****************段名兴*********************文凤2.1.1 软件无线电中的数字接收机软件无线电中的数字接收机主要由三大部分组成，第一部分是对从天线接收下来的射频信号进行处理，第二部分是高速的模数转换（A/D ），最后是数字部分的信号处理单元（DSP ），如下图2-1。
图2-1 软件无线电数字接收机三大主要部分基于软件无线电的思想，应尽量简化射频端的处理，让A/D 转换尽可能地靠近天线去完成模拟信号的数字化，用尽可能多得软件去对数字信号进行处理，实现各种功能和指标。
故模数转换器（ADC ）起着十分关键的作用，它在数字接收机中的工作位置不仅决定了射频前端的组成结构，也影响着后面数字信号处理的方式和指标要求，而目前比较成熟和可实行的方案是对中频信号进行A/D 变换，即射频前端把信号混频到中频，再A/D 变换后进行DSP 处理，DSP 处理单元中先对数字信号进行数字下变频（DDC ），再对下变频后的基带信号进行处理。
这种数字中频接收机常见的有单通道数字接收机和并行多通道数字接收机。
所谓单通道软件无线电接收机是指接收机在同一时刻只能对所选择的一个中心频点上的信号进行解调分析。
其结构框图如下：H(w)为抽FIR 滤波器级联实现。
I(m)和Q(m)分别称为信号的同相分量和正交分量，对信号进行接收解调的目的实际上就是提取这两个分量，由这两个量提取出原始信号的瞬时频率、瞬时相位和瞬时幅度。
从图可知，A/D 转换后的数字信号，在进行数字下变频时，数字混频中0cos()w n 和0sin()w n 这两个信号可看作本振信号，其决定了中心频率为0w 的待处理信号下变频到基带进行处理。
这说明了单通道软件无线电数字接收机的一个重要缺点：不能同时接收多个频点的信号，而这在电子侦察系统中是十分不利的，截获概率低。
基于MATLAB和DSP的数字滤波器设计与仿真
波 的输 出不 仅 取 决 于 行 限 个 过 去 的 和现 在 的输 入 ．１ 』 还 ｎ＝ 』Ｌ 取 决 于有 限个 过 去 的输 出 。 ＦＲ数 字 滤 波 器 ｎ 以看 作 足 有 限 Ｉ Ｊ 。 个过 去 的输 出为 零 的 Ｉ Ｉ 字滤波器。 Ｒ数
，
繁琐 的公式计算 ，改变参数后需耍重新计算 ，在设计 滤波器 尤其 是高 阶滤波器 时工作量很 大。在 ＭＡＩ Ａ Ｂ巾利用 Ｍ语 ＇ Ｌ 言编写数字 滤波程序可以快速有效地实现数字滤波器的设计 仿真 。
Ｍ
５＇ ｒ －ｂＺ—
其脉冲 转移函 数为： （： ：．二 ＿ ＝ ） 一
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当 ａ ０ 限＝ ，， ｋ ＝ ｌ … 时 ，它 就是 ＦＲ数字 滤 波器 ，当 ２ Ｉ ａ ＝ ・ 巾有非 零值时 ，则它就是 Ｉ ｋ １ ・ ２ Ｉ Ｒ数字滤波器 。 设计 一个数字滤波器 的实质足求解一个 满足技术要求 的
行 程 序 设计 的详 细步 骤 。利 用 ＭＡ ｌ Ｂ设 计 滤 波 器 ，可 以 随时 对 比设 计 要求 和 滤 波 器 特 性 调 整 参 数 。直 观 简便 ，极 大 地 减 Ｔ
轻 了工作量 ，行利于滤波器设计的最优化 。还介绍 了如何 利用 Ｄ Ｐ设计的数字滤波｛ 。 Ｓ ｝ ： ｝
温 州 科 技 职 业 学 院 学 报
２０ 年 １ ０９ ２月
基于 ＭＡ Ｌ Ｂ和 Ｄ Ｐ的数字滤波器设计与仿真 ＴＡ Ｓ
定 明 芳
（ 温州科技职业 学院，浙江 温 州 ３ ５ ０ ） ２ ０ ６
［ 摘要 ］介 了一种利用 ＭＡｌ Ａ ｒ Ｂ快 速有效地设计 …软件组 成的常规数字滤 波器的方法 。给出了使用 ＭＡＩ Ａ 、 Ｌ Ｂ语音 进 ＇ Ｌ
基于TMS320F2812DSP处理器的FIR滤波器的设计与实现
基于TMS320F2812DSP处理器的FIR滤波器的设计与实现FIR（Finite Impulse Response）滤波器是一种常见的数字滤波器，其主要特点是线性相位特征和有限脉冲响应。
在本文中，将基于TMS320F2812 DSP处理器设计和实现一个FIR滤波器。
首先，我们需要确定FIR滤波器的参数，包括滤波器的长度和系数。
滤波器的长度决定了滤波器的频域分辨率，系数则决定了滤波器的频率响应。
在设计中，我们可以使用窗函数法或最小二乘法等方法来确定滤波器的系数。
接下来，我们需要编写代码将FIR滤波器的系数加载到DSP处理器的内存中。
TMS320F2812DSP处理器使用C语言进行编程，可以使用DSP编译器将代码编译成可执行文件。
在代码中，需要定义一个数组来存储FIR 滤波器的系数，并使用内置函数来实现滤波器运算。
在滤波器的输入和输出之间，需要使用定点数格式进行数据的表示和计算。
TMS320F2812DSP处理器支持定点数运算，可以使用固定小数点或整数表示数据。
在计算过程中，要注意溢出和截断的问题，以保证滤波器的性能和稳定性。
在实现过程中，还需要考虑到采样率和时钟频率的调整。
TMS320F2812DSP处理器具有多个时钟和定时器，可以根据实际需求进行配置和调整。
为了保证滤波器的实时性，应根据采样率和滤波器的长度来确定时钟频率和定时器的设置。
当FIR滤波器的代码编写完成后，可以通过仿真和测试来验证滤波器的性能。
TMS320F2812DSP处理器支持调试和仿真功能，可以使用仿真器或调试器来查看滤波器的输入和输出结果。
在测试过程中，可以输入不同频率和幅度的信号来验证滤波器的频率响应和滤波效果。
总结来说，基于TMS320F2812DSP处理器的FIR滤波器设计和实现分为确定参数、编写代码、调整时钟和测试验证四个步骤。
通过合理的参数选择和代码编写，可以实现一个高性能和稳定的FIR滤波器。
基于DSP的IIR数字滤波器的设计与实现
基于DSP的IIR数字滤波器的设计与实现摘要：叙述了IIR数字滤波器的设计原理及其在DSP上的实现思路，并对用DSP实现IIR数字滤波的方法进行了分析。
用MATLAB计算出IIR数字滤波器的系数，考虑到溢出问题，采用级联的形式对滤波器进行分解，最后在TMS320VC5416 DSP上得以实现，并通过CCS(come composer studio)的输入输出功能和RTDX(real-time data exchange)的功能保证实现结果和仿真结果的一致性。
关键词：IIR数字滤波器DSP 算法数字滤波器在各种数字信号处理中发挥着十分重要的作用，数字滤波器设计一直是信号处理领域的重要研究课题。
常用的数字滤波器有FIR滤波器和IIR滤波器,其中IIR数字滤波器因具有结构简单、占用存储空间少、运算速度快、较高的计算精度和能够用较低的阶数实现较好的选频特性等特点[1]，得到了广泛应用。
DSP芯片有适合于数字信号处理的软件资源和硬件资源，是实现数字信号处理的重要途径[2]。
目前所见文献，多数为滤波器的模型设计，所得结果也是在MATLAB等实验环境下模拟仿真完成的，带有很大的局限性。
本文讨论IIR数字滤波器在DSP上的实现思路，并对其实现方法进行了分析。
1 数字IIR滤波器的理论设计分析数字滤波器实际上是一个采用有限精度算法实现的线性非时变离散系统，滤波器的功能实现实际上是通过大量的加法运算和乘法运算完成的。
IIR数字滤波器差分方程的一般形式为：从IIR数字滤波器的实现来看，有直接型、级联型、并联型和格型等基本网络结构。
不同的结构形式会有不同的运算误差，其稳定性、运算速度、所占用的存储空间等也有所不同[3]。
其中直接Ⅱ型仅需要N 级延迟单元，且可作为级联型和并联型结构中的基本单元，是最常用的IIR数字滤波器结构之一。
IIR数字滤波器的设计方法有两类[4]，一类是借助于模拟滤波器的设计方法设计出模拟滤波器，利用冲激响应不变法或双线性变换法转换成数字滤波器，然后用硬件或软件实现；另一类是直接在频域或时域中进行设计，设计时需要计算机作辅助工具。
基于DSP的IIR数字滤波器 (设计实验)(汇编语言)(word文档良心出品)
IIR 数字滤波器 (设计实验)一、实验目的1.了解IIR （Infinite Impulse Response ，无限冲激响应）滤波器原理及使用方法；2.了解使用MA TLAB 语言设计IIR 滤波器的方法；3.了解DSP 对IIR 滤波器的设计及编程方法；4.熟悉在CCS 环境下对IIR 滤波器的调试方法；二、实验原理IIR 数字滤波器的传递函数H(z)为：其对应的差分方程为：对于直接形式的二阶IIR 数字滤波器，其结构如图４.1图4.1 IIR 数字滤波器结构图编程时，可以分别开辟四个缓冲区，存放输入、输出变量和滤波器的系数，如图４.2所示。
图4.2 IIR 数字滤波器算法图三、实验内容与步骤设计一个三阶的切比雪夫Ⅰ型带通数字滤波器，其采样频率Fs =16kHz ，其通频带3.2kHz<f <4.8kHz ，内损耗不大于1dB ；f <2.4kHz 和f >5.6kHz 为阻带，其衰减大于20dB 。
输入信号频率为4000Hz 、6500Hz 的合成信号，通过所设计的带通滤波器将6500Hz 信号滤掉，余下4000Hz 的信号，达到滤波效果。
1、IIR 滤波器的MA TLAB 设计在MA TLAB 中设计IIR 滤波器，程序为： wp=[3.2,4.8];ws=[2.4,5.6];rp=1;rs=2001()1Mii i N ii i b zH z a z -=-==-∑∑01()()()MNi i i i y n b x n i a y n i ===-+-∑∑[n,wn]=cheb1ord(wp/8,ws/8,rp,rs)[b,a]=cheby1(n,rp,wn)设计结果为：N=3wn =0.4000 0.6000b0=0.0114747 a0=1.000000b1=0 a1=0b2=-0.034424 a2=2.13779b3=0 a3=0b4=0.034424 a4=1.76935b5=0 a5=0b6=-0.0114747 a6=0.539758在设计IIR滤波器时，会出现系数≥1的情况，为了用Q15定点小数格式表示系数，可以用大数去所有系数。
基于DSP的FIR数字滤波器的研究与实现
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ Ｔｈｓ ｉ ｐａ ｐｅｒ ｎｒ ｄｕ ｅｓ ｉｔｏ ｃ ＦＩ ｄｉ ｔｌ ｉｅｒ ｂｏ ｔ ｉｅ ｐｈ ｅ， ａ ｃ ｄｉｇ ｏ ｉｅｒ ｅｃ ｎｉａｌ ｐｅ ｆ ａ ｉ ｗｉｄ Ｒ ｇｉ ｆｌ ａ ｕ ｌ ａｒ ａ ｔ ｎ ａｓ ｃ ｏｒ ｎ ｔ ｆｌ ｔ ｈ ｃ ｓ ｃｉｃ ｔ ｔ ｉ ｏｎ． ｎ ｏｗ ｆ ｎ ｔ ｕ ｃｉ ｏｎ
数 字 滤 波 器 分 为 无 限 冲 激 响 应 滤 波 器 （ Ｒ） 有 限 冲激 响 ｔ 和 ｌ 应 滤 波 （ Ｉ ） ＦＲ滤 波 器 具 有 不 含 反 馈 环 路 、 构 简 单 以 及 可 ＦＲ ， Ｉ 结 以 实 现 的严 格 线性 相 位 等 优 点 ，因 而在 对 相 位 要 求 比较严 格 的 条件 下 ， 用 ＦＲ 数字 滤波 器 。在 许 多 场 合下 ， 要 对 信 号进 行 采 Ｉ 需 实 时处 理 ，而 Ｄ Ｐ控 制 器 采 用 多 组 总线 结 构 实 现 并 行 处 理 ， Ｓ 独 立 的 累加 器 和乘 法 器 以及 丰 富 的 寻址 方式 ， 此 采 用 Ｄ Ｐ控 制 因 Ｓ
， 有
如 果 ＦＲ滤 波 器 的 单 位抽 样 响 应 ｈ ｎ 为 实 数 ， 满 足 ｈ ｎ Ｉ （） 且 （） ＝ ｈ Ｎ一 一 ）其 对 称 中 心 在 ｎ （ １／ ± （ １ｎ ， － Ｎ一 ）２处 ， 滤 波 器 具 有 准 则 确 的线 性 相 位 。 ｈ ｎ 窗 函数 设 计 法 的设 计 思 路 ： 般 是 先 给 定 所 要 求 的理 （） 一
ｍｅ ｈ ｄ ｓ ａｄ ｔ ｏ ｉ ｏｐｔｄ． ｅｆ ｅｎ ｆ Ｉ ｄｉ ｔ ｆｔ ｒ ｓ ｅ Ｃｏ ｆｉ ｃｉ ｔｏ ＦＲ ｇｉ ａｌ ｉｅ ｉ ｌ ｄｅ ｉ ｅ ｔｒ ｕｇｈ ｓｇｎ ｄ ｈ ｏ ＭＡＴＬ ＡＢ． ｐｕ ｓｇｎａ ｉ ｉ ｔ ｉ ｌ ｓ ｏｃ ｓ ｅ ｂｙ ｅａ ｔ ｅ ａｂ ｅ ｎ ｐｒ ｅ ｓ ｄ ｒ ｌ ｉ ｏｖ ｍ ｔｅ ｓ ｓｅｍ ｆ ｈ ｙｔ ｏ ＤＳＰ 丁ＭＳ３２ ＶＣ５ ｅ ｐｅ ｉ ０ ４１ ｘ ｒｍｅｎａ ｒ ｕｔ ｎｄｉａｔｓ Ｒ ｇｉ ｌ ｉｅｒｐｒ ｉｉ ｉ ｉ ， ｏｄ ｓａｂｉｙ，ｉ ｌ ｌｘｉ ｅ， ６， ｔ ｌ ｅｓ ｌ ｉ ｃ ｅ ＦＩ ｄｉ ｔ ｆｔ ｅｃｓｏｎ ｓ ｇｈｇｏ ｔ ｌ ｈｇｈｙ ｆ ｂｌ ａ ｌ ｈ ｉ 字滤 波 器 的研 究 与 实 现 Ｓ Ｉ
电气工程及其自动化专业毕业设计参考题目
电气工程及其自动化专业毕业设计参考题目1.集成电路型方向阻抗继电器设计锅炉过热汽温模糊控制系统的设计2.基于小波分析和神经网络理论的电力系统短路故障研究3.谐振接地电网调谐方式的性能分析与实验测试4.电力系统继电保护故障信息采集及处理系统5.消弧线圈接地补偿系统优化研究6.面向对象的10kV配电网拓扑算法研究7.蚁群算法在配电网故障定位中的应用8.中性点接地系统三相负载综合补偿9.电力有源滤波器控制设计10.110kV电力线路故障测距11.防窃电装置的分析与设计12.基于单片机的数字电能表设计13.跨导运算放大器在继电保护中的应用14.基于微机的三段式距离保护实验系统开发15.小干扰电压稳定性实用分析方法研究16.基于灰色系统理论的电力系统短期负荷预测17.冲击负载引起电压波动与闪变分析18.基于等波纹切比雪夫逼近准则最优化方法设计FIR滤波19.电力系统智能稳定器PSS的设计20.基于模糊集理论的电力系统短期负荷预测21.基于labview虚拟仪器的电力系统测量技术研究22.基于重复控制的冷轧机轧辊偏心补偿系统23.基于模糊聚类的变压器励磁涌流与短路电流的识别24.基于蚁群算法的配电网报装路径优化25.基于虚拟仪器的变压器保护系统设计26.配网无功功率优化27.复合控制型电力系统稳定器研究28.电力系统鲁棒励磁控制器设计29.基于标准系统方块图的OTA-C滤波器的实现30.6-10KV电网线损理论计算潮流算法研究31.基于DSP的逆变电源并联系统的功率检测技术研究32.滤除衰减非周期分量的微机保护算法研究33.分布式电力系统发电机动态模型仿真研究34.基于MSP430单片机的温度测控装置的设计35.电力系统谐波分量计算-最小二乘法36.用户供电事故自动回馈系统37.电力系统谐波抑制的仿真研究38.电能质量的模糊定量评价方法39.燕山大学西校区110KV供电方案设计40.数据采集系统USB接口的实现41.具有比率制动和二次谐波制动特性的差动继电器软件设计42.水轮发电机模糊调速系统研究43.电流传输器在继电保护中的应用44.双回电力线路故障测距45.电力负荷管理系统主站控制系统的研究和设计46.燕山大学供电电网改造的初步设计47.基于PLC的机械手控制系统设计48.500KV变电站设计49.基于MA TLAB的数字滤波器设计与仿真50.电力系统继电保护原理课件设计51.塑料注射成型机PLC控制系统设计52.铁磁谐振消谐器软件设计53.电力系统稳定器设计54.基于模糊理论的变电站电压无功综合控制研究55.基于小波理论的电力故障行波分析56.基于DSP的逆变电源并联系统锁相环设计57.220kV变电站设计58.医疗设备检测数量的计算机联网监控系统59.汽轮发电机故障诊断技术研究60.电压无功控制系统模糊控制器的设计61.电力系统电压-无功在线控制数据源仿真系统62.电力系统故障录波数据分析与研究63.火电厂除灰阀门PLC控制系统设计64.电压无功控制系统智能控制器的设计65.简单电力网络潮流计算系统的设计及开发66.混沌电路及其在保密通信中的应用67.电力系统通信协议转换的单片机实现68.混沌遗传算法在电力系统无功优化中的应用69.直流分布式发电系统控制70.逆变电源并联均流技术研究71.基于信息融合技术的变压器故障检测72.距离保护在高过渡电阻条件下的动作研究73.微机继电保护中滤除衰减直流分量的算法研究74.火电厂锅炉水位模糊控制系统的研究75.基于人工神经网络的电力变压器故障诊断76.蚁群算法在配电网重构中的应用77.基于遗传算法的电力市场竞价策略研究78.电梯PLC控制系统设计79.自动重合闸装置设计80.变电站仿真培训系统设计81.基于MSP430单片机的距离保护系统设计82.变压器保护整定计算系统的设计83.电网售电量预测软件研究84.基于可控硅控制的制动器设计研究85.电铁用电特性分析及补偿方法研究86.伴随运算放大器在继电保护中的应用87.电力系统振荡的数字仿真研究88.基于智能理论的高压输电线路故障分析89.电网规划中网架规划的方法研究90.智能交通信号灯系统设计91.基于随机粒子群算法的无功优化92.少油断路器参数测量仪的研制93.应用电磁暂态程序分析电力系统铁磁谐振94.基于VB的液压AGC监控系统设计95.短路电流计算算法研究与编程实现96.应用虚拟仪器测量电网的不平衡度97.电力市场需求侧管理项目投资预测方法研究98.分布式发电微型涡轮发电机控制仿真99.锅炉燃烧系统模糊控制器的设计100.模糊图像分割技术研究101.电力系统谐波分量计算-傅立叶算法102.脉冲式电表的数据采集器设计103.信号流图在电网络分析与设计的应用104.短路计算及继电保护整定系统的设计105.自适应低通滤波器的设计106.中性点不接地系统电容电流检测方法及系统设计107.基于正反馈的单相分布式发电孤岛检测108.混合式光纤电流互感器的设计109.电网无功优化分区的研究110.PLC在机械手控制中的应用111.万能过载保护与自动调整112.零序电流方向保护系统设计113.分布式发电系统可靠性分析114.塑壳断路器的智能控制器初步设计115.基于PLC的高空作业车电控系统研制116.分布式发电燃料电池控制系统仿真117.变压器油荧光谱EEM数据处理与分析118.伴随运算放大器在电流模电路中的应用119.电力系统电压稳定的研究120.利用两侧电量进行电力线路故障测距121.铁磁谐振消谐器硬件系统的设计122.电力系统谐波分量计算-傅立叶与最小二乘法比较123.燕山大学西校区10KV配网综合自动化124.OTA-C电路在继电保护中的应用125.运算放大器在继电保护中的应用126.超高压输电线路的线损研究127.配电变压器不经济状态下的损耗分析与计算128.单相接地故障定位指示器的设计129.电力负荷管理系统无线通信网络的研究和设计130.基于零序电流比幅比相法配电网故障检测的研究131.粒子群算法在无功电压控制中的应用132.PLC在电镀生产线上的应用133.电力系统通信协议转换的单片机实现（硬件部分）134.电力系统潮流和网损计算软件研究135.燕大西校区10KV配网消弧与补偿136.同步发电机短路故障电流仿真分析137.配电网故障恢复研究138.基于PLC的模糊-PI空调室温控制研究139.数学形态学在电力系统暂态信号分析中的应用140.谐振软开关变流器控制研究141.BOOST单级功率因数校正电路研究142.BUCK单级功率因数校正电路研究143.430单片机控制H桥逆变电源研究144.多级电容升压电路研究145.430单片机控制双正激变换器研究146.Boost-Buck级联电路控制研究147.并联谐振DC-DC变换电路研究148.基于430单片机电动车控制研究149.变流器重复控制研究150.单开关逆变电路控制研究151.基于DS证据理论逆变器故障诊断研究152.交流变频电机在自动门控制系统中的应用153.移相控制ZVZCS 变换器154.家用变频空调器中无刷直流电机的控制算法155.电力系统通信协议转换的单片机实现156.一种单片机控制的异步电动机节能装置157.有源电力滤波器(APF)的单周期控制158.TOPSWITCH在单端反激式稳压电源中的应用159.TOPSWITCH在单端正激式稳压电源中的应用160.带传感器的无刷直流电机调速系统161.UC3854在功率因数校正中的应用162.FX2N型PLC在电梯控制中的应用163.Boost电路的软开关PFC技术研究164.Buck电路的电荷控制技术研究165.基于单周期控制的全桥逆变器研究166.榨油厂PLC控制组态界面设计167.三电平直流变换器研究168.单级功率因数校正电路研究169.Buck电路电流控制策略研究170.有源箝位正激变换器研究171.正反激变换器特性研究172.UC3855在Boost PFC变换器中的应用173.单片机控制异步电动机节能器的设计174.“H”型直流脉宽调速系统设计175.热连轧机电气控制系统设计176.穿孔机电气系统设计177.软开关单相Boost PFC电路研究178.锂离子电池充电控制器179.无位置传感器的三相无刷直流电机控制研究180.自驱动同步整流有源嵌位正激DC－DC变换器181.铅酸蓄电池充电控制器182.CRM Boost PFC变换器183.智能生态网络供热系统184.智能大厦的多功能会议系统的设计185.智能建筑的安全防范系统设计186.采用单片机控制的交流电焊机的设计187.SPWM异步电动机变频调速仿真研究188.基于控制专用单片机的无刷电机控制系统189.DC-DC软开关电源及其并联均流研究190.具有PFC功能的AC-DC开关电源设计191.单级逆变器及其单周控制研究192.电动汽车双向直流传动系统研究193.单片机闭环控制BOOST变换器研究194.单片机控制感应电机双馈调速系统研究195.全桥逆变器的单周期控制研究196.BUCK TL 变换器研究197.ZVZCS移相全桥变换器设计198.基于TDA5142T的无刷直流电动机驱动控制系统199.基于MSP430控制移相全桥逆变器的研究200.DSP控制的无差拍控制逆变电源201.电流控制两态调制逆变器的研究202.电网故障限流、保护器203.直流开关电源并联控制及系统设计204.单周期控制和PI控制技术的对比研究205.隔离变换器漏感影响的研究206.隔离式变换器变换效率提高的技术途径探究207.太阳光伏电池系统控制问题的研究208.DC/DC变换器的滑模变结构控制209.单相并联型APF特性的仿真分析210.超导储能磁体参数优化设计211.储能磁体励磁电源及其控制技术212.高频谐振式储能电容充电控制系统213.电力负荷管理系统终端装置的研究与设计214.低压大电流同步整流DC-DC变换器设计215.低电压大电流电压半桥变换电路设计216.ZVT PFC BOOST 变换器设计217.ZVT PWM DC-DC变换电路设计218.自驱动ZVS同步整流DC-DC变换器研究219.新型超声波测距系统的设计220.智能化车窗升降控制器的设计221.电动助力转向系统的研究222.智能温度控制系统的研究223.高频开关电源的设计224.反激变换器控制方式的研究225.DSP控制单相全桥逆变器的研究226.ZVZCS移相全桥变换器的研究227.单周控制不连续导电ZVS谐振PFC电路228.ZVZCS移相全桥DC/DC变换器229.电力电子电路缓冲器研究与仿真230.基于Boost的零电压转换PWM变换器研究231.电力负荷管理系统接口系统的研究和设计232.高功率因数电子镇流器研究233.带有功率因数校正的单级隔离式DC/DC变换器234.车载高频正弦波逆变电源235.带辅助变压器ZVZC移相全桥DC/DC变换器设计236.基于单周期控制的单相功率因数校正研究237.基于单周期控制的三相电力有源滤波器研究238.自激式隔离多路输出开关电源239.双耦合绕组反激式单级PFC变换器研究240.单相逆变器并网控制技术仿真研究241.基于MSP430的温度检测仪设计242.基于MSP430直流电机调速系统设计243.逆变器并联运行环流分析及其控制技术研究244.基于定频积分控制的有源滤波器设计245.新型移相控制ZVZCS DC/DC变换器246.带脉动补偿单相升压PFC电路研究247.单周期控制功率因数校正器248.采用“H”桥的软开关功率因数校正器249.单相逆变器SPWM策略比较研究250.臭氧发生器电源容性PWM控制研究251.Buck变换器的交错并联技术研究252.级联型变流器阶梯波脉宽调制研究253.谐波注入式SPWM技术研究254.ZVS移相全桥变换器的设计255.65W通用型多路隔离输出电源的设计256.基于单周期控制的单相电力有源滤波器的设计257.有源箝位ZVZCS移相全桥PWM变换器的研究258.单相逆变器的模糊控制技术仿真研究259.三电平Buck变换器的设计260.基于定频积分控制的单相PFC技术研究261.基于单周期控制的单相逆变器设计262.异步电动机SPWM变频调速仿真研究263.带位置传感器的无刷直流电机开环调速系统264.单周期控制的有源滤波器的研究265.临界工作模式单级功率因数校正电路研究266.多级电感升压电路研究267.变频电流源电路研究268.“T”型直流脉宽调速系统269.矿井提升机电控系统设计270.自驱动同步整流全桥变换器271.钢筋调直定尺剪切机数字控制研究272.热力企业生产监控系统的研究273.低电压大电流电压半桥变换器设计274.基于三次谐波检测无刷电机控制的研究275.三相UPS逆变器及其并联运行研究276.单片机控制半导体照明及其适配电源系统研究277.单周期控制功率因数校正技术研究278.发光二极管最佳驱动方式的对比研究279.DC/DC变换器并联输出控制技术280.DC/DC升压隔离变换及控制技术281.零电压转换PWM DC-DC变换电路设计282.基于神经网络控制的三相可逆变流器的研究283.基于Boost的零电流转换PWM变换器研究284.基于单片机的蓄电池容量测试系统285.单相单级高频链正弦波逆变器研究286.Boost PFC交错并联AC/DC变换器研究287.液晶电视电源系统设计288.移相控制全桥变换器设计289.直流开关电源的设计290.基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流实时检测291.交错并联式双管正激变换器的设计292.基于HPWM调制方式的逆变电源研究293.新型Boost ZCT-PWM变换器294.一种有源箝位正激变换器的设计短路电流计算曲线的算法研究及与IEC短路电流计算法的对比计算曲线法用于大容量机组短路电流计算的评估崇明电网配置低压减载装置的必要性和可行性研究电压稳定计算中配网模型的研究上海电网电压稳定极限运行能力分析发电机励磁系统模型对短路电流计算结果的影响联络线功率对上海电网电压稳定极限运行的影响采用“干预法”估计谐波阻抗波过程试验装置的研制直流电源中可控硅控制电路的设计应用于波过程试验装置的频率可调方波发生器的研制水位测量仪的液晶显示器电路的设计基于R232、R485的无线数据通信系统的设计直流电源中脉冲宽度控制电路的设计红外温度测试系统中数据采集电路的设计水位测试系统数据采集的电路设计背靠背电容器组开断试验研究100kV标准冲击电阻分压器的研制220kV断路器合成试验方案的设计100kV标准直流分压器的研制开关柜中加热器的控制器研制串联点火球隙放电特性研究10kV断路器恢复电压的实现大电流分流器的比对研究城市小区高中压配电网络规划《电力系统分析》课程网上教学平台变电运行信息管理系统的设计电力系统异种数据库数据共享连接方式探究电力市场中不同电价结算方式的分析与比较灰色GM(1,1)模型及其在电力负荷预测中的应用变电站操作票专家系统的设计及开发基于粗糙集的电力系统警报数据处理应用研究基于相似日的短期负荷预测技术研究电力市场改革中对搁置成本的处理方法研究浙江淳安“十一五”电力发展规划上海奉城经济园区高中压配电网络规划江苏大丰“十一五”电力发展规划马鞍山发电厂大型电力变压器故障诊断系统的应用开发马鞍山发电厂大型电力变压器故障诊断系统的研究上海意德商城中低压配电网络规划线路保护模块设计及电力系统分析软件应用变压器保护模块设计及电力系统计算分析软件应用输电线路短路故障分析与线路保护整定输电线路继电保护配置及模拟仿真配电网短路故障分析与变压器保护整定风场距离对风电并网运行特性的影响分析与计算风力发电并网运行时系统电源的影响分析与计算变压器和母线继电保护配置及模拟仿真元件模型对暂态稳定影响的研究220KV变电所工程电气部分初步设计一种模糊免疫PID励磁控制器的设计基于遗传算法的PMU优化配置免疫算法在PMU优化配置中的应用一种自适应模糊PID励磁控制器的设计负荷对电力系统稳定的影响研究AutoCAD在电气主接线设计中的应用及CAD在电气专业的二次开发宝钢微机保护装置仿真平台的开发500kV变电站电气倒闸操作票软件的开发新建2*600MW机组发电厂电气设计临海2*300MW机组电厂电气主系统设计扩建1*300MW机组电厂电气主系统设计2*200MW发电厂电气主系统设计220KV滁东变电站电气部分设计安平2*300MW机组电厂电气主系统设计220KV高资变电站电气部分设计电力有源滤波器谐波测量系统微机控制大型变电站电压、无功双参数调压微机控制有源电力滤波器的微机控制静止无功补偿器TCR+TSC设计研究电力系统单通滤波器设计配电网线损计算及降损措施分析电力系统中性点接地方式探讨基于DGA技术的变压器故障诊断方法研究油浸式变压器局部放电检测与放电特性的研究全寿命周期成本LCC管理在电力系统变电站的应用研究上海电网黑启动及LCC在事故启动电源配置方案上的应用基于蓝牙技术的变电站低频减载装置基于蓝牙通讯的变电站电压-无功监控的研究WJJX-6实验平台上交流电压值及相交差测量的实现基于蓝牙通讯技术的单片机交流电气参数监测系统电力市场竞价策略初步探讨串联补偿对电力系统稳定性的影响风力发电并网运行暂态分析研究基于Matlab实用化的电力系统计算研究配电网分析与优化研究风力发电并网运行稳态分析研究电力系统网损计算的研究电力系统可视化研究及潮流计算电力系统仿真平台体系研究济宁电网实时无功补偿以保证电压连续稳定性的研究济宁电网无功电源规划的研究用于风力发电机中的逆变器的设计和计算风力发电机整流器的设计与计算分布式母线保护的通信研究配电网规划的可靠性后评估方法研究一种电流互感器饱和检测的新方法基于分布式母线保护原理同步发电机失磁保护新方法的探索基于LCC的配电网经济性评估智能型电力系统稳定器的研究基于变频器技术的泵系统控制及实现基于人工智能的电力需求预测研究配电网开关优化配置的遗传算法变频调速电机功率因数特性优化设计变频调速电机设计中谐波抑制的研究双速异步风力发电机的双速绕组设计双速异步风力发电机功率因数特性设计双速异步风力发电机效率特性设计谐波及无功电流检测的Matlab仿真异步电机直接转矩控制变频调速的Matlab仿真变频调速电机的效率特性优化设计电力系统220KV继电保护试验与实验方法研究分布式数显表的软件研究WCB-821型微机厂用变保护与测控装置实验与试验方法研究电力系统220KV测控装置实验与试验方法研究35KV电容器综合保护测控装置WDR-821试验与实验方法研究电力系统220KV继电保护实验与试验方法研究2分布式数显表的硬件研究电力系统35KV线路综合测控装置WXH-822试验与实验方法研究基于门限小波包的长期负荷预测方法研究变压器铁心多点接地故障定位检测研究电力市场中发电厂竞价随机优化策略的研究基于门限小波包的短期负荷预测方法研究基于电流分布计算方法的6～10kv配电网优化运行XLPE电缆金属护套多点接地检测方法研究基于地理信息系统的电网设备管理系统电力市场的竞价策略电力市场的交易模式无功功率补偿调压地铁牵引电源谐波电流分析及滤波器设计整流装置谐波电流仿真分析及滤波器设计电能计量现场问题分析及防窃电技术电源的仿真分析与设计40000KV A变压器二次侧滤波补偿节能装置设计宝惠石油机械厂滤波补偿节能装置设计站用电400V交流系统仿真程序开发站用电110V直流系统仿真程序开发基于ANSOFT技术的异步机效率曲线的研究基于ANSOFT技术的变频电机优化设计谐波与无功电流的滤波检测分析及仿真浙江省青田县远期高压配电网初步规划浙江省龙泉市远期高压配电网初步规划异步电机直接转矩控制的DSP实现基于小波变换的异步电机故障诊断基于LABVIEW的同步发电机参数测定系统的设计与实现基于虚拟仪器的汽轮发电机振动故障监测与诊断基于虚拟仪器的异步电动机故障监测与诊断直流电动机调速控制的DSP实现油纸绝缘电气设备的故障诊断技术变压器在线监测技术的研究变压器油中溶解气体分析与故障诊断绝缘油中气体的在线监测传感器在变压器故障检测中的应用变压器的状态分析方法变压器状态检测技术的研究变压器可靠性分析与寿命评估多点温度检测系统中差模电路的仿真多路数据采集系统基于LabVIEW构建虚拟频率测量仪的研究基于labVIEW构建虚拟交流参数测量仪的研究基于MATLAB构建FIR数字信号处理仿真系统的研究基于MATLAB构建IIR数字信号处理仿真系统的研究多谐波源求和问题的研究利用概率密度函数估计公共点谐波发射水平传感技术在变压器故障诊断中的应用变压器故障诊断技术的研究人工智能(AI)在变压器故障诊断中的应用在线检测装置在变压器故障诊断中的应用变压器可靠性分析及其寿命评估变压器老化诊断变压器故障诊断的人工神经网络法(ANN)基于PSASP软件的电力系统无功优化研究基于PSASP软件的电力系统电压静态稳定性研究基于PSASP软件的电力系统短路电流水平分析高压直流输电系统EMTDC动态仿真高压直流输电系统的MA TLAB动态仿真HVDC系统的电压静态稳定性研究安徽电网短路电流限制措施研究利用概率密度函数进行矢量分解估计谐波发射水平宝钢微机保护装置仿真平台系统设计宝钢ABB--REF线路微机保护仿真平台设计宝钢东芝--GRL线路微机保护仿真平台设计上海清洁能源应用及并网运行研究上海电力公司电网潮流、短路计算程序编制上海风力发电并网运行方式研究宝钢东芝--GRT变压器微机保护仿真平台设计风力发电并网动态过程分析基于MATLAB的三相整流桥谐波分析与谐波检测基于MATLAB的APF仿真研究一种新型的电力有源滤波器带三相不平衡调节功能的无功补偿装置研究一种基于数字信号处理器的新型的DC-DC变换器电力系统高压设备检测（变频谐振电源）基于数字信号处理器的三电平变换器配电网规划的技术经济评估分析高压电磁场环境影响评价柳林刘家山100输变电新建工程一次部分设计舟山电网“十一五”规划及2020年远景展望PLC控制的变频调速在岸边集装箱起重机上的应用研究电网基础信息模型的研究110KV新区变电所二次部分的设计220kV REL551线路微机保护装置仿真模型开发天荒坪抽水蓄能电站厂用直流系统通用仿真程序开发500kV WYP-01线路微机远方跳闸就地判别装置仿真模型开发天荒坪抽水蓄能电站厂用交流系统通用仿真程序开发220kV RCS-902线路微机保护装置仿真模型开发。
基于DSP的数字滤波器制作与实现
硬 件搭 建结合 起来 ， 让 高职学 生将相 对 高深理 论学 习 与实 践结合 起来 ， 成 为高 职 Ｄ Ｓ Ｐ教学 中 的一个 难 题 ， 本 文 通过
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数 据 处 理 电路 、 以Ｔ Ｌ Ｖ３ ２ ｏ ＡＩ ｃ ２ ３为 核 心 的 Ｃ Ｏ Ｄ Ｅ Ｃ语 音 采 集 与 编 解 码 电 路 、 电源 电路 以及 其 他 接 口 等 电 路 优 化 组 合 ， 制 作 了
数字滤波器实 物， 并通过 Ｃ Ｃ Ｓ 设计 平台， 编 写 了经 典 Ｆ Ｉ Ｒ滤 波 器 程 序 ， 进行软硬 件调试 ， 完成 了基于 Ｄ Ｓ Ｐ 的 数 字 滤 波 器 实 验 模 块 实物 的设 计 、 制作 、 安装 、 调试和实验过程。 关键 词 ：Ｔ Ｍｓ ３ ２ ０ Ｖ ｃ ５ ４ １ ６ ； 万 能 板 ；Ｆ Ｉ Ｒ 数字 滤波 器 ；实 验 模 块 实 物
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2.1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48000Hz，。
设计一个FIR低通滤波器，其参数为：滤波器名称：FIR低通滤波器采样频率：Fs=48000Hz通带截止频率：15000Hz阻带截止频率：16000Hz通带最大衰减：0.1dB阻带最少衰减：80dB滤波器系数：由MATLAB根据前述参数求得。
2.2 总体设计方案流程图图1 总体设计方案主要内容和步骤3.1 滤波器原理对于一个FIR 滤波器系统，它的冲击响应总是又限长的，其系统函数可记为：()()10N n n H z h n z --==∑ 其中1N -是FIR 的滤波器的阶数，n z -为延时结，()h n 为端口信号函数。
最基本的FIR 滤波器可用下式表示：()()()10N k y n h k x n k -==-∑ 其中()x n k -输入采样序列，()h k 是滤波器系数，N 是滤波器的阶数()Y n 表示滤波器的输出序列，也可以用卷积来表示输出序列()y n 与()x n 、()h n 的关系，如下： ()()()y n x n h n =*3.2 操作步骤（1）打开FDATOOL ,根据滤波要求设置滤波器类型、通带截止频率、指定阶数、采样频率等。
指定完设计参数后单击按钮Design Filter ，生成滤波器系数。
（2）把生成的滤波器系数传到目标DSP 。
选择菜单Targets->Export to Code Composer Studio(tm)IDE ，打开Export to C Header File 对话框，选择C header file ，指定变量名(滤波器阶数和系数向量)，输出数据类型可选浮点型或32 b ，16 b 整型等，根据自己安装选择目标板板号和处理器号，单击OK ，保存该头文件，需指定文件名(filtercoeff ．h)和路径(保存在c ：\ti\myprojects\fir 工程中)。
（3）修改CCS 汇编程序，删掉数据前的所有文字，在开头加上.data ，第二行加coeff .word ,在每行的前面加上.word ，比且把每行的最后的逗号去掉。
（4）编译汇编程序，如果有错误，按错误进行修改；没错误，则往下执行。
（5）加载初始化DATA 数据。
运行程序，查看输入输出波形，修改相应参数进行调试第4章详细设计在本实验中使用MATLAB模拟产生信号，观察滤波前的时域波形和频域波形。
MATLAB仿真后，使用得到的滤波器参数，进行DSP编程，在DSP中实现带通滤波，并使用CCS的频谱分析功能，查看DSP的滤波效果。
MATLAB程序流程图如图4.1所示图4.1 MATLAB程序流程图CCS汇编程序流程图如图4.2所示图4.2 CCS汇编程序流程图第5章实验过程5.1 汇编语言实验步骤与内容MATLAB辅助DSP实现FIR,其总体过程为在DSP中编写处理程序，在MATLAB中利用滤波器设计、分析工具( FDATOOL) ,根据指定的滤波器性能快速设计一个FIR ,然后把滤波器系数以头文件形式导入CCS中,头文件中MATLAB辅助DSP实现FIR数字滤波器含滤波器阶数和系数数组,在MATLAB中调试、运行DSP 程序并显示、分析处理后的数据。
使用该方法,便于采用汇编语言来实现程序。
头文件名不变,当MATLAB中设计的滤波器系数改变时,相应头文件中系数也改变,方便了程序调试、仿真。
（1）在MATLAB中先编写程序，查看待滤波和已滤波的信号的时域和频域波形，如图5.1和图5.2所示。
图5.1 待滤波信号的时域图图5.2 待滤波信号的频域图利用FDA TOOL设计FIR滤波器的参数，操作步骤如图5.3所示。
图5.3 FIR滤波器的参数打开Export，把Numerator改为B,如图5.4所示。
图5.4 Export设置已滤波的信号的时域和频域波形，如图5.5和图5.6所示。
图5.5 已滤波信号时域波形图图5.6 已滤波信号频域波形图MATLAB滤波器设计工具在完成FIR设计后,如图5.7所示，在Export as 中选择16bit符号整数输出，然后单击OK按钮。
生成fir.h C语言头文件。
将系数稍作修改，调整后拷贝到程序的系数初始化空间即可。
图5.7 MATLAB输出数值转换图（2）在CCS中编写汇编语言程序，进行调试，实现带通滤波的功能。
在CCS IDE 中建立LHM.pjt工程,用汇编语言编写处理主程序fir.asm。
另外根据板上的存储器配置方式,编写存储器配置文件fir.cmd文件,将MATLAB生成的LHM.h 和input1.dat文件拷贝到LHM.pjt工程文件夹下，进行编译、链接,生成可执行文件LHM.out。
（3）加载初始化data数据，图5.8所示。
图5.8 data初始化图运行程序，查看输入输出波形，修改相应参数进行调试。
5.2 实验过程中出现的错误及解决的办法（1）在MATLAB程序设计中，采样频率设置的过小，截止频率大于采样频率的一半，运行的时候图形出现错误。
（2）FIR.m中的采样频率要和开始设置时的采样频率一致，否则结果会出现偏差。
（3）在CCS中未定义标号，程序运行错误。
（4）在.h文件中未把coeff顶格写，编译时出现错误。
（5）未将fir.h和input.dat文件考入工程文件中。
（6）间接寻址过程中，程序中丢失。
(7) 在View的Graph中单击Time/frequency出现graph property dialog 框，未修改抽样点数。
显示的图形出现差异5.3 CCS程序运行后的各种输出结果在View的Graph中单击Time/frequency出现graph property dialog框。
将显示类型，图形名称，起始地址，抽样点数，数据类型等分别进行设置，输出各种波形。
输出滤波前的信号时域波形。
首先，设置如图5.9所示，输出滤波前的信号时域波形。
图5.9 Graph property dialog设置框图单击OK后生成如下图5.10波形。
图5.10滤波前信号波形图图5.10为滤波前的信号，波形很杂乱，从时域上很难看出信号的周期性。
修改相应设置，输出如图5.11所示滤波前信号频谱。
图5.11滤波前信号频谱波形图经过滤波后，时域波形频谱波形如图5.12和5.13所示。
图5.12 滤波后信号时域波形图图5.13 滤波后信号频谱图由上述的所有截图可知，输入参数中，通带截止频率和阻带截止频率是比较重要的两个参数，不宜过小，过小滤掉的高频成分太多，很难还原出远波形的形状，也不宜过大，过大滤波效果欠佳。
在本课程设计中，通带截止频率选用4000Hz,阻带截止频率选用4500Hz，因此，显示图形时的，时域显示的抽样点数为1024，频域显示的带宽为0.5Hz。
对比滤波前后信号的时域图5.10和5.12、频谱波形图5.11和5.13可以知道，滤波前的时域信号的波形图的波形很杂乱，很难看出信号的周期性，滤波后周期性也相对的明显起来了；滤波前信号分布在整个频带上，滤波后阻带范围内的基本被滤掉，这些都可以从上述截图看出。
附件：源程序清单用线性缓冲区实现FIR滤波器程序清单：.title “FIR1.ASM”.mmregs.def startx .usect “x”，8PA0 .set 0PA1 .set 1.dataCOEF：.word 1*32768/10.word 2*32768/10.word -4*32768/10.word 3*32768/10.word -4*32768/10.word 2*32768/10.word 1*32768/10.textstart: SSBX FRCTSTM #x+7,AR2STM #6,AR0LD #x+1,DPPORTR PA1,@x+1FIR1: RPTZ A,#6MACD *AR2-,COEF,ASTH A,*AR2PORTW *AR2+,PA0BD FIR1PORTR PA1,*AR2+0.end用循环缓冲区实现FIR滤波器程序清单：.title “FIR2.ASM”.mmregs.def start.bss y,1xn .usect “xn”,7b0 .usect “b0”,7PA0 .set 0PA1 .set 1.datatable: .word 1*32768/10.word 2*32768/10.word 3*32768/10.word 4*32768/10.word 5*32768/10.word 6*32768/10.word 7*32768/10.textstart: SSBX FRCTSTM #b0,AR1RPT #6MVPD table,*AR1+STM #xn+6,AR2STM #b0+6,AR3STM #7,BKSTM #-1,AR0LD #xn,DPPORTR PA1,@xnFIR2: RPTZ A,#6MAC *AR2+0%,*AR3+0%,ASTH A,@yPORTW @y,PA0BD FIR2PORTR PA1,*AR2+0%.end汇编程序清单lhm.h文件内容：.datacoeff .word -85, -64, -61, -36, 8, 62, 110, 136, 131.word 96, 42, -11, -44, -44, -11, 39, 85, 106.word 88, 37, -29, -83, -101, -73, -7, 70, 124.word 131, 82, -5, -96, -151, -144, -72, 37, 140.word 191, 162,61, -76, -191, -231, -174, -35, 132.word 256, 278, 180, -7, -208, -337, -330, -176, 72.word 316, 445, 392, 156, -178, -475, -599, -470, -108.word 361, 745, 857, 594, -6, -748, -1336, -1456, -893.word 386, 2192, 4154, 5816, 6768, 6768, 5816, 4154, 2192.word 386, -893, -1456, -1336, -748, -6, 594, 857, 745.word 361, -108, -470, -599, -475, -178, 156, 392, 445.word 316, 72, -176, -330, -337, -208, -7, 180, 278.word 256, 132, -35, -174, -231, -191, -76, 61, 162.word 191, 140, 37, -72, -144, -151, -96, -5, 82.word 131, 124, 70, -7, -73, -101, -83, -29, 37.word 88, 106, 85, 39, -11, -44, -44, -11, 42.word 96, 131, 136, 110, 62, 8, -36, -61, -64.word -85Fir.asm内容：.title "fir.asm".mmregs.global _c_int00ORDER .set 154D_LEN .set 1024 ; The Length of Input Data xn .usect "xn", (ORDER-1)a0 .usect "a0", (ORDER-1)input .usect "input", D_LENoutput .usect "output", D_LEN.copy "HM.h" ; Get coefs from "coef.h".text.asg AR0, FIR_INDEX.asg AR2, FIR_DATA.asg AR3, FIR_COEF.asg AR5, DATA_IN.asg AR6, DATA_OUT_c_int00:SSBX FRCTSTM #a0,FIR_COEF ; Copy a0(coefs) to FIR_COEF(AR3)RPT #ORDER-1MVPD #coeff,*FIR_COEF+STM #1, FIR_INDEXSTM #xn, FIR_DATA ; Copy xn(data) to FIR_DATA(AR2)RPTZ A,#ORDER-1STL A, *FIR_DATA+STM #(xn+ORDER-1), FIR_DATASTM #(a0+ORDER-1), FIR_COEFSTM #input, DATA_IN ; Get data from "input"STM #output, DATA_OUT ; Write data to "output"STM #D_LEN-1, BRCRPTBD next-1STM #ORDER, BKLD *DATA_IN+, AFIR: STL A, *FIR_DATA+%RPTZ A, (ORDER-1)MAC *FIR_DATA+0%, *FIR_COEF+0%, A ; FIRSSTH A, *DATA_OUT+nextFIR_END:B FIR_END.endFIR.m的程序如下：fs=40000; %/采样HzN=1024 %数据个数T=1/fs; %采样周期n=0:N-1;df=n*(fs/N)%待滤波信号波形xin=randn(1,1024)figure(1)plot(xin)%待滤波信号频谱xinff=abs(fft(xin));figure(2)plot(df,xinff)%滤波后信号波形y_filter_out=filter(B,1,xin)% Y = FILTER(B,A,X) figure(3)plot(y_filter_out)%滤波后信号频谱yff=fft(y_filter_out);figure(4)plot(df,yff)xin=xin/max(xin);%归一化xto_ccs=round(32767*xin)%取整fid=fopen('input1.dat','w');%打开文件fprintf(fid,'1651 1 0 0 0\n');%输出文件头fprintf(fid,'%d\n',xto_ccs);%输出fclose(fid);。