DSP综合课程设计-基于TMS320C5402的FIR数字滤波器的设计汇.doc

DSP综合课程设计 题目：基于TMS320C5402的FIR数字滤波器的设计 姓名： 目录 摘要 - 3 - 1.数字滤波器设计原理 - 4 - 1.1 数字滤波器的定义和分类 - 4 - 1.2 数字滤波器的优点 - 5 - 1.3 FIR滤波器的基本原理 - 6 - 1.3.1 FIR数字滤波器的特点和结构 - 6 - 1.3.2 FIR滤波器的优点 - 8 - 1.4 FIR和IIR滤波器的比较 - 9 - 2.TMS320C54的硬件结构与主要特性 - 10 - 3．数字滤波器的MATLAB辅助设计 - 12 - 3.1 MATLAB简介 - 12 - 3.2 FIR数字滤波器的MATLAB设计原理方法 - 12 - 3.2.1FIR滤波器的设计原理 - 12 - 3.2.3等效最佳一致逼近法 - 17 - 3.3 基于FDAtool的滤波器设计 - 22 - 3.3.1 FDAtool界面介绍 - 22 - 4 数字滤波器的CCS实现 - 24 - 4.1 简述CCS环境 - 24 - 4.2 CCS特点 - 25 - 4.3 CCS的配置 - 25 - 4.4 CCS环境中工程文件的使用 - 26 - 4.4.1 建立工程文件 - 26 - 4.4.2 创立新文件 - 27 - 4.4.3 向工程中添加文件 - 27 - 4.5 编译链接装载 - 28 - 4.6利用 Matlab 产生噪声信号用于滤波器测试 - 29 - 4.7 将滤波器设计文件载入到内存中 - 31 - 4.8 查看滤波器滤波效果 - 31 - 4.9 观察结果 - 33 - 5 总结 - 34 - 6 附录 程序清单 - 35 - 摘要: 滤波器的设计是数字信号处理中最基础的部分，也是比较重要的部分。这次有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器的设计考虑了如下三种方案：分别采用通用单片机、DSP 芯片、FPGA，考虑各种方案的优缺点以及这次设计的目的和用途，在本次设计中采纳第二中方案。首先采用MATLAB对滤波器进行仿真，使用的是它自带的函数库，仿真成功后得到滤波器的滤波系数，然后再基于TMS320VC5402 DSP 芯片采用C语言实现FIR数字滤波器。其中用到了CCS作为DSP开发环境。FIR滤波器主要采用非递归结构，因此在有限精度运算中不存在稳定性问题，误差较小。而且它能适应某些特殊的场合，如构成微分器或微分器，因而有更大的适应性。 关键字: 滤波器、FIR、MATLAB、TMS320C54X、DSP、CCS数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。因此，数字滤波器本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用的数字计算机，也可以将所需要的运算编成程序，让通用计算机来执行。从数字滤波器的单位冲击响应来看，可以分为两大类:有限冲击响应(FIR)数字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。滤波器按功能上分可以分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF)按选择物理量分类，滤波器可分为频率选择、幅度选择、时间选择（例如PCM制中的话路信号）和信息选择（例如匹配滤波器）等四类滤波器按处理信号类型分类，可分为模拟滤波器和离散滤波器两大类。其中模拟滤波器又可分为有源、无源、异类三个分类；离散滤波器又可分为数字、取样模拟、混合三个分类。当然，每个分类又可继续分下去，总之，它们的分类可以形成一个树形结构，如图 1.2 数字滤波器的优点 相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移，能够处理低频信号，频率响应特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等，这些优势决定了数字滤波器的应用将会越来越广泛。同时DSP处理器(Digital Signal Processor)的出现和FPGA(FieldProgrammable Gate Array)的迅速发展也促进了数字滤波器的发展，并为数字滤波器的硬件实现提供了更多的选择。 数字滤波器具有以下显著优点: 精度高:模拟电路中元件精度很难达到10-，以上，而数字系统17位字长就可以达到10-5精度。因此在一些精度要求很高的滤波系统中，就必须采用数字滤波器来实现。 灵活性大:数字滤波器的性能主要取决于乘法器的各系数，而这些系数是存放在系数存储器中的，只要改变存储器中存放的系数，就可以得到不同的系统，这些都比改变模拟滤波器系统的特性要容易和方便的多，因而具有很大的灵活性。 可靠性高:因为数字系统只有两个电平信号:1”和“0，受噪声及环境条件的影响小，而模拟滤波器各