基于DSP的FIR数字滤波器的设计.doc

武汉理工大学硕士学位论文基于DSP的FIR数字滤波器的设计姓名：冉茂华申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：陈三宝20060401武汉理工大学硕士学位论文摘要本文阐述了数字滤波器的特点和设计方法，对FIR和IIR滤波器进行了比较，对数字滤波器的应用范围、应用前景和发展历程作了详细的说明。介绍了利用MATLAB设计FIR滤波器的各种方法(包含窗函数设计法、频率样本设计法、等波动法和最小二乘法)以及如何用MATLAB中的滤波器设计工具fdat001设计各种类型的滤波器。选用TMS320LF2407A作为处理芯片进行硬件电路设计，根据最小系统的设计要点和注意事项设计了外围电路，包括时钟信号产生电路、DSP芯片供电电源电路、A／D数据采集、D／A数据恢复、前置放大电路及sPI串行通信接口电路、sPI接口寄存器配置等基本内容，结合外围电路原理完成系统原理图硬件电路设计。软件设计中通过MATLAB／SIMuLINK环境中图形化的方式建立数字信号处理的模型进行DsP的设计和仿真验证，将设计的图形文件．mdl直接转换成c语言程序在CcS中运行。软件通过添加A巾、D／A接口程序，调试、编译后就可以下载到DsP目标板中。利用MATL～B软件开发产品加速了开发周期，比直接在ccs中编程方便快捷了很多，对于任何复杂功能的DsP系统，只需要进行少量的添加和修改就能完成功能正确的C语言程序设计。以一个F氓数字带阻滤波器的实现为例对TMS320LF2407A硬件接口电路及DSP程序进行调试，使之达到设计指标。设计的电路通过软件进行了验证并进行了环境实验，多次实验证明了电路工作稳定，满足设计要求。同时验证了FIR数字滤波器的线性相位，从该滤波器的相频响应曲线可以看出，滤波器输入和输出波形只有时间上的延迟，没有波形畸变。该Fm滤波器的相位响应可为严格的线性，因此它不存在延迟失真，只有固定的时间延迟，适用于图像信号处理、数据传输等以波形携带信息的系统。武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTThisarticletellsusthecharacteristicsanddesignmethodsofdigitalfilter，ItcomparedFⅡ己withIIRdigital矗lteraIlddetailedlynarratedtheapplicationarea、app|ic“onforegroundanddeVelopmentofdigitalnherItpanicularlyintroducesthedesignmethodofFIRdigitalnlterbasedontheso胁areM肖扎ABandhowtodesigndigital6herswithfaatoolwhichisthefilterdesigningtoolofMATLABChoosetheTMS320LF2407Aastheprocessingchiptodesignthehardwarecircuit，onthebasisofthedesigningpoim，designtheperipheralcircuit，suchasclocksignalcircuit，powersupplycircu“，A／DconVersion，D／Aconversion，dataamplifyingcircuit，SPIcommunicationconnectioncircuitandSPIregistersconfigurationCombiningtheperipheralcircuitfinishthesystemhardwarecircuit．InthesORwaredesigning，usingM衄LAB，Slmulinksetupthemodel0fdatasignalprocessingandgoingalongtheimitating．ThefigurefilecanbemadeimotheClanguageprogr锄whichisdownedimotheDSPaimingboardThisprogramneededappendingA，DandD／Ameetingprogram，debuggingandeditingItcandesignandrealizemanymnctionsusingthesemodelsandotherdigitalsignalprocessingmodelsundertheconditionofSimuliIlI(Theprogramcanbemod墒edandeditedinthedevelopmentenvironmemCCSMA=rLABacceleratedevelopingperiodandbemoreconveniemthan