基于dsp的iir数字滤波设计-毕业论文

基于dsp的iir数字滤波设计-毕业论文内容摘要：

数模转换芯片采用的是 TLV 5608，实现滤波后的信号从数字信号恢复为所需要的模拟信号。 JTGA 口供 DSP 芯片下载程序调试。 TMS320C5402 的体系结构 TMS320VC5402 处理器在本系列中处于先进水平。 它具有运算速度快，内部存储空间大，外部接口性能好等优点。 所以我选择了技术上比较先进，价格又较便宜的 C5402 作为硬件开发对象。 下面结合 C5402 的实际情况，介绍一下该芯片的体系结构。 C5402 共有 144个引脚，其中有 20根地址线 AOA19， 16根数据线 DOD15， 4个外部可屏蔽 引脚 INTOINT3和一个不可屏蔽中断引脚 BIO，剩下的引脚可以分成以下几类：存储器控制引脚，时钟 /晶振引脚，多通道缓冲串口引脚，主机接口通讯引脚，电源引脚，初始化和复位引脚，通用输入 /输出引脚，以及用于测试的 IEEE1149. 1 标准 JTAG 口。 最小系统的设计 一个 DSP 系统可分为最小系统设计和外围接口设计两部分。 DSP 在必要的工作环境下更多论文 第 9 页 才能正常工作，构建能支持 DSP 正常工作的最小系统，包括复位、时钟、电源及 JTGA 仿真口， FLASH 接口设计等。 基于 DSP 的 IIR 数字滤 波器的软件设计 IIR 数字滤波器的数据存储器设计 TMS320C54X 定点 DSP 提供了单周期乘 /累加指令 MAC 和循环寻址方式，使 IIR 数字滤波器每个样值的计算可以在一个周期内完成。 IIR 数字滤波器每个样值的计算就是实现两数组对应项乘积的累加和。 在计算时有前向通道和反馈通道两部分，因此在计算设计时要充分考虑 x(n)、 y(n)和 h(n)系数的存放位置，并正确初始化这两个存储块指针 ,这样在计算中才能够准确的提取数据，实现乘加运算。 图 7 是 IIR 滤波器数据存放和系数表 : 图 7 IIR滤波器数据存 放和系数表 在程序设计中，首先将数据放入相应的段中， X数据指针 AR2 指向 X0，同时将 H（ n）的指针 AR1指向 B0，利用乘加指令完成前向通道的一次运算；接着修改指针， AR2 指针增1， H（ n）的指针 AR1 减 1，依次完成前向通道的乘加运算；反馈通道应用同样的方法进行乘加。 在程序设计时，可以采用先增益后衰减的方法，亦可采用先衰减后增益的方法。 但是采用先衰减后增益的方式其系统动态 范围和鲁棒性较好，因此在设计中采用了后一种方法。 IIR 数字滤波器的设计流程 在设计滤波器时首先要有清晰的思路，因此流程图的设 计至关重要。 本设计采用的是基于 DSP 的 IIR数字滤波，针对其要完成的功能，对其流程进行了初步规划，如图 8 所示： AR2 AR1 开始 系统初始化 分配数据空间 设置数据指针 从指定端口读入数更多论文 第 8 页 图 8 IIR 数字滤波器设计流程 根据设计流程，通过 DSP 仿真软件编译出适合参数要求的汇编程序。 运用汇编语言进行程序编写使其具有更好的 实时 性，此外运用汇编语言编写更有助于以后的设计拓展。 其IIR 数字滤波主程序段如下 : … … IIR: PORTR PA1, *AR2 ；从输入端口读入数据 MPY *AR2+0%,*AR4+0%, A ；乘法运算， A=b0 x(n) MAC *AR2+0%,*AR4+0%, A ；第 1 次乘法累加 A1=b1*x(n1)+b0*x(n) MAC *AR2, *AR4+0%, A ；第 2 次乘法累加 A2=b2*x(n2)+A1 MAC *AR3+0%,*AR5+0%, A ；第 3 次乘法累加 A3=a1*y(n2)+A2 MAC *AR3+0%,*AR5+0%, A ；第 4 次乘法累加 A4=a2*y(n2)+A3 更多论文 第 9 页 MAR *AR5+0% ；修正 AR5 STH A,*AR7+ ；存储 y(n) PORTW *AR7, PA0 ；从输出端口输出 y(n) BD IIR ；循环 … … 利用 TMS320C5402 实现 IIR 的程序中应注意以下几点： （ 1） 数据存放要求。 因为采用 MAC 指令和循环寻址，所以输入数据和滤波器系数的存放要按照一定的要求。 数据块和系数块都要放在双寻址数据存储区。 （ 2） 循环寻 址的使用。 为了使用循环寻址，除了对数据的存放有要求外，先还要设置 BK为块长 N。 由于使用了循环寻址，数据和系数的指针在操作后以循环的方式增加 1。 （ 3）数据的初始化。 输入数据块要初始化为全 0。 这样在运算中不会对输入产生影响。 基于 DSP 的 IIR 数字滤波的软件调试 本次设计在调试中出现了许多问题，但经过老师的指导成功的完成了 IIR 数字滤波，其运行结果如图 图 10 所示： 图 9 利用 DSP的 IIR数字滤波效果图（ 1） 更多论文 第 10 页 图 10 利用 DSP的 IIR数字滤波效果图（ 2） 在效果图中，上面波形为 DSP 实验箱产生的滤波前的效果图，下面波形为进行 IIR滤波后的效果图。 从两图的比较可以看出，所设计的 IIR 滤波器收到了较好的效果，完成了设计要求。 在编写及调试的过程中主要遇到以下问题： （ 1）在编写程序的过程中 要对所涉及的存储单元进行初始化，这样在 数据或是代码段进行汇编时才不会出现问题。 （ 2）编写程序需要对数据段、代码段、堆栈段进行设置。 要编写相应的 .cmd（链接命令文件）文档对其进行合理化的分配空间。 （ 3）在编写程序时一定要编写相应的中断向量表文件，这样在汇编时才不会出错。 6 结论与展望。