DSP课程设计FIR滤波器设计.docx

DSP课程设计

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课题:FIR滤波器设计
指导老师:

日期：2016年7月2日

一、设计目标
功能描述：
FIR低通滤波器是滤除掉高于截至频率的信号，容许低于截止频率的信号通过的电子滤波装置，故称低通滤波器。
内容：
1）设计FIR低通滤波器
2）使用CCS的simulator进行滤波特性测试
参数:
FIR低通滤波器通带频率为5000Hz，采样频率为20000Hz。
二、算法研究
数字滤波是将输入的信号序列，按规定的算法进行处理，从而得到所期望的输出序列，FIR滤波器的差分方程为：

对上式进行Z变换得到FIR滤波器的传递函数为：

由上式可以看出，H(z)是的N-1次多项式，它在z平面内有N-1个零点，同时在原点处有N-1个重极点。N阶滤波器通常采用N个延迟单元、N个加法器与N+1个乘法器，取图中(a)、(b)两种结构。

图FIR滤波器的一般结构

因为FIR滤波器的单位抽样响应是有限长的，所以它永远是稳定的。另外，若对h(n)提出一些约束条件，那么可以很容易地使H(z)具有线性相位，这在信号处理的很多领域是非常重要的。FIR滤波器的设计任务，是要决定一个转移函数H(z)，使它的频率响应满足给定的要求。这里所说的要求，除了通带频率、阻带频率及两个带上的最大和最小衰减和外，很重要的一条是保证H(z)具有线性相位。
三、相应参数的计算
1、FIR滤波器的MATLAB实现
MATLAB是一种功能强、效率高、便于进行科学和工程计算的交互式软件包，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，为用户提供了方便、友好的界面环境。
MATLAB中的工具箱（Toolbox）包含了许多实用程序。它提供了多种FIR滤波器设计方法。
用fir1函数设计FIR滤波器
fir1函数用来设计标准频率响应的基于窗函数的FIR滤波器，可实现加窗线性相位FIR数字滤波器的设计。具体语法如下：b=fir1(n，Wn)
b=fir1(n，Wn，‘ftype’)
b=fir1(n，Wn，Window)
b=fir1(n，Wn，‘ftype’，Window)
其中n为滤波器的阶数；Wn为滤波器的截止频率；ftype为用来决定滤波器的类型，当ftype=high时，可设计高通滤波器；当ftype=stop时，可设计带阻滤波器。Window为用来指定滤波器采用的窗函数类型，Window参数可采用的窗口函数有：Boxcar，Hanning，Bartlett，Blackman，Kasier和chebwin等，其默认时为Hamming窗，从而得到滤波器的系数。
本课程设计设计低通滤波器，采用b=fir1(n，Wn)。
2、利用MATLAB计算滤波器系数
1）生成.inc文件，通带频率为5000HZ

2）生成.dat文件，输入信号频率分别为2000Hz和8000Hz
四、编写源程序
1）.asm程序
.global start,fir
.mmregs
COFF_FIR_START:.sect"coff_fir"
.include "0205\\0205.inc"

K_FIR_BFFR .set 64
d_data_buffer .usect "fir_bfr",64
FIR_DP .usect "fir_vars",0
d_filin .usect "fir_vars",1
output .usect "fir_vars",1
input .usect"fir_vars",1
d_filout .usect "fir_vars",100h
stacksize.set256
stack.usect"fir_vars",stacksize

.asg AR4,FIR_DATA_P
.asg AR6,INBUF_P
.asg AR7,OUTBUF_P
.asg AR3,OUTBUF
.asg AR2,INBUF
.sect "fir_prog"
nop
start:
stm#stack+stacksize,SP
LD #FIR_DP,DP
STM #d_data_buffer,FIR_DATA_P
RPTZA,#K_FIR_BFFR-1
STL A,*FIR_DATA_P+
STM #d_filin,INBUF_P
STM #d_filout,OUTBUF_P
STM #output,OUTBUF
STM #input,INBUF
STM #100h,BK
fir_loop:
NOP;AddBreakpoint&porbepoint
LD *INBUF_P,A
STL A,*INBUF
CALL fir
STH