1、湖南文理學院電氣與信息工程學院 嵌入式系統及應用實驗指導書指導教師:伍宗富實驗一 DSP Builder設計應用實驗學時:4學時實驗類型:綜合實驗要求:必做一、實驗目的1.掌握DSP Builder設計應用的方法。2.掌握FIR濾波器的設計步驟。3.掌握MATLAB、DSP Builder、Quartus II的綜合應用。二、實驗原理1.4階FIR濾波器子系統設計 為了便于調用子系統模塊的更高級系統進行SignalCompile分析,必須對生成的子系統模塊的“Mask type”進行設置。使用“Mask Subsystem”中的“Documentation”設置“Mask type”為“Sub

2、System AlteraBlockSet”就可以利用SignalCompiler正確地生成VHDL代碼2.直接I型16階FIR數字濾波器設計SignalCompiler16個常數端口設置濾波器的系數,可根據具體要求進行計算而確定。3.使用MATLAB的濾波器設計工具,獲得濾波器系數。(1打開Matlab的FDATool“start”->“ToolBoxes” ->“Filter Design”-> FDATool (2選擇Design Filter 設計濾波器(階級選N-1=16-1=15(3濾波器分析(查看其幅頻特性曲線(4導出濾波器系數(File-> Export

3、注:在Matlab主窗口的命令窗口中鍵入變量名并乘量級數轉換fir16_data*(28會顯示數據,如FIR濾波器模型使用還需轉為整數round(fir16_data*(28。將顯示數據記錄并輸入上面 16個常數端口完成設置濾波器的系數 4.Quartus工程實現 5.掃頻模塊設計(產生實驗用輸入信號 Adder Subtractor2D ecrem ent3注:仿真時將位值改小點,仿真后再改回來 Adder Subtractor2Decrement36.FIR濾波器仿真(濾波器系數改變,則濾波器性能發生變化。三、實驗內容設計一個16階的低通FIR濾波器,對模擬信號的采樣頻率Fs為48KHz,

4、要求信號的截止頻率為Fc=10.8KHz,輸入序列為寬為9位(最高位為符號位。四、實驗步驟1. 使用DSP Builder完成4階FIR濾波器子系統模型設計。2. 使用DSP Builder完成直接I型16階FIR數字濾波器模型設計。3. 使用MATLAB的濾波器設計工具,獲得濾波器系數。4.在DSP Builder中修改直接I型16階FIR數字濾波器模型濾波系數,并將其轉換為Quartus工程文件。5. 使用Quartus完成FIR濾波器工程設計調試。五、實驗組織運行要求本實驗利用DSP Builder、MATLAB、Quartus設計一個FIR濾波器,實驗程序并不是很復雜,為了提高學生獨立

5、設計的能力,應采用以學生自主訓練為主的開放模式組織教學,然后在指導老師的監督下,由學生自己動手,按實驗要求完成任務,最后由指導老師檢查實驗結果后方可離開。(1畫出系統的原理框圖,說明系統中各主要組成部分的功能。(2熟悉各個VHDL源程序。(5記錄系統仿真、硬件驗證結果。(6記錄實驗過程中出現的問題及解決辦法。六、實驗條件1.計算機一臺;2. DSP Builder、MATLAB、Quartus開發工具軟件;3.SOPC開發板。七、實驗注意事項1.做實驗項目要建立工程文件夾,且為英文路徑和名稱。2.學生必須嚴格按實驗操作規程進行實驗,要用U盤保存數據。3.使用實驗開發板進行硬件驗證時,必須愛護實

6、驗開發裝置。八、思考題1.如何設計其它類型的濾波器,如16階帶通、高通、帶阻的FIR濾波器?2. 如何在MATLAB中使用DSP Builder完成FIR濾波器仿真?九、實驗報告要求實驗結束后,學生應根據做實驗情況,認真完成實驗報告的書寫。實驗報告應包括實驗目的、實驗內容、儀器設備、實驗原理或電路、源程序清單、實驗步驟、實驗結果及分析和實驗過程中出現的問題及解決方法等。附錄： 實驗報告范例（報告用實驗紙手寫，圖手畫） 實驗 X （實驗課題） 1實驗目的 1）掌握 DSP Builder 設計應用的方法。 2）掌握 FIR 濾波器的設計步驟。 3）掌握 MATLAB、DSP Builder、Quartus II 的綜合應用。 2實驗內容 （） 3實驗條件 1）計算機一臺； 2） DSP Builder、MATLAB、Quartus 開發工具軟件； 3）SOPC 開發板。 4實驗設計 1）設計原理 （設