四川师范大学本科毕业设计
基于DSP的FIR滤波器设计
学生姓名 院系名称 专业名称 班 级 学 号 指导教师 完成时间
333
物理与电子工程学院
电子信息工程
33333 33333
2014年 5月 10日
基于DSP的FIR滤波器设计
电子信息工程专业
学生姓名 曾慧 指导教师 汪文蝶
摘要 随着科学技术和信息处理的高速发展，目前数字信号处理已经在电子信息、无线电、自动控制等得到广泛应用。本文基于DSP完成了FIR低通滤波器设计。介绍了FIR数字滤波的特点和设计方法以及FIR低通滤波器的设计过程。主要采用了布拉克曼（Blackman）窗函数实现FIR低通滤波器，并给出了MATLAB仿真结果。最终基于DSP在TMS320VC5009平台上用C语言编程在CCS软件上实现了通带边缘频率10KHz，阻带边缘频率22KHz，阻带衰减75dB，采样频率50KHz的FIR低通滤波器。
关键词：FIR低通滤波器 DSP CCS 窗函数 MATLAB
I
DSP-based FIR Filter Design
Abstract With the rapid development of science and technology and information processing, the current digital signal processing has been widely applied in electronic information, radio, automatic control.Based on DSP completed the FIR low-pass filter design. Describes the characteristics and design method of FIR digital filter and FIR low-pass filter design process.The main use of Blackman (Blackman) window FIR low-pass filter function implementation, and gives the MATLAB simulation results. Ultimately based on DSP using C language programming on the CCS software platform on TMS320VC5009 filter passband edge frequency 10KHz, stopband edge frequency 22KHz, stop-band attenuation 75dB, FIR 50KHz sampling frequency low-pass.
Keywords: FIR low-pass filter window function MATLAB DSP CCS
II
目 录
摘要..................................................................... I Abstract................................................................ II 1 引言................................................................... 1 1.1 选题背景与研究意义................................................... 1 1.2 国内外发展........................................................... 1 1.3 研究内容............................................................. 2 2 FIR滤波器的理论基础 ................................................... 2 2.1 FIR滤波器的特点 ..................................................... 2 2.1.1 FIR滤波器设计的特点 ............................................... 3 2.1.2 FIR滤波器的基本结构 ............................................... 3 2.2 线性相位FIR滤波器的特点............................................. 5 2.3 各种窗函数........................................................... 6 2.3.1 窗函数的设计思想................................................... 6 2.3.2几种常用的窗函数介绍 ............................................... 8 2.4 用窗函数设计法来设计FIR低通滤波器................................... 9 2.5 MATLAB仿真 ......................................................... 11 3 DSP的实现平台 ........................................................ 13 3.1 DSP硬件开发环境 .................................................... 13 3.1.2 DSP的硬件结构示意图 .............................................. 14 3.1.3 TMS320VC5509A基本介绍 ............................................ 14 3.2 DSP软件开发环境 .................................................... 14 3.3 CCS实现FIR低通滤波器设计 .......................................... 16 4 结论.................................................................. 19 4.1 试验结果分析........................................................ 19 4.2 总结................................................................ 19 致谢.................................................................... 19 参考文献................................................................ 20 附录.................................................................... 21
1 引言
1.1 选题背景与研究意义
随着信息技术和计算机学科的不断发展，数字型号处理从20世纪60年代以来就迅速的发展起来。数字信号处理不仅应用在通信、仪器 、工业控制与自动化、医疗、军事、还广泛应用在滤波与变换、音频、语音、图象和图形以及消费电子等众多领域中。总之数字信号处理是把信号用数字或符号表示的序列，通过计算机或通用信号处理设备，用数字的数字计算方法处理（滤波、变换，图象的压缩与增强、估值和识别等加工处理等），为了达到提取有用信息的目的。几乎所有的工程技术领域都涉及到数字信号处理。
在发展的过程中，与模拟信号处理相比较，数字信号处理也出现了很多明显的优点，如高精度在高精度的系统中，有时只能采用数字系统；灵活性高，数字系统的性能主要由乘法器的系数决定，而系数存放在系数存储器中，因而只需改变存储的系数就可以得到不同的系统，比改变模拟系统方便很多；可靠性强，因为数字系统只有两个信号电平“0”“1”，因而受周围环境的温度及噪声影响小，因此可靠性强；容易大规模集成，由于数字部件具有高度规范性，便于大规模集成、大规模生产。故产品成品率高；可获得高性能指标等等。由于数字信号处理的突出优点，因此他在语音、雷达、地震测报、通信、遥感、生物医学、电视、仪器中得到非常广泛的应用。
数字信号处理（DSP）的各种芯片可通过软件改变参数来改变滤波器的特性，具有高的灵活性，而且数字信号处理应用非常广泛，因此我们要去理解滤波器的工作原理，研究其的设计方法，优化其设计方法。特别是FIR低通滤波器的设计，与IIR低通滤波器相比，它具有严格的线性相位，同时有可以具有任意的幅度特性。最重要的是FIR滤波器的单位抽样响应是有限长的，因而滤波器一定是稳定的。这种独特的优势，让我想去研究关于数字处理的FIR滤波器，充分体现FIR滤波器的优势。本课题不仅具有理论意义，同时还具有实际意义。
1.2 国内外发展
20世纪60年代起，随着信息技术和计算机的快速发展，数字信号处理是一门广泛应用与许多领域涉及许多学科的工学学科，并且得到了飞速的发展，在如今的数字化时代，它已成为计算机、通信、消费电子等领域的基本器件。DSP的发展基本可以分为三个阶段：
最初的DSP只是用微处理器来处理，但其处理速度非常慢，根本无法满足人们的需求。而且只出现在书本上，无法应用在实际中，应用非常的狭窄，一般指用在航空航天、军事上。
第一代DSP芯片TMS32010伴随着半导体技术和集成电路技术的发展而诞
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