FIR數(shù)字濾波器的MATLAB設(shè)計與基于TMS320F2812-DSP處理器的與實現(xiàn)

1、 鄭州航空工業(yè)管理學院 電子通信工程系DSP原理及應(yīng)用課程設(shè)計報告設(shè)計題目：基于TMS320F2812 DSP處理器的FIR濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)學號： 0913082305 專業(yè)： 電子信息工程 設(shè)計日期： 2012 . 6 . 14 指導老師： 趙 成 閆利超 TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc18587 一、引言 PAGEREF _Toc18587 4 HYPERLINK l _Toc8876 二、 設(shè)計目的 PAGEREF _Toc8876 4 HYPERLINK l _Toc9959 三、設(shè)計要求 PAGEREF _Toc9959 5 HYPERLINK l _

2、Toc14239 四、 總體設(shè)計 PAGEREF _Toc14239 6 HYPERLINK l _Toc28462 4.1利用Matlab軟件的FDATool工具設(shè)計FIR濾波器 PAGEREF _Toc28462 6 HYPERLINK l _Toc1415 4.1.1有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器的基礎(chǔ)理論 PAGEREF _Toc1415 6 HYPERLINK l _Toc23772 4.1.2 利用Matlab軟件的FDATool設(shè)計FIR濾波器 PAGEREF _Toc23772 7 HYPERLINK l _Toc21360 4.1.3提取濾波器參數(shù) PAGEREF _Toc21360

3、 12 HYPERLINK l _Toc22251 4.2 CCS環(huán)境下FIR濾波器的設(shè)計及軟件仿真 PAGEREF _Toc22251 13 HYPERLINK l _Toc16384 4.2.1 程序流程圖 PAGEREF _Toc16384 13 HYPERLINK l _Toc28318 4.2.2 在CCS集成開發(fā)環(huán)境下新建FIR濾波器工程 PAGEREF _Toc28318 13 HYPERLINK l _Toc6110 4.2.3觀察濾波前后的信號的時域波形及FFT Magnitude波形 PAGEREF _Toc6110 14 HYPERLINK l _Toc25794 4.2

4、.4 程序清單 PAGEREF _Toc25794 16 HYPERLINK l _Toc11355 4.3 對實時采樣信號進行濾波的FIR濾波器的實現(xiàn) PAGEREF _Toc11355 18 HYPERLINK l _Toc29237 4.3.1 程序清單 PAGEREF _Toc29237 18 HYPERLINK l _Toc5221 4.3.2 測試效果 PAGEREF _Toc5221 22 HYPERLINK l _Toc13713 4.3.3 SCI串行數(shù)據(jù)傳輸 PAGEREF _Toc13713 22 HYPERLINK l _Toc20999 五、 總結(jié) PAGEREF _

5、Toc20999 27 HYPERLINK l _Toc30498 六、參考文獻 PAGEREF _Toc30498 28一、引言隨著信息和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理已成為當今極其重要的學科和技術(shù)領(lǐng)域之一。它在通信、語音、圖像、雷達、軍事、航空航天等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在數(shù)字信號處理的基本方法中，通常會涉及到變換、濾波、頻譜分析、調(diào)制解調(diào)和編碼解碼等處理。其中，濾波是應(yīng)用非常廣泛的一個環(huán)節(jié)，數(shù)字濾波器的理論與相關(guān)設(shè)計也一直都是人們研究的重點之一。數(shù)字濾波器根據(jù)其沖激響應(yīng)函數(shù)的時域特性，可分為無限長沖激響應(yīng)(I-IR)濾波器和有限長沖激響應(yīng)(FIR )濾波器。其中FIR濾波器具有嚴格的相

6、位特性，同時系統(tǒng)函數(shù)的極點固定在原點上，因而該類型的濾波器是穩(wěn)定的。FIR濾波器的設(shè)計方法主要有窗函數(shù)法、頻率取樣法和最優(yōu)線性相位設(shè)計法。其中窗函數(shù)設(shè)計方法由于其運算簡便、物理意義直觀，已成為工程實際中應(yīng)用最廣泛的方法，本文從FIR數(shù)字濾波器的原理與基本設(shè)計步驟出發(fā)，對FIR數(shù)字濾波器在MATLAB中的仿真與設(shè)計的基本思路做了闡述，并在定點DSP上實現(xiàn)了滿足要求的FIR濾波器。設(shè)計目的 （1）掌握用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器的原理及方法，熟悉線性纖維FIR濾波器的幅頻特性和相頻特性，熟悉不同的窗函數(shù)對濾波器性能的影響。掌握使用matlab編程的基本方法，學會利用fdatool 工具來快速設(shè)計滿足

7、需要的濾波器。掌握TMS320F2812 DSP處理器開發(fā)的程序框架結(jié)構(gòu)，學習驅(qū)動TMS320F2812 DSP處理器程序編寫并能使其正常工作。實習驅(qū)動ADC模塊實現(xiàn)信號的實時采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換。掌握使用TMS320F2812 DSP處理器實現(xiàn)FIR數(shù)字低通濾波器的設(shè)計方法，并能夠?qū)崟r采集輸入信號并濾除高頻信號再通過SCI串口傳輸?shù)接嬎銠C顯示。三、設(shè)計要求1、利用Matlab軟件的FDATool工具設(shè)計FIR濾波器，并提取濾波器參數(shù)；2、在CCS集成開發(fā)環(huán)境下，利用第1步得到的濾波器參數(shù)，利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器程序，觀察輸入信號及濾波后得到的輸出信號的時域波形及FFT Magnitude波形

8、；3、利用TMS320F2812的ADC片內(nèi)外設(shè)的外圍電路實時采集的混頻信號數(shù)據(jù)，使用1個51階的FIR低通濾波器，在CCS中設(shè)計FIR濾波器程序?qū)崿F(xiàn)濾波，觀察相關(guān)波形及濾波效果，通過SCI接口將數(shù)據(jù)傳送到計算機上；4、（選做）利用TI公司的TLV320AIC23高性能立體聲音頻Codec芯片，通過MIC或音頻接口采樣音頻信號，對采樣的音頻信號做濾波運算，進行低音加重處理，再將運算過的音頻數(shù)據(jù)通過揚聲器播放出來?？傮w設(shè)計 MATLAB是一套用于科學計算的可視化高性能語言與軟州環(huán)境。它集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，構(gòu)成了一個界面友好的用戶壞境。它的信號處理具箱包含了各種經(jīng)典的和

9、現(xiàn)代的數(shù)字信號處理技術(shù)，是個非常優(yōu)秀的算法研究與輔助設(shè)備的工具。在設(shè)計數(shù)字濾波器時，通常采用MATLAB未進行輔助設(shè)計和仿真。 利用MATLAB信號處理工具箱進行數(shù)字濾波器設(shè)計總的來說有三種方法:程序設(shè)計法、FDATool設(shè)計法和SPTool設(shè)計法。程序設(shè)計法是由設(shè)計者通過編寫程序，利用MATLAB信號處理工具箱提供的各種窗函數(shù)、濾波器設(shè)計函數(shù)和濾波器實現(xiàn)函數(shù)來完成濾波器的設(shè)計，要求設(shè)計者熟悉工具箱的各種函數(shù)，具有一定的編程能力，對于初學者有一點困難;而FDATool設(shè)計法和SPTool設(shè)計法相對比較簡單，F(xiàn)DATooI工具箱和SPTool工具箱具有交互式的友好設(shè)計界面，只要填入設(shè)計參數(shù)點擊按

10、鈕，相應(yīng)的濾波器就設(shè)計完成了，使用起來非常方便。下面將使用FDATool設(shè)計法的FIR濾波器設(shè)計。4.1利用Matlab軟件的FDATool工具設(shè)計FIR濾波器4.1.1有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器的基礎(chǔ)理論濾波器就是在時間域或頻域內(nèi)，對已知激勵產(chǎn)生規(guī)定響應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，使其能夠從信號中提取有用的信號，抑制并衰減不需要的信號。濾波器的設(shè)計實質(zhì)上就是對提出的要求給出相應(yīng)的性能指標，再通過計算，使物理可實現(xiàn)的實際濾波器頻率響應(yīng)特性逼近給出的頻率響應(yīng)特性。FIR 數(shù)字濾波器系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： （1）由此得到系統(tǒng)的差分方程： （2）若FIR 數(shù)字濾波器的單位沖激響應(yīng)序列為h(n)，它就是濾波器系數(shù)向量b(n)。傳

11、統(tǒng)的濾波器分析與設(shè)計均使用繁瑣的公式計算，改變參數(shù)后需要重新運算，從而在分析與設(shè)計濾波器尤其是高階濾波器時工作量特別大。這里應(yīng)用MATLAB 設(shè)計FIR濾波器，根據(jù)給定的性能指標設(shè)計一個H(z)，使其逼近這一指標，進而計算并確定濾波器的系數(shù)b(n)，再將所設(shè)計濾波器的幅頻響應(yīng)、相頻響應(yīng)曲線作為輸出，與設(shè)計要求進行比較，對設(shè)計的濾波器進行優(yōu)化。設(shè)計完成之后將得到FIR濾波器的單位沖激響應(yīng)序列h(n)的各個參數(shù)值。4.1.2 利用Matlab軟件的FDATool設(shè)計FIR濾波器使用 Matlab中的 FDAtool設(shè)計濾波器（本文以FIR低通濾波器為例）FDATool ( Filter Desig

12、n & Analysis Tool)是MATLAB信號處理工具箱里專用的濾波器設(shè)計分析工具，MATLAB 6.0以上的版本還專門增加了濾波器設(shè)計工具箱( FilterDesign Toolbox)。FDATool界面為濾波器設(shè)計提供了一個交互式的設(shè)計環(huán)境，用戶可以根據(jù)對幅值和零極點圖的設(shè)置，設(shè)計幾乎所有的基本的常規(guī)濾波器，包括FIR和IIR的各種設(shè)計方法,它們都具有標準的頻率帶寬結(jié)構(gòu)。采用FDATool設(shè)計法時其界面的上半部分為特性區(qū)，用來顯示濾波器的各種特性；下半部分為參數(shù)設(shè)定區(qū)，用來設(shè)定濾波器的各種參數(shù)。（1）首先在命令窗口鍵入FDAtool命令，啟動濾波器設(shè)計分析器，調(diào)出FDAtool界

13、面，如圖1所示。 圖1FDATool界面（2）在Filter Type選項中選Lowpass，在Design Method中 選擇FIR濾波器，接著在FIR中選擇Window (窗函數(shù)) 法。（3）然后在Filter Order 中選擇Specify Order (為指定階數(shù))，輸入數(shù)值為“24”；在Opitions框中選中“Scale Passband”；在窗類型（Window:）下拉框選擇“Blackman”。（4）在Frenquency Specification選項中，將fs(為采樣頻率)、fc (為通帶截止頻率)中分別鍵入30000 Hz和9600 Hz。（5）點擊“Design F

14、ilter”按鈕，完成濾波器的設(shè)計。具體參數(shù)及設(shè)計成功后的結(jié)果如圖2所示。圖2FIR低通濾波器設(shè)計設(shè)計完成后，可以通過菜單選項Analysis 來分析濾波器的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)特性。點擊Analysis 中的Magnitude Response和Phase Response 對幅頻和相頻響應(yīng)進行分析（如下圖）。 幅頻響應(yīng) 相頻響應(yīng) （7）在FDATool 中，選擇Targets - Generate C Header.，如圖3所示。圖3 導出濾波器系數(shù)（8）點擊Generate按鈕，選擇路徑，即可輸出前一步設(shè)計出的 FIR濾波器的系數(shù)表。（默認的系數(shù)表文件為fdacoefs.h）（9）在Mat

15、lab中打開得到的fdacoefs.h的文件，如圖4、圖5所示。圖4 查看fdacoefs.h文件圖5 fdacoefs.h文件中的系數(shù)表 4.1.3提取濾波器參數(shù)取系數(shù)表中的數(shù)據(jù)小數(shù)點后3位有效值，得到如下內(nèi)容：constfloatB25= 0.0,0.0,0.001,-0.002,-0.002,0.01,-0.009,-0.018,0.049,-0.02,-0.11,0.28,0.64,0.28,-0.11,-0.02,0.049,-0.018,-0.009,0.01,-0.002,-0.002,0.001,0.0,0.0 ;4.2 CCS環(huán)境下FIR濾波器的設(shè)計及軟件仿真4.2.1 程序

16、流程圖 初始化 輸入低通濾波器各頻率參數(shù) 構(gòu)建濾波器頻域特性波形參數(shù) 使用FDATool提取濾波器參數(shù)或用FIR濾波器計算程序計算得到濾波器參數(shù) 構(gòu)建FIR濾波器進行濾波 無限循環(huán)4.2.2 在CCS集成開發(fā)環(huán)境下新建FIR濾波器工程（）實驗準備 設(shè)置軟件仿真模式，啟動CCS。（）建立工程 建立一個文件夾，存放在D:FIR，將D:課程設(shè)計FIR濾波器Fir源程序文件夾下的工程全部復制到D:FIR，在CCS中打開D:FIRfirfir.pjt工程，就會得到如圖6所示的工程界面。圖6FIR工程示例（）編譯生成fir.out文件，通過File-Load Program裝載該文件。4.2.3觀察濾波前

17、后的信號的時域波形及FFT Magnitude波形 （4）設(shè)置時域觀察窗口選擇菜單ViewGraphTime/Frequency，進行如圖7所示設(shè)置。圖7輸入數(shù)據(jù)時域波形和濾波后輸出波形觀察（）設(shè)置頻域觀察窗口，選擇菜ViewGraphTime/Frequency ，進行如圖8所示設(shè)置。 圖8 輸入數(shù)據(jù)FFT分析圖形和濾波后輸出數(shù)據(jù)的FFT圖形觀察（）設(shè)置斷點。在程序fir.c中，有注釋斷點的語句上設(shè)置軟件斷點。（）運行并觀察結(jié)果。 選擇Debug菜單的Run項，或按F5鍵運行程序。觀察到的圖形如圖11所示。圖11濾波前后的數(shù)據(jù)波形及FFT分析的對比圖4.2.4 程序清單 fir.c 程序/#

18、include DSP281x_Device.h / DSP281x Headerfile Include File/#include DSP281x_Examples.h / DSP281x Examples Include File/#include f2812a.h#includemath.h#define FIRNUMBER 25/#define SIGNAL1F 1000/#define SIGNAL2F 4500/#define SAMPLEF 10000#define PI 3.1415926float InputWave();float FIR();float fHnFIRNU

19、MBER= 0.0,0.0,0.001,-0.002,-0.002,0.01,-0.009,-0.018,0.049,-0.02,-0.11,0.28,0.64,0.28,-0.11,-0.02,0.049,-0.018,-0.009,0.01,-0.002,-0.002,0.001,0.0,0.0 ;float fXnFIRNUMBER= 0.0 ;float fInput,fOutput;float fSignal1,fSignal2;float fStepSignal1,fStepSignal2;float f2PI;int i;float fIn256,fOut256;int nIn,

20、nOut;main(void) nIn=0; nOut=0;f2PI=2*PI;fSignal1=0.0;fSignal2=PI*0.1;fStepSignal1=2*PI/30;fStepSignal2=2*PI*1.4;while ( 1 )fInput=InputWave();fInnIn=fInput;nIn+; nIn%=256;fOutput=FIR();fOutnOut=fOutput;nOut+;if ( nOut=256 )nOut=0;/* 請在此句上設(shè)置軟件斷點 */ float InputWave()for ( i=FIRNUMBER-1;i0;i- )fXni=fXn

21、i-1;fXn0=sin(fSignal1)+cos(fSignal2)/6.0;fSignal1+=fStepSignal1; if ( fSignal1=f2PI )fSignal1-=f2PI;fSignal2+=fStepSignal2;if ( fSignal2=f2PI )fSignal2-=f2PI;return(fXn0);float FIR()float fSum;fSum=0;for ( i=0;iFIRNUMBER;i+ )fSum+=(fXni*fHni);return(fSum);4.3 對實時采樣信號進行濾波的FIR濾波器的實現(xiàn)4.3.1 程序清單#include

22、DSP281x_Device.h / DSP281x Headerfile Include File#include DSP281x_Examples.h / DSP281x Examples Include File#include #define pi 3.1415927int px256;int py256;double npass,h51, x, y, xmid51;int m=50;int n=256;/ Prototype statements for functions found within this errupt void adc_isr(void);/ G

23、lobal variables used in this example:Uint16 LoopCount;Uint16 ConversionCount;void firdes(int m, double npass) int t; for (t=0; t=m; t+) ht = sin(t-m/2.0)*npass*pi)/(pi*(t-m/2.0); if (t=m/2) ht=npass; void main(void) int xm,ym; double fs,fstop,r,rm; int i,j,p,k;/ PLL, WatchDog, enable Peripheral Cloc

24、ks/ This example function is found in the DSP281x_SysCtrl.c file. InitSysCtrl();/ For this example, set HSPCLK to SYSCLKOUT / 6 (25Mhz assuming 150Mhz SYSCLKOUT) EALLOW; SysCtrlRegs.HISPCP.all = 0 x3; / HSPCLK = SYSCLKOUT/6 EDIS; / Disable CPU interrupts DINT;/ Initialize the PIE control registers t

25、o their default state. InitPieCtrl();/ Disable CPU interrupts and clear all CPU interrupt flags: IER = 0 x0000; IFR = 0 x0000;/ Initialize the PIE vector table with pointers to the shell Interrupt / Service Routines (ISR). InitPieVectTable();/ Interrupts that are used in this example are re-mapped t

26、o/ ISR functions found within this file. EALLOW; / This is needed to write to EALLOW protected register PieVectTable.ADCINT = &adc_isr; EDIS; / This is needed to disable write to EALLOW protected registersInitAdc(); / For this example, init the ADC/ Enable ADCINT in PIE PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6

27、 = 1; IER |= M_INT1; / Enable CPU Interrupt 1 EINT; / Enable Global interrupt INTM ERTM; / Enable Global realtime interrupt DBGM LoopCount = 0; ConversionCount = 0; / Configure ADC AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC = 1; AdcRegs.ADCMAXCONV.all = 0 x0000; / Setup 2 convs on SEQ1 AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CO

28、NV00 = 0 x4; / Setup ADCINA0 as 1st SEQ1 conv. AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVA_SOC_SEQ1 = 1; / Enable EVASOC to start SEQ1 AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1 = 1; / Enable SEQ1 interrupt (every EOS)/ Configure EVA/ Assumes EVA Clock is already enabled in InitSysCtrl(); EvaRegs.T1CMPR = 0 x0380; / Setup T1 com

29、pare value EvaRegs.T1PR = 0 x07FF; / Setup period register EvaRegs.GPTCONA.bit.T1TOADC = 1; / Enable EVASOC in EVA EvaRegs.T1CON.all = 0 x1042; / Enable timer 1 compare (upcount mode)/ Wait for ADC interrupt k=0; fs = 250000; fstop = 20000; npass = fstop/fs; for (i=0; i=m; i+) xmidi=0; for(;) firdes

30、(m, npass);for (i=0; i=n-1; i+) xm = pxi; x = xm/1023.0; for (p=0; p=m; p+) xmidm-p = xmidm-p-1; xmid0 = x; r = 0; rm= 0; for (j=0; j4; if(ConversionCount = 256) ConversionCount = 0; else ConversionCount+; / Reinitialize for next ADC sequence AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1 = 1; / Reset SEQ1 AdcRegs.AD

31、CST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1; / ClearINT SEQ1 bit PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; / Acknowledge interrupt to PIE return;4.3.2 測試效果如上圖所示，可以發(fā)現(xiàn)使用DSP芯片實現(xiàn)的的FIR濾波器已經(jīng)成功的將設(shè)定的混合頻率信號中的高頻部分濾除。4.3.3 SCI串行數(shù)據(jù)傳輸對實時采樣信號進行濾波并通過SCI串口數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C的程序如下： #include DSP281x_Device.h / DSP281x Headerfile Include File#includ

32、e DSP281x_Examples.h / DSP281x Examples Include File#include #define pi 3.1415927int px256;int py256;double npass,h51, x, y, xmid51;int m=50;int n=256;long int delays; / Prototype statements for functions found within this errupt void adc_isr(void);void scia_init(void);void scia_xmit(char a)

33、;/ Global variables used in this example:Uint16 LoopCount;Uint16 ConversionCount;void firdes(int m, double npass) int t; for (t=0; t=m; t+) ht = sin(t-m/2.0)*npass*pi)/(pi*(t-m/2.0); if (t=m/2) ht=npass; void main(void) int xm,ym; double fs,fstop,r,rm; int i,j,p,k;/ PLL, WatchDog, enable Peripheral

34、Clocks/ This example function is found in the DSP281x_SysCtrl.c file. InitSysCtrl();/ For this example, set HSPCLK to SYSCLKOUT / 6 (25Mhz assuming 150Mhz SYSCLKOUT) EALLOW; SysCtrlRegs.HISPCP.all = 0 x3; / HSPCLK = SYSCLKOUT/6 EDIS; / Disable CPU interrupts DINT;/ Initialize the PIE control registe

35、rs to their default state. InitPieCtrl();/ Disable CPU interrupts and clear all CPU interrupt flags: IER = 0 x0000; IFR = 0 x0000;/ Initialize the PIE vector table with pointers to the shell Interrupt / Service Routines (ISR). InitPieVectTable();/ Interrupts that are used in this example are re-mapp

36、ed to/ ISR functions found within this file. EALLOW; / This is needed to write to EALLOW protected register PieVectTable.ADCINT = &adc_isr; EDIS; / This is needed to disable write to EALLOW protected registers InitAdc(); / For this example, init the ADC scia_init(); EALLOW; GpioMuxRegs.GPFMUX.all =

37、0 x0030; /配置IO口為專用引腳 EDIS;/ Enable ADCINT in PIE PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx6 = 1; IER |= M_INT1; / Enable CPU Interrupt 1 EINT; / Enable Global interrupt INTM ERTM; / Enable Global realtime interrupt DBGM LoopCount = 0; ConversionCount = 0;/ Configure ADC AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC = 1; AdcRegs.

38、ADCMAXCONV.all = 0 x0000; / Setup 2 convs on SEQ1 AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.bit.CONV00 = 0 x4; / Setup ADCINA0 as 1st SEQ1 conv. AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVA_SOC_SEQ1 = 1; / Enable EVASOC to start SEQ1 AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1 = 1; / Enable SEQ1 interrupt (every EOS)/ Configure EVA/ Assumes EVA Clock

39、is already enabled in InitSysCtrl(); EvaRegs.T1CMPR = 0 x0380; / Setup T1 compare value EvaRegs.T1PR = 0 x07FF; / Setup period register EvaRegs.GPTCONA.bit.T1TOADC = 1; / Enable EVASOC in EVA EvaRegs.T1CON.all = 0 x1042; / Enable timer 1 compare (upcount mode)/ Wait for ADC interrupt k=0; fs = 25000

40、0; fstop = 20000; npass = fstop/fs; for (i=0; i=m; i+) xmidi=0; for(;) SciaRegs.SCITXBUF=0 x55; SciaRegs.SCITXBUF=0 x55; SciaRegs.SCITXBUF=0 x55; SciaRegs.SCITXBUF=0 x55; SciaRegs.SCITXBUF=0 x55; SciaRegs.SCITXBUF=0 x55; SciaRegs.SCITXBUF=0 x55; SciaRegs.SCITXBUF=0 x55;/幀首分隔符 firdes(m, npass);for (i

41、=0; i=n-1; i+) xm = pxi; x = xm/1023.0; for (p=0; p=m; p+) xmidm-p = xmidm-p-1; xmid0 = x; r = 0; rm= 0; for (j=0; j=m; j+) r = xmidj * hj;rm = rm + r; y = rm; ym = (int)(1023.0 * y); pyi = ym; for(i=0;i256;i+) SciaRegs.SCITXBUF=pyi; for(delays=0;delays4; if(ConversionCount = 256) ConversionCount =

42、0; else ConversionCount+; / Reinitialize for next ADC sequence AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1 = 1; / Reset SEQ1 AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1; / Clear INT SEQ1 bit PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; / Acknowledge interrupt to PIE return;void scia_init() SciaRegs.SCIFFTX.all=0 xE040; SciaRegs

43、.SCIFFRX.all=0 x2021; /2041 204f SciaRegs.SCIFFCT.all=0 x0000; SciaRegs.SCICCR.all = 0 x07; /8位數(shù)據(jù)位，空閑線模式，禁止會送測試模式，無奇偶校驗，1位結(jié)束位 SciaRegs.SCICTL1.all = 0 x03; /SCIA發(fā)送器和接收器使能 SciaRegs.SCIHBAUD = 0 x01; SciaRegs.SCILBAUD = 0 xE7; /波特率為9600 SciaRegs.SCICTL1.all = 0 x23; /重啟SCI 最終調(diào)用串口調(diào)試程序出現(xiàn)的結(jié)果如下圖所示總結(jié)數(shù)字濾波與模

44、擬濾波相比有很多優(yōu)點，它除了可避免模擬濾波器固有的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問題外，還能滿足濾波器對幅度和相位的嚴格要求;只要適當改變數(shù)字濾波程序有關(guān)參數(shù)，就能方便的改變?yōu)V波特性，因此數(shù)字濾波使用時方便靈活。有限沖激響應(yīng)濾波器(FIR濾波器)有其獨特的優(yōu)點，因為FIR系統(tǒng)只有零點，因此，系統(tǒng)總是穩(wěn)定的，而且容易實現(xiàn)線性相位和允許實現(xiàn)多通道濾波器。DSP技術(shù)一般指將DSP 處理器用于完成數(shù)字信號處理的方法與技術(shù)。目前的DSP芯片以其強大的數(shù)據(jù)處理功能在通信和其他信號處理領(lǐng)域得到廣泛注意并已成為開發(fā)應(yīng)用的熱點技術(shù)。許多領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)字信號處理器的應(yīng)用都是圍繞美國TI公司所開發(fā)的DSP處理器進行的。DS

45、P芯片是一種特別適合于進行數(shù)字信號處理運算的微處理器。主要應(yīng)用是實時快速的實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，如卷積及各種變換等。這次我們所做的利用DSP芯片來實現(xiàn)數(shù)字濾波器就是一項很重要的應(yīng)用，這一次的課程設(shè)計主要討論基于TI公司TMS320F2812 DSP芯片的濾波器系統(tǒng)軟件實現(xiàn)方法，用Blackman窗函數(shù)設(shè)計實現(xiàn)FIR濾波器，利用MATLAB中的FDAtool濾波器設(shè)計分析器設(shè)計符合要求的FIR濾波器并生成fdacoefs.h文件提取相關(guān)參數(shù)。并在以TI TMS320F2812為微處理器的EXPIV型實驗箱上實現(xiàn)，實驗仿真結(jié)果、實時數(shù)據(jù)采集及ADC轉(zhuǎn)換濾波濾波均表明濾波后能夠得到比較光滑時域/

46、頻域波形，濾波結(jié)果效果良好達到了預(yù)期的性能指標要求。六、參考文獻 1. DSP原理及應(yīng)用技術(shù)-基于TMS320 F2812的仿真與實例設(shè)計 趙成 編著 國防工業(yè)出版社2. 數(shù)字信號處理教程 程佩清 編著 清華大學出版社3. 基于DSP的FIR濾波器的設(shè)計與實現(xiàn) 長沙理工大學4. Matlab/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實例分析 清華大學出版社附錄資料：不需要的可以自行刪除各類濾波器的MATLAB程序理想低通濾波器IA=imread(lena.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);Hd=ones(size(IA);r=sqrt(f1.2+f2.2

47、);Hd(r0.2)=0;Y=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 二、理想高通濾波器IA=imread(lena.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);Hd=ones(size(IA

48、);r=sqrt(f1.2+f2.2);Hd(r0.2)=0;Y=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); Butterworth低通濾波器IA=imread(lena.bmp);f1,f2=freqspace(size

49、(IA),meshgrid);D=0.3;r=f1.2+f2.2;n=4;for i=1:size(IA,1) for j=1:size(IA,2) t=r(i,j)/(D*D); Hd(i,j)=1/(tn+1); endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolo

50、r,none,Facelighting,phong); Butterworth高通濾波器IA=imread(lena.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);D=0.3;r=f1.2+f2.2;n=4;for i=1:size(IA,1) for j=1:size(IA,2) t=(D*D)/r(i,j); Hd(i,j)=1/(tn+1); endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imsh

51、ow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 高斯低通濾波器IA=imread(lena.bmp);IB=imread(babarra.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);D=100/size(IA,1);r=f1.2+f2.2;Hd=ones(size(IA);for i=1:size(IA,1) for j=1:size(IA,2) t=r(i,j)/(D*D); Hd(

52、i,j)=exp(-t); endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 高斯高通濾波器IA=imread(lena.bmp);IB=imread(babarra.bmp);f1,f2=freqspace(s

53、ize(IA),meshgrid);%D=100/size(IA,1);D=0.3;r=f1.2+f2.2;for i=1:size(IA,1) for j=1:size(IA,2) t=r(i,j)/(D*D); Hd(i,j)=1-exp(-t); endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecol

54、or,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 梯形低通濾波器IA=imread(lena.bmp);IB=imread(babarra.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);%D=100/size(IA,1);D0=0.1;D1=0.4;r=sqrt(f1.2+f2.2);Hd=zeros(size(IA);Hd(r=D0 & r(i,j)=D1 Hd(i,j)=(D1-r(i,j)/(D1-D0); end endendY=fft2(double(IA);Y=fftshift(Y);Ya=Y.*Hd;Ya=ifftshift(Ya);Ia=real(ifft2(Ya);figuresubplot(2,2,1),imshow(uint8(IA);subplot(2,2,2),imshow(uint8(Ia);figuresurf(Hd,Facecolor,interp,Edgecolor,none,Facelighting,phong); 梯形高通濾波器IA=imread(lena.bmp);IB=imread(babarra.bmp);f1,f2=freqspace(size(IA),meshgrid);%D=100/size(