初始化 产生需要虑波信号 画出原始信号频谱图 生成fir滤波器 进行滤波 画出滤波后信号频谱图 图3-1 MATLAB程序流程图
CCS汇编程序流程图如图3-2所示。
初始化
输入原始信号
定义滤波器系数 为原始信号和系数指定寄存器 做滤波算法 本次滤波结束待滤波系数减一 是否有待滤波数据 滤波结束滤波结束 图3-2 CCS汇编流程图
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第4章 滤波器的仿真
4.1滤波器参数设定
设计FIR滤波器：通带边缘频率10KHz，阻带边缘频率22KHz，阻带衰减75dB，采样频率50KHz。
窗函数选定：阻带衰减75dB，选择blackman窗 截止频率：2pi*（10+（22-10）/2）/50 = 0.64pi
窗函数长度：blackman窗的过渡带宽为5.98，单位为2pi/N，而要设计的低通滤波器的过渡带宽为2pi*12/50=0.48pi，二者相等，得N=24.9，取25。
理想滤波器脉冲响应：
h1[n] = sin(nΩ1)/n/pi = sin(0.64pi*n)/n/pi 窗函数为：
w[n] = 0.42 - 0.5cos(2pi*n/24) + 0.8cos(4pi*n/24) 则滤波器脉冲响应为： h[n] = h1*w[n] |n|<=12 h[n] = 0 |n|>12
4.2 MATLAB滤波后频谱图
MATLAB信号处理工具箱提供了各种窗函数、滤波器设计函数和滤波器实现函数。本文的FIR低通滤波器设计及主要的滤波程序如下： fs=8000;
shuru(1:256)=sin((0:255)/fs*2*pi*500)+sin((0:255)/fs*2*pi*1000)+ sin((0:255)/fs*2*pi*2500); xishu=fir1(16,1500/8000*2); shuchu=conv(shuru,xishu); t=(0:255)/fs;
w=8000*(0:127)/256; shuru1=fft(shuru,256); shuchu1=fft(shuchu,256); subplot(2,2,1)
plot(t,shuru);grid on;title('输入信号时域图');
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程序执行结果得到的输入输出信号的时域频域图如图4-1所示。
图4-1 Matlab编程实现滤波前后的时域频域图形
Matlab的Signal Processing Toolbox提供一个交互式界面的滤波器设计工具FDATool，用户可以通过对话框的方式给出滤波器设计要求，然后直接进行设计，对于设计完成的滤波器，在FDATool中可以对其分析，观察幅频曲线、相位、零极点图等，可将设计结果保存为mat文件、文本文件、C语言头文件等，在安装了DSP Blockset下，可将设计出的滤波器实现为Simulink模块，并添加其它模块加以仿真。
在matlab命令提示窗口键入：FDATool，进入主界面，单击功能选择按钮“
”，
进入滤波器设计及分析界面，在设计参数指定区域中，将Filter Type设置为Lowpass；选择Design Method中的FIR，并设置为Window；选择Hamming窗，并将阶数设置为Specify oder，键入16；在Frequency中设置相应参数，Fs键入8000，Fc键入1500。至此一个数字滤波器就设计完成了。接下来把滤波器实现为Simulink模块，点击功能选项按钮“
”，进入界面后可修改模块的名字，选择要保存的路径，然后点击Realize
Model，完成模块的实现，双击该模块可以看到此滤波器是由一些列的sum模块、gain模块以及delay模块所组成的。接着启动Simulink，在命令提示窗口界面点击“
”
即可，进入Simulink Library Browser，把Signal Processing Blockset展开，选择相应的模块，托到滤波模块窗口上进行搭建，为了查看输出变量，可以添加适当模块把变量输出到工作空间中用于实时观测模拟结果，搭建完整的系统模块如图4-2所示。
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图4-2 完整的FIR滤波模块系统
模型搭建完成后即可设置各个模块的参数，方法为双击该模块，选择正确的参数填入；图中的To Workspace模块可以观测和分析输出到空间的变量数据y和y1，Time Scope模块则用于观测输入信号与滤波后输出信号的时域图形；Spectrum Scope用于观察输入信号和滤波后输出信号的频域图形。模拟采用固定步长，且步长与DSP的Sine模块中的Sample time保持一致，若要修改参数，可在菜单中点击Configuration Parameters进入界面，在Solver中填入相应的参数，在参数都设置完成之后就可以进入模拟，并观测输入信号和滤波后输出信号的时域图与频域图。
仿真结果如图4-3所示：
图4-3 Simulink模块下的输入和输出信号时域频域图
4.3 利用MATLAB获取H参数
根据滤波器的脉冲响应计算出h[n]，然后将脉冲响应值移位为因果序列 这里计算h[n]的值，采用Matlab计算。 代码如下：
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Window=blackman(25); h=fir1(24,0.64,Window); freqz(h,1) 系数如下： h1 =
Columns 1 through 8
0.0000 -0.0000 0.0008 -0.0019 -0.0016 0.0100 -0.0087 -0.0180
Columns 9 through 16
0.0492 -0.0204 -0.1095 0.2800 0.6400 0.2800 -0.1095 -0.0204
Columns 17 through 24
0.0492 -0.0180 -0.0087 0.0100 -0.0019 -0.0016 0.0008 -0.0000
Columns 25
0.0000
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