DSP课程设计(7)

2018-12-17 11:34

321amplitude0-1-2-300.010.020.030.040.05time/s0.060.070.080.090.1

1000900800700600500400300200100050100150200250300Frequency/Hz350400450500Amplitude

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3、应用FDATOOl设计FIR滤波器

FDATool(Filter Design Analysis Tool)是MATLAB信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具,MATLAB6.0以上的版本还专门增加了滤波器设计工具箱(Filter Design Toolbox)。FDATool可以设计几乎所有的基本的常规滤波器,包括FIR和IIR的各种设计方法。它操作简单,方便灵活。

FDATool界面总共分两大部分,一部分是design filter,在界面的下半部,用来设置滤波器的设计参数,另一部分则是特性区,在界面的上半部分,用来显示滤波器的各种特性。design filter部分主要分为:filter type(滤波器类型)选项,包括lowpass(低通)、highpass(高通)、bandpass(带通)、bandstop(带阻)和非凡的fir滤波器。

design method(设计方法)选项,包括IIR滤波器的butterworth(巴特沃思)法、chebyshev typeⅠ(切比雪夫Ⅰ型)法、chebyshev typeⅡ(切比雪夫Ⅱ型)法、elliptic(椭圆滤波器)法和fir滤波器的equiripple法、least-squares(最小乘方)法、window(窗函数)法。

filter order(滤波器阶数)选项,定义滤波器的阶数,包括specify order(指定阶数)和minimum order(最小阶数)。在specify order中填入所要设计的滤波器的阶数(n阶滤波器,specify order=n-1),假如选择minimum order则matlab根据所选择的滤波器类型自动使用最小阶数。

frequency specifications选项,可以具体定义频带的各参数,包括采样频率fs和频带的截止频率。它的具体选项由filter type选项和design method选项决定,例如bandpass(带通)滤波器需要定义fstop1(下阻带截止频率)、fpass1(通带下限截止频率)、fpass2(通带上限截止频率)、fstop2(上阻带截止频率),而lowpass(低通)滤波器只需要定义fstop1、fpass1。采用窗函数设计滤波器时,由于过渡带是由窗函数的类型和阶数所决定的,所以只需要定义通带截止频率,而不必定义阻带参数。

magnitude specifications选项,可以定义幅值衰减的情况。例如设计带通滤波器时,可以定义wstop1(频率fstop1处的幅值衰减)、wpass(通带范围内的幅值衰减)、wstop2(频率fstop2处的幅值衰减)。当采用窗函数设计时,通带截止频率处的幅值衰减固定为6db,所以不必定义。window specifications

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选项,当选取采用窗函数设计时,该选项可定义,它包含了各种窗函数。设置好参数后点击下方的(design Filter)滤波器设计即可得到所设计的滤波器。 在命令窗口键入FDATool命令,调出FDATool界面,如图3-1所示在Filter Type选项中选Low pass,在Design Method中选择FIR滤波器,接着在FIR中选择 Equirpple(等波纹)法。

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通过调用Simulink中的功能模块构成数字滤波器的仿真框图,在仿真过程中,可以双击各功能模块,随时改变参数,获得不同状态下的仿真结果。

通过Simulink环境下的Digital Filter Design (数字滤波器设计)模块中的DSP Blockset工具箱设计一个低通滤波器, 数字滤波器仿真图如图所示:

滤波前的波形如图所示:

滤波后的波形如图所示:

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第四部分 FIR数字滤波器的DSP实现(CCS仿真)

一、 CCS的特点

CCS,即Code Compose Studio,是TI公司在1999年推出的一个开源、具有强大集成开发环境。它最初是由GO DSP公司为TI的C6000系列DSP开发的。在TI收购了GO DSP后,将CCS扩展到了其他系列。现在所有TI的DSP都可以使用CCS进行开发,但是其中的DSP/BIOS功能只有C5000和C6000的CCS中才提供。

以前的DSP软件开发都是在一个分散的开发环境下进行,程序的编写、代码的生成以及调试等都是要通过命令来完成,类似于以前的DOS,十分烦杂。而CCS的出现是DSP开发软件的一次革命性的变化。CCS主要由代码生成工具、CCS集成开发环境、DSP/BIOS和API函数以及RTDX组成。其主要特点为:

a.集成可视化代码编辑界面,可以方便地直接编写C、汇编、.h文件、.cmd文件等。

b.集成代码生成工具,包括汇编器、优化的C编译器和连接器等。

c.具有完整的基本调试工具,可以载入执行文件(.out),查看寄存器窗口、存储器窗口和变量窗口、反汇编窗口等,支持在C源代码级进行调试。

d.支持多片DSP联合调试。

e.断点工具,支持硬件断点、数据空间读/写断点、条件断点等。 f.探针工具,用于进行算法仿真,数据监视等。 g.剖析工具,用于评估代码执行的时间。

h.数据图形显示工具,可绘制时域/频域波形、眼图、星座图等,并可以自动刷新。

i.提供GEI二工具,用户可以根据需要编写自己的控制面板/菜单,从而方便直观地修改变量,配置参数。

二、CCS代码生成工具及程序流程图

代码生成工具是CCS所提供的开发环境的基础。图中是一个典型的软件开发流程图,图中中间部分表示采用C语言进行开发的途径,其他部分是为了优化开

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