FIR滤波器在DSP上的实现

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FIR滤波器的DSP实现

FIR滤波器的DSP实现1.实验练习题******************************************************************* *用循环缓冲区和双操作数寻址方法实现FIR滤波器*N=80,y(n)=h0*x(n)+h1*x(n-1)+...+h78*x(n-78)+h79*x(n-79)*先用matlab，选择80点汉明窗设计一个截止频率为0.2pi的低通滤波器****************************************************************** .title "fir.asm".mmregs.def start.bss y,1 ;保存滤波结果.bss indata,1 ;输入信号缓冲区（变量）.bss outdata,1 ;输出信号缓冲区（变量）xn .usect "xn",80 ;xnh .usect "h",80 ;h;PA0 .set 0002H ;D/A端口地址;PA1 .set 0008H ;A/D端口地址.datatable:.word -1,-4,-8,-12,-18,-25,-33,-42.word -52,-63,-75,-86,-96,-103,-108,-107.word -102,-89,-69,-39,0,49,109,179.word 260,350,449,555,667,782,898,1014.word 1126,1232,1330,1417,1492,1552,1596,1622.word 1631,1622,1596,1552,1492,1417,1330,1232.word 1126,1014,898,782,667,555,449,350.word 260,179,109,49,0,-39,-69,-89.word -102,-107,-108,-103,-96,-86,-75,-63.word -52,-42,-33,-25,-18,-12,-8,-4.textstart:SSBX FRCT ;小数乘法STM #xn,AR1RPT #79ST #0,*AR1+ ;把x(n)-x(n-79)赋始值0STM #h,AR1RPT #79MVPD #table,*AR1+ ;把参数表复制到数据存储区STM #xn+79,AR3 ;AR3-->x(n-79)STM #h+79,AR4 ;AR4-->h(n-79)STM #80,BK ;循环缓冲区大小80STM #-1,AR0 ;指针调整值-1LD #xn,DP ;DP指向xn所在页; PORTR PA1,@xn ;输入数据LD #y,DP ;DP指向y所在页FIR:NOPMVKD indata,*AR3+0% ;在这一行设置探针与断点用于从indata.dat文件中读输入数据RPTZ A,#79MAC *AR3+0%,*AR4+0%,ASTH A,@outdata ;在这一行设置探针与断点用于将滤波结果写到文件outdata.dat中NOP; STH A,@y ;保存计算结果; PORTW @y,PA0 ;硬件仿真时写D/AB F IR ;跳转; B FIR ;延迟跳转; PORTR PA1,*AR3+0% ;硬件仿真时读A/D，新数据覆盖最老的数据.end2.思考题---对照参考程序，编写实现39阶低通、高通、带通、带阻FIR数字滤波器的DSP程序，并仿真。

FIR数字滤波器在TMS320VC54xDSP上的实现

FIR数字滤波器在TMS320VC54xDSP上的实现FIR数字滤波器是一种基于采样定理的信号处理算法，可以对离散时间信号进行滤波和降噪。

在实际应用中，FIR数字滤波器常用于音频和图像处理、通信系统等领域。

本文将介绍在TMS320VC54x DSP上实现FIR数字滤波器的方法。

TMS320VC54x DSP是一种高性能数字信号处理器，具有高速计算、低功耗、可编程性强等优势。

在TMS320VC54x DSP上实现FIR数字滤波器需要进行以下步骤：一、设计FIR数字滤波器的传递函数FIR数字滤波器的传递函数可以通过设计滤波器的滤波特性来实现。

在本例中，我们以一个低通滤波器为例，其传递函数为：H(z) = a0 + a1*z^-1 + a2*z^-2 + … + aN*z^-N其中，a0,a1,…,aN是系数，N是滤波器的阶数。

二、将传递函数转化为差分方程将FIR数字滤波器的传递函数转换为差分方程可以更方便地实现。

令y(n)为输出，x(n)为输入，k是滤波器的时间常数，则差分方程为：y(n) = (a0*x(n) + a1*x(n-1) + a2*x(n-2) + … + aN*x(n-N))/k三、将差分方程转化为C语言代码在TMS320VC54x DSP上实现FIR数字滤波器需要将差分方程转化为C语言代码。

代码如下：#define N 10 //滤波器阶数float a[N+1] = {0.5, 0.2, 0.1, 0.05, 0.03, 0.02, 0.01, 0, 0, 0, 0}; //系数float x[N+1] = {0}; //输入数据float y = 0; //输出数据float FirFilter(float input){int i;float output = 0;//将输入数据移位for(i = N; i >= 1; i--){x[i] = x[i-1];}x[0] = input;//计算输出数据for(i = 0; i <= N; i++){output += a[i]*x[i];}return output;}四、在TMS320VC54x DSP上实现FIR数字滤波器在TMS320VC54x DSP上实现FIR数字滤波器需要使用C语言编写程序，并将程序下载到DSP芯片中。

DSP实现32阶的FIR数字低通滤波器

32阶的FIR数字低通、高通、带阻滤波器的实现。

对于DSP来说，低通、高通、带阻滤波器实现程序大致相同，只是在于滤波系数不同。

所以我们滤波器系数分别放在三个头文件中，分别对应低通、高通、带阻。

FIR滤波器程序下面为一个FIR低通、带通、高通的通用程序。

HIGHPASS .set 0 ;if you want to use ,please set the value to 1 BANDPASS .set 0LOWPASS .set 1.global start,fir.mmregsCOFF_FIR_START: .sect "coff_fir".if LOWPASS.include "lowpass\lowpass.inc".elseif BANDPASS.include "bandpass\bandpass.inc".else.include "highpass\highpass.inc".endifK_FIR_BFFR .set 32d_data_buffer .usect "fir_bfr",64FIR_DP .usect "fir_vars",0d_filin .usect "fir_vars",1d_filout .usect "fir_vars",100h.asg AR4,FIR_DATA_P.asg AR6,INBUF_P.asg AR7,OUTBUF_P.sect "fir_prog"nopstart:LD #FIR_DP,DP ;加载数据页指针STM #d_data_buffer,FIR_DATA_PRPTZ A,#K_FIR_BFFR-1STL A,*FIR_DATA_P+;置数据缓冲区为0STM #d_filin,INBUF_P;新采样数据指针STM #d_filout,OUTBUF_P;滤波输出指针STM #100h,BKfir_loop:NOP ;Add Breakpoint & porbe pointLD *INBUF_P,A;获得输入采样数据CALL fir ;执行滤波STH A,*OUTBUF_P+%main_end:b fir_loop ;Add Breakpointfir:SSBX SXMSSBX FRCTSTM #d_data_buffer,FIR_DATA_PSTL A,*FIR_DATA_P;将采样数据放入数据缓冲X(n)STM #(d_data_buffer+K_FIR_BFFR-1),FIR_DATA_P fir_task:RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1MACD *FIR_DATA_P-,COFF_FIR_START,A;乘加累加，且将数据缓冲区的数据移位。

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。

FIR滤波器设计和DSP实现

FIR滤波器设计和DSP实现FIR滤波器（Finite Impulse Response Filter）又称为有限脉冲响应滤波器，是一种数字滤波器，其脉冲响应为有限长度。

FIR滤波器具有稳定性、线性相位等优点，广泛应用于数字信号处理（DSP）中。

1.窗函数法：窗函数法是FIR滤波器设计中最简单、最常用的方法之一、设计步骤主要有：选择合适的窗函数（如矩形窗、汉宁窗、哈宁窗等）；确定滤波器的截止频率和通带或阻带波动范围；根据窗函数的特性进行滤波器系数的计算。

窗函数法设计得到的滤波器具有较好的频域响应，并且易于实现。

2.频率采样法：频率采样法是通过对滤波器在频域中的理想特性进行采样，然后进行逆变换得到滤波器系数。

设计步骤主要有：确定理想滤波器的频率响应；进行频率采样，得到取样频率上的实际频率响应；对实际频率响应进行逆变换，得到滤波器系数。

频率采样法设计的滤波器可以满足设计要求，但是需要进行逆变换，计算复杂度较高。

3.最小二乘法：最小二乘法是通过求解最小化均方差的优化问题，得到最佳滤波器系数。

设计步骤主要有：建立最小二乘优化问题的数学模型；对数学模型进行求解，得到最佳滤波器系数。

最小二乘法能够得到较好的滤波器性能，并且不需要进行逆变换，计算复杂度相对较低。

1.将滤波器的系数存储在系数寄存器中；2.将输入信号与相应的系数进行乘法运算；3.将乘法运算的结果累加得到输出信号；4.将输入信号和系数向右移动一个位置；5.重复步骤2-4，直到滤波器输出满足要求。

DSP实现可以采用硬件方法，如使用专用的FPGA或ASIC实现滤波器的计算单元；也可以采用软件方法，在DSP芯片上运行相应的滤波算法代码。

对于较复杂的滤波器设计，可以使用专门的滤波器设计软件进行设计和实现。

综上所述，FIR滤波器的设计和实现是数字信号处理中的重要内容，不同的设计方法和实现方式可以根据具体需求选择。

设计一个合适的FIR 滤波器可以满足信号处理的要求，并且在DSP实现中能够提高系统的运算效率和性能。

FIR滤波器及其DSP实现

FIR滤波器及其DSP实现FIR（Finite Impulse Response）滤波器是一种常见的数字滤波器，它具有有限的脉冲响应。

与IIR（Infinite Impulse Response）滤波器相比，FIR滤波器具有线性相位特性，并且可以实现稳定的滤波效果。

FIR滤波器的核心是其冲激响应，即滤波器的输出响应。

FIR滤波器的输出可以通过对输入信号和滤波器的冲激响应进行卷积来实现。

为了得到所需的滤波效果，需要设计滤波器的冲激响应。

常见的方法包括频域设计和时域设计两种。

频域设计方法主要利用频率响应来设计FIR滤波器的冲激响应。

这包括将所需滤波特性转化为频率域中的理想滤波器响应，然后通过反变换得到冲激响应。

常见的频域设计方法有窗函数法、最优逼近法和频带优化法等。

窗函数法是最简单的频域设计方法之一，通过将理想滤波器的频率响应与窗函数的频率响应相乘得到FIR滤波器的冲激响应。

常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗等。

窗函数法的优点是简单易用，但实现的FIR 滤波器在频域存在较大的过渡带宽。

因此，需要根据具体应用需求选择合适的窗函数。

最优逼近法是一种基于最优化理论的频域设计方法。

它通过将所需滤波特性定义为目标函数，利用优化算法来最小化目标函数与实际滤波器响应之间的差距，从而得到FIR滤波器的冲激响应。

最优逼近法能够较好地满足滤波特性的要求，但计算复杂度较高。

时域设计方法主要通过对滤波器的冲激响应进行直接设计来实现。

常见的时域设计方法有零相位响应（Zero-Phase Response，ZPR）设计和线性相位设计。

零相位响应设计方法通过首先设计一个偶对称的冲激响应，并通过反转和平移来得到滤波器的冲激响应。

这样可以实现零相位的滤波效果。

零相位响应设计方法能够保持输入信号的相位信息，适用于对相位要求较高的应用，如音频信号处理。

线性相位设计方法主要通过对滤波器的延迟进行优化来实现。

线性相位设计方法能够使得滤波器的相位响应近似为线性函数，从而实现滤波器对不同频率的信号具有相同的延迟。

FIR滤波器的DSP实现

第四章FIR数字滤波器设计4.1 实验目的1、熟悉使用TI公司的6413DSP开发板。

2、进一步熟悉软件Code Composer Studio的使用。

3、掌握加窗法实现FIR数字滤波器的原理。

4.2 实验内容使用Code Composer Studio软件在6713DSP开发板上实践加窗FIR数字滤波器算法。

4.3 实验器材6713DSP 开发板x1USB 数据线x1供电线x1电脑x14.4 实验原理1.一个长度为N+1的因果FIR滤波器传输函数H(z)是的N次多项式：其对应的频率响应函数为：任何长度为N+1的有限长序列x[n]的特性可由其离散时间傅里叶变换X( )的N+1样本完全描述。

因此，要设计一个长度为N+1的FIR 滤波器，可以利用冲击响应序列{h[n]}或频率响应H( )的N+1个样本来进行。

同时为了保证线性相位，必须满足条件:FIR 滤波器的两种直接设计方法为加窗傅里叶级数法和频率抽样法。

本次实验只用加窗傅里叶级数法实现。

2.由于加窗理想滤波器冲击响应序列的幅值响应出现吉布斯（Gibbs ）现象，我们需要利用两边都是逐渐平滑减小到零的窗函数或者在通带到阻带加入平滑的过渡带等方法减弱吉布斯现象。

使用渐缩的窗函数可以使旁瓣的高度减小，但会使主瓣的宽度相应的增加，结果是在不连续点间出现更宽的过渡带。

现将我们常用的长度为N=2M+1的渐变窗函数列举如下：Hann 窗：Mn M N n n w ≤≤---=)],12cos(1[21)(πHamming 窗：Mn M N n n w ≤≤---=)],12cos(46.054.0[)(π Blackman 窗：M n M N n N n n w ≤≤--+--=)],14cos(08.0)12cos(5.042.0[)(ππKaiser 窗：10,)())]1/(21[1()(020-≤≤---=N n I N n I n w ββ4.5 实验步骤1、将6713 DSP开发板接上电源并与计算机连接，打开6713 DSK Diagnostics Utility 检测实验设备是否连接正常。

FIR滤波器在DSP上的实现

FIR 滤波器在DSP 上的实现1. 引言在信号处理中，滤波占有十分重要的地位。

数字滤波是数字信号处理的基本方法。

数字滤波与模拟滤波相比有很多优点。

它除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外，还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。

数字滤波是语音处理、图像处理、频谱分析等应用中的基本处理算法。

DSP 是一种处理数字信号的专用微处理器，主要应用于实时快速地实现各种信号的数字处理算法。

用DSP 芯片实现数字滤波具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点。

数字滤波器分为有限冲激响应滤波器FIR 和无限冲激响应滤波器IIR 。

对称FIR 滤波器在数字信号处理中应用十分广泛，常用于相位失真要求较高的场合，例如：(1)通信系统：调制解调器、综合业务数据网等，都要求保证数据脉冲的形状和通道中的相关时间。

f2)希尔伯特变换器：要求输入输出信号正交。

(3)高保真音响系统：音乐的相位失真必须减到最小，尽可能逼真地重现原来的声音等等。

由于FIR 是全零点的滤波器，因而系统总是稳定的。

这对于系统综合是很重要的。

2. FIR 滤波器的基本结构设h(n)(n=0,1,2,…,N 一1)为滤波器的冲激响应，输入信号为x(n)，则FIR 滤波器就是要实现下列差分方程：10()()()N k y n h k x n k -==-∑ (1)式(1)就是FIR 滤波器的差分方程。

FIR 滤波器的最主要的特点是没有反馈回路，因此它是无条件稳定系统。

它的单位脉冲响应h(n)是一个有限长序列。

由上面的方程可见，FIR 滤波箅法实际上足一种乘法累加运算，它不断地输入样本x(n)，经延时做乘法累加，再输出滤波结果y(n)。

FIR 滤波器的一个分支的延时线，把每一节的输出加权累加，得到滤波器的输出。

结构如图1所示，它由一条均匀间隔的延迟线上对抽失信号进行加权求和构成。

3. 利用MATLAB 确定滤波器的系数设计一个线性相位FIR 低通滤波器，技术指标：通带截止频率fp=1500Hz ，阻带起始频率fst=2250 Hz ，通带允许的最大衰减为Rp=0.25 dB ，阻带应达到的最小衰减为As=50dB 。

DSPFIR滤波器的DSP实现

DSP课程设计报告设计课题：FIR滤波器的DSP实现专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：北华航天工业学院电子工程系DSP 课程设计任务书姓名：专业：电子信息工程班级：指导教师：职称：教授学号：课程设计题目：FIR滤波器的DSP实现设计要求：由实验箱信号发生器产生4KHz的模拟方波，然后进行AD转换，采样频率为64KHz，对采样数字信号进行数字滤波得到正弦波信号，存放在内存单元中观察这些数据的波形，并通过串口DAC转换后输出，在示波器上观察输出信号。

所需仪器设备：电脑，DSP实验箱（含硬件仿真器），示波器。

成果验收形式：演示，在CCS中及在示波器上观测到正确输出信号。

参考文献：1.《TMS320C55X DSP应用系统设计》赵洪亮等编著，北京航空航天大学出版社2.《DSP原理及应用》邹彦主编电子工业出版社3.《DSP原理及应用》胡圣尧等编著，东南大学出版社时间安排1．完成MATLAB设计滤波器；（5月25日，周一）2．ADC、DAC原理及接口设计。

（5月26日，周二）3. 完成整个设计任务：在AD/DA程序中插入设计好的数字滤波器，对采样的数字方波信号进行数字滤波。

并将滤波后的信号通过串口DAC 转换后输出，在示波器上观察得到正确输出信号。

（5月27日，周三）4.验收学生的课程设计成果。

（5月28日，周四）指导教师：2014年月日内容摘要有限长单位冲激响应滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。

因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。

本次课设通过由实验箱信号发生器产生4KHz的模拟方波，然后进行AD转换，采样频率为64KHz，对采样数字信号进行数字滤波得到正弦波信号，存放在内存单元中观察这些数据的波形，并通过串口DAC转换后输出，在示波器上观察输出信号。

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。

通用DSP实现FIR滤波器

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实验三、 FIR滤波器的硬件实现方法实验三、 FIR滤波器的硬件实现方法
一、实验目的：实验目的：
1、了解FIR滤波器的硬件实现方法; 了解FIR滤波器的硬件实现方法; FIR滤波器的硬件实现方法
二、实验原理: 实验原理:
本实验中FIR滤波器的硬件实现方法是以单片机为核心, 本实验中FIR滤波器的硬件实现方法是以单片机为核心,加上外扩展 FIR滤波器的硬件实现方法是以单片机为核心的存储单元及其它电路来实现FIR的滤波运算, 的存储单元及其它电路来实现FIR的滤波运算,我们实现的是一个四阶的 FIR的滤波运算 FIR滤波器选用的是直接型的结构, 其结构如图3 所示: 滤波器, FIR滤波器,选用的是直接型的结构, 其结构如图3-1所示: x(n) h(0) Z-1 h(1) Z-1 h(2) Z-1 h(3) y(n)
0
1000
2000
3000
4000 5000 6000 Frequency (Hz)
7000
8000
9000 10000
图2-2 低通滤波器的频响特性
3
高通滤波器的频率特性如图2 所示: 高通滤波器的频率特性如图2-3所示:
1.5 Magnitude Response
1
0.5
0
0
1000
2000
3000
2
低通滤波器的频率特性如图2 所示: 低通滤波器的频率特性如图2-2所示:
50 Magnitude (dB) 0 -50 -100 -150
0
1000
2000
3000
400Hz)
7000
8000
9000 10000
0 Phase (degrees) -500 -1000 -1500 -2000

FIR滤波器在DSP上的实现

FIR滤波器在DSP上的实现
1引言
近年来，随着数字信号处理（DSP）技术的发展，自由响应滤波器（FIR）已成为DSP系统的核心部分，广泛用于各种应用，如声学信号处理、通信器件、生物医学信号处理等。

本文首先介绍FIR滤波器的基本原理，之后介绍如何在DSP上实现FIR滤波器，主要介绍两种实现方法：延迟求和和移位加法（Shift-Add）。

最后，将对比分析两种实现方法的优劣，并分析哪些条件下使用移位加法。

2FIR滤波器的原理
输入的时域信号x[n]经过一系列不同阶数的延迟单元滤波器系数h[n]的乘法和求和运算，从而得到输出的时域信号y[n]，即
y[n]=\sum_{k=0}^{k=N}h_{k}x[n-k]
其中，x[n]表示输入时域信号，h[n]表示滤波器系数，y[n]表示输出时域信号，N表示滤波器的阶数。

3在DSP上实现FIR滤波器。

实验十二FIR滤波器的DSP实现

实验十二 FIR滤波器的DSP实现座位号: 第一组B5姓名: 于杏 1104210311小组成员：陈翔宇1104210101董泽人1104210202指导老师: 李彧晟2014年一、实验目的１、巩固数字FIR滤波器的概念２、理解定点DSP中数的定标、有限字长、溢出等概念３、理解算法现实中实时的概念４、掌握DSP软件开发过程及基本调试方法５、了解C和汇编实现算法的区别二、实验仪器计算机、C2000 DSP 教学实验箱、XDS510USB仿真器、示波器，信号源。

三、注意事项进入CCS顺序：１、打开C2000实验箱电源（确认实验箱电源正常加载）２、点击CCS2(C2000) 进入开发界面退出CCS顺序：３、关闭CCS2(C2000)应用程序４、关闭C2000实验箱电源５、严格控制输入信号的幅度，在示波器上确认幅度小于5V后，再接入实验箱。

６、利用CCS查看DSP内存数据或作图显示时，最好先停止程序运行。

３四、实验内容１、针对FIR算法，设计滤波器系数，完成数据的定标，查看滤波器特性曲线。

２、建立工程，编写DSP的主程序，并对工程进行编译、链接，利用现有DSP 平台实现FIR滤波器算法，通过信号源、示波器理解滤波器特性，验证实现与理论设计的一致性。

五、实验要求实验指导书上的要求：１、独立完成项目编译、链接、调试的全过程；２、当输入信号为正弦信号时，改变正弦信号频率，观察示波器，记录各频点对应的幅度，并描点做图，与理论设计的幅频曲线比对，做误差分析。

实际测量幅频曲线与理论曲线均需附在实验报告中，指出FIR滤波器系数的设计参数指标。

３、记录FIR核心算法程序执行时间，以及采样时间，判断该系统是否实时。

４、利用数码显示管，添加语句或者编写子程序，使之能够显示实验完成日期。

课件上的要求：５、完成FIR滤波器系数的定点设计并仿真；６、在数据采集程序的基础上，添加FIR模块，实现算法；７、调试程序，实现FIR功能，利用硬件验证；８、改变输入正弦信号频率，记录对应的幅度，描点作图，与理论幅频曲线比较（同要求2）；９、数码管轮流显示实验者的学号；１０、验证系统的实时性，测试采样周期以及计算时间（同要求3）。

DSP软件编程(fir滤波器)

x(n-1) x(n) z-1 z-1 x(n-N+1) z-1 bN - 1 bN - 2 b1 b0 + y(n)
FIR滤波器的单位冲激响应 FIR滤波器的单位冲激响应h(n)为有限长序列。滤波器的单位冲激响应h 为有限长序列。若h(n)为实数，且满足偶对称或奇对称的条件，为实数，且满足偶对称或奇对称的条件，则FIR滤波器具有线性相位特性。 FIR滤波器具有线性相位特性。滤波器具有线性相位特性偶对称：偶对称：h(n)= h(N-1-n)；奇对称：奇对称：h(n)= -h(N-1-n)。偶对称线性相位FIR滤波器的差分方程： FIR滤波器的差分方程偶对称线性相位FIR滤波器的差分方程：
FIR滤波器的DSP实现 FIR滤波器的DSP实现滤波器的DSP
在数字信号处理中，滤波占有极其重要的地位。在数字信号处理中，滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音处理、图像处理、模式识别、数字滤波是语音处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用中的基本处理算法。 DSP芯片实现数字滤析等应用中的基本处理算法。用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点外，还具有灵活性好等特点。点外，还具有灵活性好等特点。数字滤波器是DSP的基本应用， DSP的基本应用数字滤波器是DSP的基本应用，分为有限冲激响应滤波器FIR和无限冲激响应滤波器IIR 应滤波器FIR和无限冲激响应滤波器IIR。 FIR和无限冲激响应滤波器IIR。本节主要讨论FIR滤波器的基本结构、 FIR滤波器的基本结构本节主要讨论FIR滤波器的基本结构、设计方法 DSP实现方法实现方法。和DSP实现方法。
y (n) = ∑ bi x( n − i )

DSP论文-FIR滤波器的DSP实现

FIR滤波器的DSP实现一．实验中出现的错误：错误一/fdacoefs.h 为Matlab 生成的系数表头文件，刚开始没办法正常运行导入到工程的C语言源代码，原因是下面框图所示，修改fdacoefs.h 中的代码后，要将.h 文件与工程文件放入同一个文件夹中。

1.新建工程2.编写C 语言源代码并导入工程#include "stdio.h"#include "fdacoefs.h"#define N 81#define LEN 200long yn;int input[LEN];int output[LEN];void main(){int i,j;int *x;for(j=0;j<LEN-1;j++){x=&input[j];yn = 0;for(i=0; i<N-1; i++)yn += B[i]*(*x++);output[j]=yn>>15;}while(1);}错误二：开始的时候还在工程中导入了rts.libwen文件，结果出现上面显示的错误，最终将.lib从工程中移除后编译成功。

错误三：错误三是最终出打开之前Matlab 生成的input.dat 文件，设置完Address时，Adress不能正确设置，导致出现上述错误。

在将实验全部重新调试多变，找张琼英和江杰都重新将程序重新运行后，仍然得不到解决。

程序运行全部正确，换了台电脑最后做出结果，得出的解释可能是自己的电脑出了问题，因为用记事本打开的inputdat文件全是乱码，而在别人的电脑上打开是正确的。

考虑到系统最近运行不畅，感觉是这个原因。

以上是程序及调试过程中出现的主要错误。

二．实验目的和要求：旨在研究FIR滤波器的DSP实现方法。

软件仿真利用C语言产生一个方波暑假文件fir_in.dat,利用CCS的探针和中断调试功能读入数据文件作为FIR滤波器的输信号，经FIR滤波后输出正弦信号fir_out.dat文件，然后对该输出文件用图形文件显示出来。

FIR数字滤波器的DSP实现

FIR数字滤波器的DSP实现摘要：在分析了FIR数字滤波器主要特点的基础上，采用最大误差最小化准则的等波纹迫近法，来设计FIR数字滤波器。

然后通过Matlab程序设计语言中Remez函数和Remezord 函数计算FIR数字滤波器的系数,并基于美国德州仪器公司生产的TMS320C5402芯片的数字信号处理功能,应用DSP 汇编语言编程实现了该滤波器,使不同阶数的FIR数字滤波器都可以用Matlab所得到的结果来修改DSP程序中的数据子程序。

关键词：FIR数字滤波器；数字信号处理；Remez函数；Remezord函数；MatlabFIR滤波器的结构主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈。

并且FIR滤波器很容易获得严格的线性相位特性，避免被处理信号产生相位失真。

而线性相位体现在时域中仅仅是h( n)在时间上的延迟，这个特点在图像信号处理、数据传输等波形传递系统中是非常重要的。

此外，他不会发生阻塞现象，能避免强信号淹没弱信号，因此特别适合信号强弱相差悬殊的情况。

其主要的不足之处是，其较好的性能是以较高的阶数为代价换来的。

因此，在保证相同性能的前提下，努力降低其阶数是FIR数字滤波器设计的重要因素之一。

下面介绍应用Matlab和DSP芯片来实现FIR滤波器的通用模式。

1、FIR滤波器的设计方法通常采用窗函数法设计FIR滤波器方法简单，但是这些滤波器的设计还不是最优的。

首先通带和阻带的波动基本上相等，虽然一般需要δ2<δ1，但是在窗函数法中不能分别控制这些参数。

另外对于大部分窗函数来说，通带内或阻带内的波动不是均匀的，通常离开过渡带时会减小。

若允许波动在整个通带内均匀分布，就会产生较小的峰值波动。

最优化设计是将所有的采样值作为变量，在某一优化准则下，通过计算机进行迭代运算得到的最优结果。

其优化准则可以使用均方误差准则。

但实践证明，应用最大误差最小化准则的等波纹迫近法是更为实用的方法，应用他设计时，阶数、通带和阻带的边缘以及误差的加权函数都可以自由选择，十分灵活，设计得到的滤波器，其误差在整个频率范围内均匀分布，因而可以以最低的阶数迫近提出的指标要求。

FIR滤波器的DSP实现

进行相关参数计算。在计算结果中我们可以看到该滤波器的一些相关曲线，如幅频响应、相频响应、冲激响应等以及具体的系数值。
计算的结果可通过File下拉菜单中的Export命令取出，点击 Export打开Export对话框，点击OK按钮可将滤波器系数数据存放到当前工作空间，并以Num命名。
* 观察输入数据及输出数据的时域及幅频图
线性相位，同时又可以具有任意的幅度特性。滤波器一定是稳定的。
*FIR 滤波器的单位抽样响应是有限长的，因而 FIR
*只要经过一定的延时，任何非因果有限长序列都
能变成因果的有限长序列，所以FIR滤波器总能用因果系统来实现。比IIR滤波器的要高。
*但是，要取得很好的衰减特性，FIR滤波器的阶次
*
*
* FIR滤波器的一种直接型实现，结构如下图所示，它由一条均
匀间隔的延迟线上对抽样信号进行加权求和构成。
*
* 窗函数设计法 * 频率抽样设计法 * 等波纹逼近计算机辅助设计法
*
* 对于N级的FIR滤波器，在数据存储器中开辟一个称之为滑窗
的N个单元的缓冲区，滑窗中存放最新的N个输入样本。每次输入新的样本时，一新样本改写滑窗中的最老的数据，而滑窗中的其他数据不需要移动。
*
*
* FIR滤波器是指系统的单位脉冲响应h[k]仅在有限范
围内有非零值的滤波器。M阶FIR滤波器的系统函数 H(z)可以表示为：
* 它是z-1的M阶多项式，在有限z平面H(z)有M个零点，
而它的M个极点都位于z平面原点z=0。
* FIR数字滤波器的特点
*有限长单位冲激响应（FIR）可以做成具有严格的
* 利用片内BK（循环缓冲区长度）寄存器对滑窗进行间接寻址。

FIR滤波器的DSP实现

H(z) h(i)z i （7-2）
i0
● 如图7-10所示为横截型（又称直接型或卷积型）FIR数字滤波器的结构
图。
x(n) h(0)
Z-1 h(1)
Z-1 h(2)
Z-1 h(N-2)
图7-10 横截型FIR数字滤波器的结构图
h(N-1) y(n)
1 线性缓冲区法
● 线性缓冲区法又称延迟线法。其方法是：对于n=N的FIR滤波器，在数据存储器中开辟一个N单元的缓冲区，存放最新的N个样本；滤波时从最老的样本开始，每读一个样本后，将此样本向下移位；读完最后一个样本后，输入最新样本至缓冲区的顶部。
.set 1
KS
.set 256
;输入样本数据个数
COEF_FIR .sect "COEF_FIR"
;FIR滤波器系数
●N
.set
17
;FIR滤波器阶数
.word 0,158,264,-290,-1406,-951,3187,9287,12272
.word9287,3187,-951,-1406,-290,264,158,0
区的长度为N/2。缓冲区指针AR2指向New 缓冲区中最新的数据；AR3指向Old 缓冲区中最老的数据，并在程序存储器中设置系数表，如图7-18所示。
2.(AR2)+(AR3)→AH（累加器A的高位） ● (AR2)-1→AR2，(AR3)-1→AR3 3．将累加器B清0，重复执行以下操作N/2次（i=0，1，2，3）： ● (AH)×系数ai+(B)→B，系数指针（PAR）加1 ● (AR2)+(AR3)→AH，AR2 和AR3减1 ● 并保存或输出结果（结果在BH中）。
MAC

用DSP实现FIR数字滤波器

FIR滤波器具有幅度特性可随意设计、线性相位特性可严格精确保证等优点，因此在要求相位线性信道的现代电子系统，如图像处理、数据传输等波形传递系统中，具有很大吸引力。

本文简单介绍了其线性相位条件和设计方法，并且提供了一种用DSP实现的方法。

关键词：IIR（Infinite Impulse Response）FIR（Finite Impulse Response）DSP （Digital Signal Processor）一、引言在许多信息处理过程中，如对信号的过滤、检测、预测等，都要广泛地用到滤波器，而数字滤波器则因其设计灵活、实现方便等特点而广为接受。

所谓数字滤波器就是具有某种选择性的器件、网络或以计算机硬件支持的计算程序。

其功能本质是按事先设计好的程序，将一组输入的数字序列通过一定的运算后转变为另一组输出的数字序列，从而改变信号的形式和内容，达到对信号加工或滤波以符合技术指标的要求。

二、数字滤波器的两种类型对于一般的数字滤波器，按照单位冲激响应可分为无限长冲激响应IIR（Infinite Impulse Response）系统和有限长冲激响应FIR（Finite Impulse Response）系统。

在IIR系统中，用有理分式表示的系统函数来逼近所需要的频率响应，即其单位冲激响应h(n)是无限长的；而在FIR系统中，则用一个有理多项式表示的系统函数去逼近所需要的频率响应，即其单位冲激响应h(n)在有限个n值处不为零。

IIR滤波器由于吸收了模拟滤波器的结果，有大量的图表可查，可以方便、简单、有效地完成设计，效果很好，但是其相位特性不好控制，必须用全通网络进行复杂的相位较正，才能实现线性相位特性的要求。

FIR滤波器则可在幅度特性随意设计的同时，保证精确、严格的线性相位特性。

这在要求相位线性信道的现代电子系统，如图像处理、数据传输等波形传递系统中，是具有很大吸引力的。

而且，其单位冲激响应是有限长的，不存在不稳定的因素，并且可用因果系统来实现。