FIR滤波器DSP实现课程设计.doc

课程设计一FIR滤波器的DSP实现一、课程设计目的1、复习用C语言对数字信号处理器的编程方法，熟悉如何使用C5000系列数字信号处理器中的模数转换器；2、复习用窗函数法设计FIR数字滤波器；3、对TMS320VC5509编程实现不同参数的FIR滤波器。二、课程设计原理（一）TMS320VC5509简介TMS320VC5509是TI公司出产的定点DSP芯片，它的源代码与C54x系列兼容，但速度更快，时钟频率可达300MHz，功耗是C54x系列的1/6。C5509的CPU内部有2个乘法器、1个40位的加法器、1个16位的加法器、4个累加器。共有12组总线，其中3组数据存储器读总线，2组数据存储器写总线，及相应5组数据存储器地址总线，程序存储器读总线及地址线各一组。片内外设资源也比C54x系列数字信号处理器丰富，4通道10位A/D、DMA单元、RTC电路、McBSP、定时器等。本设计中将用到A/D单元。TMS320C5509A内部有一个4通道10位A/D，相关寄存器有4个，通过对这4个寄存器的操作来控制A/D模块。1.、ADC控制寄存器：ADCCTLADCSTART：0无作用；1启动A/D转换CHSELECT：从4个模拟通道中选择一个作为输入信号Reserved：保留2、ADC数据寄存器：ADCDATAADCBUSY：0ADC数据准备好，即A/D转换结束；1正在进行A/D转换CHSELECT：从4个模拟通道中选择一个作为输入信号ADCDATA：A/D转换得到的10位二进制数3、ADC时钟控制寄存器：ADCCLKCTLIDLEEN：0不允许ADC处于休眠状态；1允许ADC处于休眠状态CPUCLKDIV：决定ADC时钟频率ADCClock：(CPUClock)/(CPUCLKDIV+1)4、ADC时钟分频寄存器：ADCCLKDIVSAMPTIMEDIV：与CONVRATEDIV一起决定采样/保持周期ADCSampleandHoldTime=(ADCClockPeriod)*2*(CONVRATEDIV+1+SAMPTIMEDIV)CONVRATEDIV：决定A/D转换时钟频率ADCConversionClock=(ADCClock)/(2*(CONVRATEDIV+1))完成一次A/D转换需要13个A/D转换时钟，所以，一次转换时间是t=13/ADCConversionClock一次完整的A/D转换时间是采样/保持周期和转换时间的和，采样频率是其倒数ADCTotalConversionTime=ADCSampleandHoldPeriod+tSamplingRate=1/ADCTotalConversionTime（二）窗函数法设计FIR滤波器的原理根据阻带最小衰减和过渡带宽选择合适的窗函数，实现不同指标的各种类型FIR数字滤波器的设计。1、利用窗函数设计FIR滤波器的具体步骤如下：（1）由给定的滤波器的幅频响应参数求出理想的单位脉冲响应hd(n)（下面已给出，直接用）。（2）根据下表，由阻带最小衰减选择窗函数类型w(n)，由设计指标和过渡带宽△ω确定滤波器阶数N，对于高通滤波器，N只能取奇数。（3）计算滤波器的单位脉冲响应h(n)＝hd(n)w(n)。窗函数加窗后滤波器性能指标过渡带宽Δω阻带最小衰减/dB矩形窗0.9×2π/N21三角形窗2.1×2π/N25汉宁窗3.1×2π/N44海明窗3.3×2π/N53布拉克曼窗5.5×2π/N742、理想滤波器单位脉冲响应hd(n)(1)理想低通滤波器单位脉冲响应(2)理想高通滤波器单位脉冲响应(3)理想带通滤波器单位脉冲响应(4)理想带阻滤波器单位脉冲响应3、典型窗函数（1）矩形窗(RectangleWindow)（2）三角形窗(BartlettWindow)（3）汉宁(Hanning)窗，又称升余弦窗（4）海明(Hamming)窗，又称改进的升余弦窗（5）布拉克曼(Blankman)窗，又称二阶升余弦窗详细设计原理参见程佩青的《数字信号处理教程》第7.3节窗函数设计法。三、课程设计步骤观察实验箱各部分元件，连接电源线，打开实验箱上的主电源（位于左上角）和开发板电源（位于右下角）。1、安装驱动（1）将服务器user14（或15、或16）上的FIRs文件夹拷贝到自己电脑的E盘中；（2）双击E盘FIRs文件夹中的usbdrv.exe，安装仿真器驱动程序到c:\TI2下；（3）将方形下载线与实验箱上橙色铁盒接口相连；在弹出的“找到硬件向导”会话框中依次做如下操作：选“否，暂时不”→下一步→从列表指定位置安装→下一步→浏览框中选择c:\TI2\ICETEK→完成。2、配置并运行CCS（1）双击SetupCCS2(C5000)；（2）在ImportConfiguration框中选择ICETEKUSB