基于DSP的FIR数字低通滤波器设计.doc

电气控制技术应用设计题目基于DSP的FIR数字低通滤波器设计二级学院电子信息与自动化学院专业电气工程及其自动化班级学生姓名黄鸿资学号学生姓名姜天宇学号指导教师蒋东荣时间：2023年8月29日至2023年9月9日考核项目平时成绩20分设计35分报告15分答辩30分得分总分考核等级教师署名一绪论3（一）课题设计的目的3（二）课题内容3（三）设计方法3(四）课程设计的意义4二FIR滤波器基本理论4（一）FIR滤波器的特点4（二）FIR滤波器的基本结构4（三）Chebyshev逼近法5三用MATLAB辅助DSP设计FIR滤波器5（一）运用fir函数设计FIR滤波器并在在MATLAB环境仿真5（二）Matlab中自带工具箱FDATool快速的实现滤波器的设计101.拟定一个低通滤波器指标102.打开MATLAB的FDATool103.选择DesignFilter104.滤波器分析115.导出滤波器系数12（三）滤波器设计总结12（四）DSP所需文献配置13四基于DSP的FIR滤波器实现13（一）DSP中滤波器的算法实现131.线性缓冲区法132.循环缓冲区法14（二）C语言实现FIR14（三）CSS仿真调试15（四）滤波器的仿真测试16五DSP数字滤波器与硬件低通滤波器对比19（一）二阶有源低通滤波电路的构建19（二）二阶低通滤波器参数计算20（三）在protues环境下的仿真测试20（四）实物硬件连接以及测试结果20（五）运用FilterPro的低通滤波器设计221选择filter类型222滤波器参数设定223滤波器的算法选择234滤波器的拓扑结构选择23（六）DSP数字滤波器与硬件电路滤波器对比总结24六课程设计总结24参考文献26摘要DSP芯片是一种特别适合数字信号解决运算的微解决器，重要用来实时、快速实现各种数字信号解决算法。FIR数字滤波器具有严格的线性相位、总是稳定等特点而广泛应用于数字信号解决的各个领域，是一个重要的研究课题。本文重要研究了低通数字滤波器的基本理论，在MATLAB坏境下设计FIR低通数字滤波器，重要用窗函数法及运用MATLAB的滤波器设计工具的设计方法，编写相应的MATLAB语言，进行具体的仿真分析。用TMS320C5402的DSP芯片软件，编写了DSP的FIR低通数字滤波算法，用MATLAB中生成的滤波器系数导入DSP中设计的滤波器函数中。在ccs环境中，一方面根据算法编写C语言文献，在编写完毕后再编写cmd文献和在库中添加lib文献保证C语言程序文献可以对的编译链接。DSP的输入信号可以又MATLAB软件进行编写，在程序测试的时候可以导入进行观测。在这次课程设计末尾，为了验证DSP设计的低通滤波器相对于运算放大器所设计的硬件电路的优势，运用protues软件和FilterPro软件进行硬件电路的设计仿真。采用信号发生器产生所需信号，运用示波器显示。将DSP设计的滤波器与硬件设计的滤波器进行比较分析其优劣。最后根据得到的结果对滤波后的结果进行分析，找出设计过程中存在的问题，并想办法从电路元件或者软件算法方面对其进行一定改良。通过这次课程设计可以掌握CCS，MATLAB，protues等软件的基本使用和焊接简朴电路的动手能力。关键词：数字低通滤波器FIRMATLABTMS320C54XXDSP引言现代生活中，越来越多的电子产品把数字信号解决（DSP)作为技术核心，DSP已经作为推动数字化进程的动力。作为数字化最重要的技术之一，DSP无论是在其应用领域的深度还是广度，正在以前所未有的速度发展。数字信号解决器，也称DSP芯片，是针对数字信号解决需要而设计的一种具有特殊结构的微解决器。随着数字化技术的飞速发展，DSP在电子信息、通信、无线电、自动控制、仪表技术等方面应用广泛。在数字信号解决中，数字滤波器占有极其重要的位置。是象解决、指纹辨认、模式辨认、谱分析等应用中一个基本的解决算法。在许多信号解决应用中运用数字信号滤波器代替模拟信号滤波器有很大的优势，数字信号滤波器容易实现不同幅度和相位频率特性指标，克服了与模拟信号解决器性能相关的电压漂移、温度漂移和噪声问题。用DSP实现数字滤波具有稳定性好、精确度高和不受环境影响。数字滤波器又分为无限冲激响应滤波器(IIR)和有限冲激响应滤波器(FIR)。FIR滤波器具有不含反馈环路、结构简朴以及可以实现的严格线性相位等优点，因而在对相位规定比较严格的条件下，采用F1R数字滤波器。同时，由于在许多场合下，需要对信号进行实时解决，因而对于单片机的性能规定也越来越高。采用DSP控制器就可以提高数字信号解决运算的能力，可以对数字信号做到实时解决。而普通的单片机例如MCS-51难以满足这一规定。用可编程DSP芯片实现数字滤波的又一优势是:通过修改滤波器的参数十分方便的改变滤波器的特