DSP课程设计论文 - 图文

基于DSP开发板的语言信号滤波处理

课程名称：DSP原理及应用

组 长: 学号: 年级专业班级： 分工情况：搜索资料、编程、调试、报告

成员一: 肖汉宁 学号: 年级专业班级： 分工情况：搜索资料、编程、调试、报告

成员二: 杨戴兵 学号: 年级专业班级：

分工情况：搜索资料、编程、调试

指导教师

报告提交日期

2012年6月28日

项目答辩日期

2011年6月28

摘 要

数字信号处理技术及其应用，目前正以惊人的速度向前发展着。随着大规模集成电路的出现和数字部件的成本下降、体积缩小及运算速度提高，数字信号处理的应用日益广泛。目前已制成多种专用数字滤波器，取样率可高达兆赫。高速专用快速傅里叶变换处理机已有商品出售。简单的数字滤波器已制成集成电路片。目前几乎所有的语音带宽压缩系统都倾于全数字化，因为目前它是最实际可行的方法。除了专用数字信号处理硬件有所发展之外，还出现了可编程序的数字信号处理专用计算机，这种计算机的构造特别适于解决数字信号处理问题。它目前应用于实时信号处理以及设计、模拟专用数字硬件。

在计算量相等的情况下IIR 数字滤波器比FIR滤波器的幅频特性优越，频率选择性也好，但是它有着致命的缺点相位特性不好控制，它的相位特性 是的非线性函数。例如双线性变换法产生的IIR 滤波器模拟指标的频率与数字化指标的频率转换关系是，这是使频率产生严重的非线性的原因，这种W与w的非

线性关系，使数字滤波器与模拟滤波器在响应与频率的对应关系上发生了畸变，如果需要线性相位，就必须用全通网络进行复杂的相位校正但是，在对程序运行周期数要求十分严格的DSP处理中加上一个全通均衡器是十分浪费资源的，另外即使加上全通均衡器 对于因果的IIR 滤波器 仍将得不到线性的相位。在现代电子系统中如图像处理数据传输等波形传递系统中都越来越多的要求信道具有线性的相位特性在这方面FIR滤波器具有独到的优点，它可以在幅度特性随意设计的同时保证精确严格的线性相位。

本文主要介绍了利用DSP来实现FIR滤波器的设计，根据FIR滤波器设计的要求，本设计以CCS为开发环境，采用模块化的设计方案来完成设计。本文详细介绍了硬件电路和软件设计的方法，硬件方面介绍了SEED-DEC2812开发实验箱，软件设计方面包括了程序各模块的流程图和源程序代码，还详细介绍了CCS为开发环境，并详细介绍了仿真的步骤。

关键词:MATLAB DSP FIR 数字滤波器

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目录

摘要......................................................................................................................................1 1.课程设计的目的要求和功能实现................................................................................... 3 1.1目的要求 ............................................................................................................................................................... 3 1.2功能实现 ............................................................................................................................................................... 3 2.系统参数和总体设计方案 .............................................................................................................................. 3 2.1系统参数 ............................................................................................................................................................... 3 2.2系统总体设计方案流程图.......................................................................................................................... 4 3. DSP及其开发环境 ............................................................................................................................................. 4 3.1 DSP系统的构成 ............................................................................................................................................... 4 3.2 DSP系统的特点及设计过程 ................................................................................................................ 4 3.3 CCS开发环境 ..................................................................................................................................................... 5 4.数字滤波器的设计原理和方案对比......................................................................................................... 5 4.1 IIR滤波器 ............................................................................................................................................................ 5 4.2 FIR滤波器 ........................................................................................................................................................... 6 4.3 FIR滤波器的基本结构................................................................................................................................. 6 4.4总体设计步骤 .................................................................................................................................................... 9 4.5利用Matlab求出系数 .................................................................................................................................. 9 5.FIR滤波器的软件设计及其调试 ............................................................................................................... 9 5.1根据语音信号的设计参数确定滤波器的系数 ............................................................................... 9 5.2 汇编源程序 ..................................................................................................................................................... 10 5.3 汇编源程序的连接命令文件 ................................................................................................................ 11 6 .FIR滤波器的检验 ........................................................................................................................................... 11 6.1利用matlab导出“indata.dat”文件 ............................................................................................... 11 6.2 FIR滤波器检验的验证过程 ................................................................................................................... 12 7.硬件部分简介...................................................................................................................................................... 16 8.遇到问题和解决方法...................................................................................................................................... 18 9.心得体会 ................................................................................................................................................................ 18 10.参考文献 ............................................................................................................................................................. 19

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1.课程设计的目的要求和功能实现

1.1目的要求

通过课程设计，加深对DSP芯片TMS320C54x的结构、工作原理的理解，获得DSP应用技术的实际训练，掌握设计较复杂DSP系统的基本方法。通过使用汇编语言编写具有完整功能的图形处理程序或信息系统，使学生加深对所学知识的理解，进一步巩固汇编语言讲法规则。学会编制结构清晰、风格良好、数据结构适当的汇编语言程序，从而具备解决综合性实际问题的能力。

通过使用Matlab设计相应的FIR低通数字滤波器，得到滤波器H(z)的系数，然后根据这些系数，编写关于DSP的汇编程序。在CCS软件上对已采集信号进行处理，最后滤除高频信号，输出我们需要的低频语音信号。效果本文采取比较滤波前后信号的频谱图。 1.2功能实现

1.2.1设计滤波器。参数指标：根据被处理对象设计滤波器设计指标。 1.2.2用汇编语言在TMSc54xx编程实现符合要求的滤波器。

1.2.3通过开发板上的语音采集模块输入待处理语音信号(简单介绍)。 1.2.4滤除语音信号中的高频噪声。 1.2.5显示滤波器的频谱。

1.2.6通过开发板上的语音模块播放处理后的语音信号（简单介绍）。

2.系统参数和总体设计方案

2.1系统参数

一个实际的应用系统中，总存在各种干扰。数字滤波器在语音信号处理、信号频谱估计、信号去噪、无线通信中的数字变频以及图像信号等各种信号处理中都有广泛的应用，数字滤波器也是使用最为广泛的信号处理算法之一。

在本设计中，使用MATLAB模拟产生合成信号，然后利用CCS进行滤波。设定模拟信号的采样频率为8000Hz，。设计一个FIR低通滤波器，其参数为：

滤波器名称： FIR低通滤波器 采样频率： Fs=8000Hz 通带/阻带截止频率： 2000Hz～2500Hz 通带最大衰减： 0.5dB 阻带最少衰减： 50dB 滤波器级数： N=25

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滤波器系数： 由MATLAB根据前述参数求得。 2.2系统总体设计方案流程图

3. DSP及其开发环境

3.1 DSP系统的构成

一个典型的 DSP 系统如图2示。

图2 典型的DSP系统

图2是一个用DSP做信号处理的典型框图。由于DSP是用来对数字信号进行处理的，所以首先必须将输入的模拟信号变换为数字信号。

3.2 DSP系统的特点及设计过程

由于数字信号处理系统是以数字信号处理理论为基础，所以具有数字信号处理的全部优点：接口方便；编程方便；具有高速性；稳定性好；精度高；可重复性好；集成方便等等，同时也存在一定的缺点

一般来说DSP的设计过程应遵循一定的设计流程，如图3示。

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