1、淮北師范大學2011屆學士學位論文基于DSP的FIR數(shù)字濾波器的設計與實現(xiàn)學院、專業(yè)物理與電子信息學院電子信息工程研究方向數(shù)字信號處置學生姓名桑建軍學號036指導教師姓名周建芳指導教師職稱講師2011年04月28日基于DSP的FIR數(shù)字濾波器的設計與實現(xiàn)桑建軍淮北師范大學物理與電子信息學院235000摘要數(shù)字濾波器是數(shù)字信號處置中最重要的組成部份之一，數(shù)字濾波器是由數(shù)字乘法器、加法器和延時單元組成的一種算法或裝置，可作為應用系統(tǒng)對信號的前期處置。用DSP芯片實現(xiàn)的數(shù)字濾波器具有穩(wěn)固性好、精準度高、靈活性強及不受外界阻礙等特性。因此基于DSP實現(xiàn)的數(shù)字濾波器普遍應用于語音圖像處置、數(shù)字通信、頻譜

2、分析、模式識別、自動操縱等領域，具有廣漠的進展空間。本文第一介紹了數(shù)字濾波器的概念及分類，和數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方式。在明白得FIR濾波器的工作原理及其設計方式的基礎上，在MATLAB環(huán)境下利用矩形窗設計實現(xiàn)FIR濾波器。然后通過DSP結(jié)合軟件進行編程，最終實現(xiàn)了基于DSP的FIR數(shù)字低通濾波器的設計。仿真結(jié)果說明，基于DSP實現(xiàn)的濾波器具有穩(wěn)固性好、精準度高、靈活性強等優(yōu)勢，并能實現(xiàn)對信號的實時濾波。關(guān)鍵詞FIR數(shù)字濾波器；DSP;窗函數(shù)法；MATLAB;TMS320C5402DesignandRealizationofFIRdigitalfilterBasedonDSPSangJianjunD

3、epartmentofPhysicsandElectronicinformation,HuaiBeiNormalUniversity235000AbstractAdigitalfilter,whichisoneofthemostimportantpartsofdigitalsignalprocessing,isanalgorithmoradevicemadeofdigitalontime-multiplier,adderanddelayofelements.Itcanbeusedtobethepretreatmentofsignalbyapplicationprogram.TheFIRdigi

4、talfilterBasedonDSPhasmanyfeatures,suchasuninfluenced,highaccuracy,goodstabilityandhighlyflexible.Thedigitalfilteriswidelyusedinfieldsofspeechimageprocessing,digitalcommunication,spectrumanalysis,patternrecognitionandautomaticcontrol,etc.Itwillhasbroadspacefordevelopment.Thispaperfirstlyintroducesth

5、econceptofdigitalfilter,classification,andtherealizationmethodofdigitalfilter.OnthebasisofunderstandingFIRfiltersworkingprincipleanddesignmethod,weuserectangularwindowtorealizethedesignofFIRlow-passfiltersundertheMATLABenvironment.Then,makingthedesignofFIRdigitallow-passfilterscometruethroughprogram

6、mingbycombinationoftheDSPand.ThesimulationresultsshowthatthefilterbasedonDSPrealizinghavegoodstability,highprecision,flexibility,etc,andcanalsorealizereal-timefiltering.KeywordsFIRdigitalfilter;DSP;Windowmethod;MATLAB;TMS320C54021 引言錯誤!未定義書簽數(shù)字濾波器的概念錯誤!未定義書簽數(shù)字濾波器的分類錯誤!未定義書簽數(shù)字的濾波器的進展及其優(yōu)越性錯誤!未定義書簽數(shù)字濾波器

7、的實現(xiàn)方式錯誤!未定義書簽2 FIR數(shù)字濾波器的設計原理及MATLAB的實現(xiàn)錯誤!未定義書簽FIR數(shù)字濾波器的大體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)錯誤!未定義書簽。FIR數(shù)字濾波器的設計方式錯誤!未定義書簽。FIR數(shù)字濾波器的MATLAB的實現(xiàn).錯誤!未定義書簽。3 基于DSP的FIR數(shù)字濾波器的設計與實現(xiàn)錯誤!未定義書簽DSP芯片的概述錯誤!未定義書簽。FIR數(shù)字濾波器的DSP實現(xiàn)錯誤!未定義書簽。結(jié)論錯誤!未定義書簽參考文獻錯誤!未定義書簽致謝錯誤!未定義書簽1引言隨著信息時期的到來，數(shù)字信號處置已成為現(xiàn)今一門極為重要的學科和技術(shù)領域。數(shù)字信號在通信、語音、圖像、自動操縱、雷達、航空航天、醫(yī)療和家用電器等眾多領域

8、取得了普遍的應用。在數(shù)字信號處置中數(shù)字濾波占有極為重要的地位，與模擬濾波相較，數(shù)字濾波具有很多突出優(yōu)勢，比如精準度高、穩(wěn)固、靈活、不要求阻抗匹配、容易實現(xiàn)線性相位、還能夠幸免模擬濾波器無法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲偏移等問題。數(shù)字濾波器的概念所謂數(shù)字濾波器1,是指輸入、輸出均為數(shù)字信號，通過數(shù)值運算關(guān)系改變輸入信號所含頻率成份的相對照例，或濾除某些頻率成份的器件。假設其系統(tǒng)函數(shù)為h(z),其脈沖響應為h(n),對輸入時刻序列x(n),假設輸出時刻序列為y(n),那么它們在時域內(nèi)有如下關(guān)系：y(n)=h(n)*x(n)在Z域內(nèi)有如下關(guān)系：y(z)=h(z)*x(z)(1)式(1)中x(z)、

9、y(z)別離是x(n)、y(n)的z變換。在頻域內(nèi)有如下關(guān)系：y(jw)=h(jw)*x(jw)(2)式(2)中h(jw)是數(shù)字濾波器的頻率特性；x(jw)、y(jw)別離是x(n)、y(n)的頻譜，而w是數(shù)字角頻率。數(shù)字濾波器的分類依照不同的分類方式，數(shù)字濾波器有許多種類，但總起來能夠分成兩大類：經(jīng)典濾波器和現(xiàn)代濾波器。經(jīng)典濾波器的特點是輸入信號中有效的頻率成份和希望濾除的的頻率成份各占有不同的頻帶，通過一個適合的的選頻濾波器達到濾波的目的。例如，輸入信號中含有干擾，若是信號和干擾的頻帶互不重疊，可濾除干擾取得純信號。但是，若是信號和干擾的頻帶相互重疊，那么經(jīng)典濾波器不能有效濾除干擾，這時就

10、需要采納現(xiàn)代濾波器，例如維納濾波器，卡爾曼濾波器、自適應濾波器等最正確濾波器。現(xiàn)代濾波器是依照隨機信號的一些統(tǒng)計特性，在某種最正確準那么下，最大限度地抑制干擾，同時最大地恢復信號，從而達到最正確濾波的目的。經(jīng)典數(shù)字濾波器從濾波特性上分類，能夠分成低通、高通、帶通和帶阻等濾波器。它們有些理想幅頻特性，是不可能實現(xiàn)的因為他們的的單位響應均是非因果且是無窮長的。咱們只能依照某些準那么去設計濾波器使之在誤差容限內(nèi)逼近理想濾波器，因此理想的濾波器可作為逼近的標準20數(shù)字濾波器從實現(xiàn)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)或從單位脈沖響應長度分類，可分為成無窮長單位脈沖響應（IIR）濾波器和有限長單位脈沖響應（FIR）濾波器。FIR濾

11、波器具有不含反饋環(huán)路、結(jié)構(gòu)簡單和實現(xiàn)嚴格線性相位等優(yōu)勢，因此在相對要求比較嚴格的條件下，采納FIR濾波器。數(shù)字的濾波器的進展及其優(yōu)越性21世紀是數(shù)字化的時期，隨著愈來愈多的電子產(chǎn)品將數(shù)字信號作為技術(shù)的核心，DSP已經(jīng)成為推動數(shù)字化進程的動力，作為數(shù)字化的技術(shù)之一，DSP不管是在其應用廣度上仍是深度上，都在以前所未有的速度向前進展。數(shù)字信號處置由于運算速度快，具有可編程特性和接口靈活的特點，使得它在許多電子產(chǎn)品的研制、開發(fā)和應用中，發(fā)揮著及其重要的作用。采納DSP芯片來實現(xiàn)數(shù)字信號處置系統(tǒng)是當前科技進展的必然趨勢。在數(shù)字信號處置中，數(shù)字濾波器占及其重要的地位。數(shù)字濾波是語音和圖像處置、模式識別、

12、頻譜分析等應用中的大體算法之一。在許多信號處置應用頂用數(shù)字濾波器替代模擬濾波器具有許多優(yōu)勢。數(shù)字濾波器容易實現(xiàn)不同的幅度和相位頻率特性指標，克服了與模擬濾波器性能相關(guān)的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問題。用DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波器除具有較好的穩(wěn)固性、較高的精準度、不受外界環(huán)境阻礙外，還具有靈活性特點。在用可編程DSP實現(xiàn)數(shù)字濾波器可通過修改濾波器的參數(shù)十分方便的改變?yōu)V波器的相關(guān)特性。在多數(shù)應用中也都希望依照期望指標把一個信號的頻譜加以修改、整形或運算。這些進程都可能包括一個衰減頻率范圍，阻止或隔離一些頻率成份，用數(shù)字濾波器來實現(xiàn)這些功能是方便、有效、可行的3。數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方式數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方

13、式有以下三種：（1）用運算機軟件實現(xiàn)軟件實現(xiàn)方式確實是在通用的微型運算機上用軟件來實現(xiàn)。利用運算機的存儲器、運算器和操縱器把濾波所要完成的運算編程程序通過運算機來執(zhí)行，軟件可由利用者自己編寫，也可利用現(xiàn)成的。國內(nèi)外的研究機構(gòu)、公司已經(jīng)推出了不同語言的信號濾波器處置軟件包。可是這種方式速度很慢，難以對信號進行實時處置，盡管可由用快速傅立葉變換算法累加，來加速計算速度，但要達到實時處置仍是要付出很高的代價，因此該方式多在教學與科研中利用。(2)采納DSP(DigitalSignalProcessing)處置器來實現(xiàn)DSP處置器是專為數(shù)字信號處置而設計的，如TI公司的TMS320CX系列，AD公司的

14、ADSP21X,ADSP210X系列等。它的要緊數(shù)字運算單元是一個乘累加器(MAC),能夠在一個機械周期內(nèi)完成一次成累加運算，配有適合于信號處置的指令，具有獨特的循環(huán)尋址和倒序?qū)ぶ纺芰Α＿@些特點都超級適合數(shù)字信號處置中的濾波器設計的有效實現(xiàn)，而且它速度快，本錢低，在過去的20連年的時刻里，軟件可編程的DSP器件幾乎統(tǒng)治了商用數(shù)字信號處置硬件的市場。用DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波除具有穩(wěn)固性好、精準度高、不受環(huán)境阻礙外，還具有靈活性好的特點。用可編程DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波可通過修改濾波器的參數(shù)十分方便的改變?yōu)V波器的特性。(3)用FPGA可編程器件來實現(xiàn)利用相關(guān)開發(fā)工具和VHDL等硬件開發(fā)語言，通過軟件

15、編程用硬件實現(xiàn)特定的數(shù)字濾波算法。這一方式由于具有通用性的特點并能夠?qū)崿F(xiàn)算法的并行運算，不管是作為獨立的數(shù)字信號處置，仍是作為DSP芯片的協(xié)作處置器都是比較活躍的一個研究領域4。通過比較以上三種方式可見：能夠采納MATLAB等軟件來學習數(shù)字濾波器的大體知識，計算數(shù)字濾波器是系數(shù)，研究算法的可行性，對數(shù)字濾波器進行前期的仿真。也能夠采納DSP或FPGA來實現(xiàn)硬件電路。本文重點研究在利用DSP來實現(xiàn)數(shù)字濾波的設計。2FIR數(shù)字濾波器的設計原理及MATLAB的實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器的大體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設單位脈沖響應h(n)長度為N,輸入彳S號為x(n),那么FIR數(shù)字濾波器確實是要實現(xiàn)以下差分方程：N-1y

16、(n尸h(m)x(n-m)m=0式(3)確實是FIR數(shù)字濾波器的差分方程，F(xiàn)IR網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特點確實是沒有反饋支路，即沒有環(huán)路，因此它是無條件的穩(wěn)固系統(tǒng)，其單位脈沖響應h(n)是一個有限長序列。由上面的方程可知，F(xiàn)IR濾波器事實上是一種乘法累加運算，不斷地輸入樣本x(n),經(jīng)延時(z1),做乘法累加，再輸出濾波結(jié)果y(n)。對式(3)進行Z變換，經(jīng)整理后可得FIR濾波器的傳遞函數(shù)H(z)為N1H(z)h(n)zn(4)n0由式(4)能夠看出，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器一樣網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，如下圖1所示。圖1FIR數(shù)字濾波器一樣網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)FIR數(shù)字濾波器的設計方式FIR數(shù)字濾波器的設計方式要緊有窗函數(shù)和頻率采樣等設計方

17、式，其中窗函數(shù)設計法是最大體的設計方式。在設計FIR濾波器時，一個最重要的計算確實是加窗，其中采納矩形窗是最直接也是最簡便的方式。本文要緊采納矩形窗設計方式。2.2.1窗函數(shù)法設計的大體思想窗函數(shù)的設計思想是選擇一種適合的理想頻率特性的濾波器，然后截斷它的脈沖取得一個線性相位和因果的濾波器。因此這種方式關(guān)鍵在于選擇某種適合的窗函數(shù)和一種理想濾波器。關(guān)于給定的濾波器的技術(shù)指標，選擇濾波器長度具有最窄主瓣寬度和盡可能小的旁瓣衰減的某個窗函數(shù)。現(xiàn)介紹如下。第一設希望逼近的濾波器頻率響應函數(shù)為Hd(ejw),其單位脈沖響應是hd(n)。Hd(ejw)hd(n)ejwn(5)nWchd(n)Hd(ejw

18、)ejwndw2wc若是能夠由已知的Hd(ejw)求出hd(n),通過Z變換可取得濾波器的系統(tǒng)函數(shù)。但通常以理想的濾波器作為Hd(ejw),其幅度特性逐段恒定，在邊界頻率處有不持續(xù)點，因此hd(n)是無窮時寬的，且是非因果序列。但是咱們實際設計的濾波器的單位脈沖響應為h(n),長度為N,其系數(shù)函數(shù)H(z)為N1H(z)h(n)zn(7)n0如此用一個有限長的序列h(n)去代替hd(n),確信會引發(fā)誤差，表此刻頻域確實是通常所說的吉布斯效應。這種吉布斯效應是由于將hd(n)直接截斷引發(fā)的，因此，也稱為截斷效應。如何構(gòu)造窗函數(shù)w(n),用來減少截斷效應，這就需要設計一個能知足技術(shù)要求的FIR線性相

19、位濾波器。2.幾種常見的窗函數(shù)采納窗函數(shù)設計方式關(guān)鍵在于選擇某種適合的窗函數(shù)和理想的濾波器。常見的窗函數(shù)有5:矩形窗、三角形窗、漢寧窗、哈明窗、布萊克曼窗、凱塞窗。這六種窗函數(shù)的大體參數(shù)如表1。.表1六種窗函數(shù)的大體參數(shù)窗函數(shù)類型旁瓣峰值an/dB過渡帶寬度Bt阻帶最小衰減as/dB近似值精確度矩形窗-134/NN-21三角窗-258/NN-25漢寧窗-318/NN-44哈明窗-418/NN-53布萊克曼窗-5712/N11/N-74凱塞窗-5710/N-80表中過渡帶和阻帶最小衰減是用對應的窗函數(shù)設計的FIR數(shù)字濾波器的頻率響應指標。MATLAB信號處置工具箱提供了十四種窗函數(shù)的產(chǎn)生函數(shù)，下

20、面列出上述六種窗函數(shù)的產(chǎn)生函數(shù)及挪用格式:wn=boxcar(N)wn=bartlett(N)wn=banning(N)wn=hamming(N)wn=blackman(N)wn=kaiser(N,beta)窗函數(shù)的選擇原那么是:%列向量wn中返回長度為%列向量wn中返回長度為%列向量wn中返回長度為%列向量wn中返回長度為%列向量wn中返回長度為%列向量wn中返回長度為N的矩形窗函數(shù)w(n)N的三角窗函數(shù)w(n)N的漢寧窗函數(shù)w(n)N的哈明窗函數(shù)w(n)N的布萊克曼窗函數(shù)w(n)N的凱塞窗函數(shù)w(n)第一：具有較低的旁瓣幅度，尤其是第一旁瓣幅度。第二：旁瓣幅度下降要盡可能大，以利于增加阻帶

21、衰減。第三：主瓣的寬度要盡可能窄，以取得較陡的過渡帶。通常情形下上述三點很難同時知足，被選擇主瓣寬度較窄時，盡管取得了較陡的過渡帶，可是通帶和阻帶明顯增加；被選用最小的旁瓣幅度時盡管能取得勻滑幅度響應和較小的阻帶波動，但過渡帶又加寬了。因此咱們在選擇窗函數(shù)往往時折當選擇。在保證主瓣寬度達到必然要求的條件下，適當?shù)木柢|主瓣寬度來換取旁瓣勻滑幅度響應和波動減少。2.用窗函數(shù)法設計FIR濾波器的步驟窗函數(shù)設計濾波器的步驟如下：No(8)(1)依照對阻帶衰減及過渡帶的指標要求，選擇窗函數(shù)的類型，并估量窗口長度No先依照阻帶衰減選擇窗函數(shù)類型。原那么是保證阻帶衰減知足要求的情形下，盡可能選擇主瓣窄的窗函

22、數(shù)。然后依照過渡帶寬度估量窗口長度(2)構(gòu)造希望逼近的頻率響應函數(shù)Hd(ejw),即jwjw(N1)/2Hd(e)Hdg(w)e所謂的“標準窗函數(shù)法”，確實是選擇Hd(ejw)為線性相位理想濾波器(理想低通、理想高通、理想帶通、理想帶阻)(3)計算hd(n)。若是給出待求濾波器的頻響函數(shù)為Hd(ejw),那么單位脈沖響應用下式求出：hd(n)jwjwnHd(e)edw(9)若是Hd(ejw)較復雜，或不能用封鎖公式表示，那么不能用上式求出hd(n)。咱們能夠?qū)d(ejw)從w=0到w=2采樣M點，采樣值為j2kHdM(k)Hd(e)即,k0,1,2,M1,進行M點IDFT取得:hdM(n)I

23、DFTHdM(k)M(10)依照頻域采樣理論,hdM(n)與兒(n)應知足：hdM(n)hd(nrM)Rm(n)(11)r因此，若是M選得夠大，能夠彳證在窗口內(nèi)hdM(n)有效地逼近hd(n)由此可求出單位脈沖響應hd(n)為hd(n)sinwc(na)(na)(12)為保證線性相位特性，a=(N-1/2)。(4)加窗即可取彳生設計結(jié)果：h(n)=hd(n)w(n)。FIR數(shù)字濾波器的MATLAB的實現(xiàn)MATLAB是美國MathWorks公司自20世紀80年代中期推出的數(shù)學軟件，優(yōu)秀的數(shù)值計算能力和卓越的數(shù)據(jù)可視化能力使其專門快在數(shù)學軟件中脫穎而出。MATLAB語言是現(xiàn)今國際科學界最具有阻礙力

24、、最有活力、和應用最普遍的軟件之一。它提供了壯大的科學運算、靈活的程序設計流程、高質(zhì)量的圖形可視化與界面設計、便利與其他程序接口功能；它提供了數(shù)字處置工具箱，使數(shù)字處置比以前更為簡練方便且成效更好670MATLAB集成了一套功能壯大的濾波器設計工具FDATool,它涵蓋了信號處置工具箱中所有濾波器設計方式，利用它能夠方便地完成多種濾波器的設計、分析和性能評估。第一應依照指標參數(shù)及對濾波器特性的要求，選擇適合的濾波器類型及設計方式進行設計。本文以采納矩形窗設計低通數(shù)字濾波器為例。所設計的濾波器技術(shù)指標為：濾波器階數(shù)為51,采樣頻率fs為181KHz,濾波器截止頻率fc為10Kz的濾波器。設計的仿

25、真結(jié)果如圖2,圖3所示。MagnitudeResponse(dB)kdaceauFndaM-10020-oO46-O-8-1200102030405060Frequency(kHz)圖2幅頻曲線708090PhaseResponse-100-200-300-400-500-600-7000102030405060708090Frequency(kHz)圖3相頻曲線由圖2,圖3可得：圖2為本次所設計濾波器的幅頻特性曲線，圖3為本次所設計濾波器的相頻特性曲線。由圖能夠看出所設計的濾波器具有良好的低通濾波特性，在通帶內(nèi)具有嚴格的線性相位。3基于DSP的FIR數(shù)字濾波器的設計與實現(xiàn)上節(jié)介紹了利用MAT

26、LAB工具箱實現(xiàn)數(shù)字濾波器，盡管能夠方便地實現(xiàn)數(shù)字濾波，可是MATLAB實現(xiàn)的濾波器不能實現(xiàn)對輸入信號的實時處置，當輸入信號改變時需要再次改變?yōu)V波器參數(shù)，比較繁瑣。而基于DSP實現(xiàn)的數(shù)字濾波能夠克服修改參數(shù)，那個繁瑣的問題，實現(xiàn)實時濾波實時處置的特性。DSP芯片的概述數(shù)字信號處置器(DSP)是一種能對數(shù)字信號進行高速實時處置的高速處置器，其主若是用來快速的實現(xiàn)各類數(shù)字處置的算法。在現(xiàn)今的數(shù)字化時期中，DSP已經(jīng)成為通信設備，運算機網(wǎng)和其它電子產(chǎn)品的大體元器件。TI公司的2000系列和5000系列的DSP都是通用型的芯片，考慮到2000系列的DSP多用于操縱方面，而5000系列較2000系列具有

27、更高的時鐘頻率、更低的價錢和加倍壯大的運算功能，因此在數(shù)字濾波器系統(tǒng)的設計中采納了TI公司的一款高性能，低功耗特點的DSP:TMS320VC5402該DSP具有較快的運算速度：運算速度最快可達532MIPS;采納了低功耗設計方式：內(nèi)核電壓為，I/O電壓為8。本文采納的DSP芯片為TMS320VC5402,下面介紹本文所用到的DSP實驗箱的要緊模塊。DSP板的結(jié)構(gòu)DSP板要緊包括以下功能模塊：(1)語音處置單元(2)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元(3)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(4)信號源單元(5)鍵盤單元(6)數(shù)碼顯示單元(7)液晶單元(8)開關(guān)量輸入輸出單元(9)電源單元(10)單脈沖產(chǎn)生單元(11)電平轉(zhuǎn)換單元(12)C

28、PLDF載單元(13)信號擴展單元本設計的要緊用到的是信號源單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，以下是這些單元的簡單介紹。1)信號源單元：頻率，幅值可調(diào)雙路三角波，方波和正弦波產(chǎn)生電路采納兩片8038信號發(fā)生器，輸出頻率范圍20100kHZ,幅值范圍10V+10V,輸入波頻率范圍可通過波段開關(guān)來選擇；頻率，幅值可獨立調(diào)劑。兩路輸出信號能夠通過加法器進行信號模擬處置和混疊，作為信號濾波處置的混疊信號源，混疊后的信號從信號源1輸出，信號源單元原理如圖4所示。頻率調(diào)節(jié)圖4信號源單元原理框圖頻率調(diào)節(jié)2)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元：數(shù)模轉(zhuǎn)換采納DAC08K片，分辨率8位，精度1LSB,轉(zhuǎn)換時刻可達85ns。DAC08f

29、t夠應用在8bit,1usA/D變換，波形發(fā)生，語音編碼，衰減器，可編程功率變換器，CRT顯示驅(qū)動，高速modems口其他要求低本錢，高速等多功能場合。在本實驗系統(tǒng)中，DAC08采納對稱偏移二進制輸出方式，輸出電壓范圍5V+5V,數(shù)模轉(zhuǎn)換的原理圖如圖5所示。圖5數(shù)模單元原理框圖底板DAC0考Vref=+5V;輸入00H,輸出電壓5V;輸入ffh,輸出電壓+5V。3)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元：模數(shù)轉(zhuǎn)換芯選用AD7822單極性輸入，采樣分辨率8BIT,并行輸出；內(nèi)含取樣維持電路，和可選擇利用內(nèi)部參考電壓源，具有轉(zhuǎn)換后自動Power-Down的模式，電流消耗可降低至5uA以下。轉(zhuǎn)換時刻最大為420ns,SNR可

30、48dB,INL及DNL都在十、之內(nèi)。可應用在數(shù)據(jù)采樣，DSP系統(tǒng)及移動通信等場合。在本實驗系統(tǒng)中，參考電壓源+,偏置電壓輸入引腳Vmid=+。模擬輸入信號以過運放處置后輸入AD7822，輸入電壓范圍12V+12V9,模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理圖如圖6所示。圖6模數(shù)轉(zhuǎn)換單元原理圖FIR數(shù)字濾波器的DSP實現(xiàn)本次設計的低通濾波器的要緊性能指標：設計一個濾波器階數(shù)為51,采樣頻率fs為181KHz,濾波器截止頻率fc為10Kz的濾波器，具體的設計進程如下。(1)啟動CCS,用Project/Open打開工程文件；雙擊及“Source”可查看各源程序，運行環(huán)境如圖7所示。CHIiipibdiD(FipFIK.*

31、EMgi11trAjinfc4<hdile山*I崖*1.-H?£«?3瑁*蒙HIEQ%*，ItafPEL”,*lfSdUM_1赳*33日日整曰Xd204仃承外玉彩XS一爵£.”tEveidTq.RCS4口2(End);wt*rusdJLEAWW自231廿*Hl:備*-*+*-*1-AiBriH-iift-feI*z/F-nvt*用料3TAS1#iiCilvdv，*'mlnM"MmHsh-"M«fiB«piJU-115927Igmhh吐ey,mdSLhin%b-0:invA"35&rmadthr

32、d«tintmdouble匕下白，1二HSdio()iM0*；!Tit>¥*intBflxlOOOj匕力2(Lb"lOxllOO;d£nibI*電pj.FA；antX.jep.rk;k-O:f»-lgXMQiftop-10000:睥“fatapffliS£*r(k-OiJf上b-*)XHl«t!J；IsitC4D2"()iimta«JigmC5*T1喀P*1-nil_IuT圖7運行環(huán)境(2)加載“"；主程序中，K+處，設置斷點；單擊“Run”運行程序，程序?qū)*hJH串仟*!多卜T習4圖口

33、£-|物第Bu311dccBpitt*!0Erron.0Vaimiia9d0RhmtItw1ifr1廠*,EHHdJiftK.U.h以H,匕4fc運行至斷點處停止，加載輸出如圖8所示。圖8加載輸出(3)用View/Graph/Time/Frequency打開一個圖形觀看窗口；設置觀看圖形窗口變量及參數(shù)為：采納雙蹤觀看在啟動地址別離為0x3000H和0X3100H,長度為256的單元中數(shù)值的轉(zhuǎn)變，數(shù)值類型為16位有符號整型變量，這兩段存儲單元中別離寄存的是經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的輸入混疊信號(輸入信號)和對該信號進行FIR濾波的結(jié)果，參數(shù)設置如圖9所示。圖9參數(shù)設置(4)單擊“Animate”

34、運行程序，調(diào)整觀看窗口并觀看濾波結(jié)果，仿真結(jié)果如圖10所示。iuklagQF-aarkii.CME5la4i«CvgzicalIhrJp.肥I1iI曲/圖10仿真結(jié)果(5)調(diào)劑DSP實驗箱上的輸入正弦波的幅值或頻率旋鈕，再次觀看輸出波形,如圖11所示。/*，,事，舟"£01Lr白-I,1*>I*匚6R田(i11(bn工r+j*ft|«>4|Hilar9“*«工hL.甲/VWltofe44t.位0j-m*.34r-il.fiFl'CX的卜務<Lnliig>±jUwllHC»pl«t*dQrror-Q一儀rniiafi聿.事_ll*1I_lFmi*:心。-j.hucqli圖11輸出波形由圖10可知，圖10中上面窗口為從信號源單元產(chǎn)生的兩個不同頻率的混疊信號，下面窗口為其通過所設計的低通濾波器，濾波以后輸出的波形，