DSP原理及应用大作业

发布 2022-09-03 09:01:28 阅读 7733

题目: iir算法的软件实验。

学生姓名:

学号: 院(系): 信息工程学院

专业: 电子信息工程专业。

iir算法实验。

摘要:本课题通过软件设计iir数字滤波器,并对所设计的滤波器进行**:应用dsp集成开发环境—ccs调试程序,用tms320f2812实现iir数字滤波。

具体工作包括:对iir数字滤波器的基本理论进行分析和**。应用dsp集成开发环境调试程序,用tms320f2812来实现iir数字滤波。

关键词:数字滤波器;dsp;tms320f2812;无限冲激响应滤波器(iir)。

引言:21世纪是数字化的时代,随着信息处理技术的飞速发展,数字信号处理技术逐渐发展成为一门主流技术。相对于模拟滤波器,数字滤波器没有漂移,能够处理低频信号,频率特性可做成非常接近于理想的特性,且精度可以达到很高,容易集成等。

这些优势决定数字滤波器的应用越来越广泛。数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一,被广泛应用于语音图像处理、数字通信、谱分析、模式识别、自动控制等领域。

实验原理。1.无限冲激响应数字滤波器的基础理论。

2.模拟滤波器原理(巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器)。

3.数字滤波器系数的确定方法。

4.根据要求设计低通iir滤波器。

要求:低通巴特沃斯滤波器在其通带边缘1khz处的增益为-3db,12khz处的阻带衰减为30db,采样频率25khz。设计:

确定待求通带边缘频率fp1hz、待求阻带边缘频率fs1hz和待求阻带衰减-20logδsdb。

模拟边缘频率为:fp1=1000hz,fs1=12000hz 阻带边缘衰减为:-20logδs=30db

用ω=2πf/fs把由hz表示的待求边缘频率转换成弧度表示的数字频率,得到ωp1和ωs1。

p1=2πfp1/fs=2π1000/25000=0.08π弧度。

s1=2πfs1/fs=2π12000/25000=0.96π弧度。

计算预扭曲模拟频率以避免双线性变换带来的失真。

由w=2fs tan(ω/2)求得wp1和ws1,单位为弧度/秒。

wp1=2fs tan(ωp1/2)=6316.5弧度/秒。

ws1=2fs tan(ωs1/2)=794727.2弧度/秒。

由已给定的阻带衰减-20logδs确定阻带边缘增益δs。

因为-20logδs=30,所以logδs=-30/20,δs=0.03162

计算所需滤波器的阶数:

因此,一阶巴特沃斯滤波器就足以满足要求。

一阶模拟巴特沃斯滤波器的传输函数为:

h(s)=wp1/(s+wp1)=6316.5/(s+6316.5)

由双线性变换定义s=2fs(z-1)/(z+1)得到数字滤波器的传输函数为:

因此,差分方程为:y[n]=0.3307y[n-1]+0.3346x[n]+0.3346x[n-1]

软件程序流程图。

调试过程与步骤:

1.实验准备。

设置软件**模式。

启动ccs2.打开工程,浏览程序,工程目录为d:\dsp\t6\iir\

3.编译并**程序。

4.打开观察窗口:*选择菜单view->graph->time/frequency…,进行如下设置:

选择菜单view->graph->time/frequency…,进行如下设置:

5.清除显示:在以上打开的窗口中单击鼠标右键,选择弹出式菜单中“clear display”功能。

6.设置断点:在程序中有注释“/*请在此句上设置软件断点 */的语句上。

置软件断点。

7.运行并观察结果。

选择“debug”菜单的“run”项,或按f5键运行程序。

观察“iir”窗口中时域图形;观察滤波效果。

实验结果。输入波形为一个低频率的正弦波与一个高频的余弦波叠加而成。如图:

通过观察频域和时域图,得知:输入波形中的低频波形通过了滤波器,而高频部分则被衰减。

iir算法相对应c语言编程及汇编程序。

#include "dsp281x_" dsp281x headerfile include file

#include "dsp281x_" dsp281x examples include file

#include ""

#include""

#define iirnumber 2

#define signal1f 1000

#define signal2f 4500

#define samplef 10000

#define pi 3.1415926

float inputw**e();

float iir();

float fbn[iirnumber]=;

float fan[iirnumber]=;

float fxn[iirnumber]=;

float fyn[iirnumber]=;

float finput,foutput;

float fsignal1,fsignal2;

float fstepsignal1,fstepsignal2;

float f2pi;

int i;

float fin[256],fout[256];

int nin,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;

fstepsignal1=2*pi/50;

fstepsignal2=2*pi/2.5;

while ( 1 )

float inputw**e()

for ( i=iirnumber-1;i>0;i--

fxn[0]=sin(fsignal1)+cos(fsignal2)/6.0;

fyn[0]=0.0;

fsignal1+=fstepsignal1;

if ( fsignal1>=f2pi ) fsignal1-=f2pi;

fsignal2+=fstepsignal2;

if ( fsignal2>=f2pi ) fsignal2-=f2pi;

return(fxn[0]);

float iir()

float fsum;

fsum=0.0;

for ( i=0;i

return(fsum);

iir:addb sp,#

movb ah,#

movb al,#

movl *-sp[4],acc

movw dp,#0xfe00

mov @0,#

mov al,@0

cmpb al,#

sb l7,geq

l6:setc sxm

movl xar4,#0x3f8016

mov acc,@0 <<1

addl @xar4,acc

movl acc,*+xar4[0]

movl *-sp[2],acc

movl xar4,#0x3f8012

mov acc,@0 <<1

addl @xar4,acc

movl acc,*+xar4[0]

lcr fs$$mpy

movl *-sp[2],acc

movl acc,*-sp[4]

lcr fs$$add

movl *-sp[4],acc

setc sxm

movw dp,#0xfe00

mov acc,@0 <<1

movl xar4,#0x3f801e

addl @xar4,acc

movl acc,*+xar4[0]

movl xar4,#0x3f801a

movl *-sp[2],acc

mov acc,@0 <<1

addl @xar4,acc

movl acc,*+xar4[0]

lcr fs$$mpy

movl *-sp[2],acc

movl acc,*-sp[4]

lcr fs$$add

movl *-sp[4],acc

movw dp,#0xfe00

inc @0

mov al,@0

cmpb al,#

sb l6,lt

l7:movl acc,*-sp[4]

subb sp,#

lretr

结果分析:通过运行和观察实验结果,输入波形中的低频波形通过了滤波器,而高频部分则被衰减。经过对实验程序的阅读以及熟悉,了解了各种窗函数对波器特性的各自不同的影响。

通过观察运行结果的图像,进一步熟悉了iir数字滤波器特性。根据实验要求所涉及的低通iir滤波器可以很好的完成无限冲击响应滤波器的算法实验。

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