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1、精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者： PanHongliang仅供个人学习学校 logo欢迎下载精品学习资源基于 DSP 的 FIR 数字滤波器设计与实现1 引言数字信号处理器 DSP拥有强大的数字信号处理才能，与其配套的集成可视化开发环境 CCSCoder Composer Stu-dio更 方便了 DSP 应用程序的开发； DSPBIOS 是 CCS 的重要组成部分，它实质上是一种基于 DSP 平台的规模可控的实时操作系统内核；这里主要争论在 DSP 上利用 DSP， BIOS 实现 FIR 数字滤波器的方法；2 TMS320F2812 及 DSP/BIOS 内核介绍TMS320F2
2、812 是基于 TMS320C2XXX 内核的定点数字信号处理器，具有数字信号处理及强大的大事治理和嵌入式把握功 能，适于有大批量数据处理的把握系统；其性能可用于数字滤 波器设计；TMS320F2812 接受高性能的静态 CMOS 技术，时钟频率达 150 MHz ；低功耗 内核电压 19 V，I O 口电压 3 3 V； 接受哈佛总线结构，片上集成许多片上外设，可实现更多功能；开发环境是集成开发环境 CCS，支持 CC+汇编嵌入式实时操作系统 DSP BIOS ，JTAG 调试接口；DSPBIOS 内核是一个尺寸可伸缩的实时内核，它是为实时信号处理应用而设计的，主要包括： 1DSP BIOS
3、 配置工具；该工具可用来创建和配置在应用程序中使用的DSP BIOS 内核对象，也可使用该工具配置储备器，线程优先权以及中断欢迎下载精品学习资源处理； 2DSP BIOS 实时分析工具； CCS 中的分析丁具使用户可测试和分析目标 DSP 上应用程序的运行，包括监测 CPU 负荷、日志、线程执行情形等； 3DSP BIOS API 函数；用户在 PC 端接受 C、C+ 或汇编语言编写调用 DSP BIOS API 函数的应用程序； 4器件支持库；供应许多宏和函数，用来简化片上外设的配置和治理；3 数字滤波器分析数字滤波器依据冲激响应连续时间可分为有限冲激响应滤波器FIR 和无限冲激响应滤波器
4、IIR ；其中 FIR 滤波器能够保证严格的线性相位特性，且不存在稳固性问题；窗函数法和 频率采样法等是设计 FIR 数字滤波器的常用方法；窗函数法在时域中进行，其原理简洁，易于实现，但存在在相同设计指标 下滤波器的阶数通常会偏大的问题；频率采样法对于只有少数 几个非零值采样的窄带选频滤波器较有效；这里分析如何在DSK2812 板上利用 CCS 本身所带的操作系统实现一种通过窗函数法实现的 FIR 滤波器； FIR 滤波器的各项指标可以通过现有的表查找，其设计步骤如下：1给定所要求的理想频率响应函数 Hdejw； 2对理想频率响应函数进行反傅里叶变换，就得到系统单位脉冲响应为： hdn=IDF
5、TFTHdejw；3依据过渡带及阻带衰减最小的要 求查表，可选定窗 n的形状及除数， N 的大小，一般 N 的值要做几次摸索才能最终确定； 4得到所设计的 FIR 滤波器的单欢迎下载精品学习资源位抽样响应 该响应靠近理想 ：hn=hdn n， n=0，1， N-1；5求 Hejw=DTFThn ，检查是否中意设计要求，如不中意，就需重新依据上述步骤设计；4 数字滤波器的实现要实现的低通 FIR 滤波器：通带边缘频率 p=10 kHz，阻带边缘频率 s=22 kHz，阻带衰减 2=75 dB，采样频率 fs=50 kHz；依据对滤波器的分析可求得系统的差分方程；所求得的 hn在程序设计过程中可用
6、一个数组存放； Xn 是 A D 转换器采样值；让其逐项相加，再输出即可；实现滤波器所接受的硬件平台为 DSK2812，实现流程如图 1 所示；(1) 启动 CCS，新建一个丁程，命名为 FILTER ；(2) 新建一个 DSPBIOS 的配置文件，命名为Fiher cmd，并将其加入该工程中；在配置文件中设置所用到的硬件中断，它对应 AD 采样的硬件中断；仍需设置一个软件中断，用来对 A D 转换模块采集到的数据滤波；由于滤波器处理数据需确定时间，所以将其放到软件中断中，通过BIOS 的任务调度实现对信号的滤波；(3) 配置系统时钟，系统有基于 PLL 的时钟模块，为器件及各种外设供应时钟信
7、号；在 X1XCLKIN 和 X2 两个引脚间连接一个 30MHz 的晶体振荡器 可接受外部时钟 ，将输入的时钟信号直接接到 X1 XCLKIN 引脚，而 X2 引脚悬空，这种情形下，不使用内部振荡器；然后经 PLL 倍频后，为系统供应时欢迎下载精品学习资源钟；通过 PLLCR 寄存器的值可配置 15150 MHz 的时钟；就TMS320F2812 得到 SYSCLKOUT ，通过配置高速外设时钟HISPCP 和慢速外设时钟 LOSPCP 把握外设，从而实现整个系统的时钟系统把握；这里设置系统的时钟 HSPCLK 为 150MHz ；(4) 数字滤波器通过 EVA1 模块设置采样频率；第一将该
8、模块配置为连续增计数模式；当周期寄存器和定时器的值相等 时，产生一个外设中断请求，选择其启动 A D 转换器，就在中断标志位置位的同时将 A D 转换启动信号送至 AD 转换模块；故只需配置定时器的周期值，便可转变 AD 转换器的采样频率；滤波器的通用定时器接受内部 CPU 时钟HSPCLK 作为时钟源，而内部时钟源可通过时钟预定标参数寄存器设置；这里设置的内部高速外设时钟为系统时钟；(5) AD 转换模块的配置； A D 转换模块的 A D 转换器有 16 个通道，可配置为 2 个独立的 8 通道模块，分别服务于大事治理器 A 和 B；两个独立的 8 通道模块也可级联构成一个 16 通道模块
9、；尽管在模数转换模块中有多个输入通道和两个排序 器，但仅有一个转换器；将其配置为两个独立8 通道模块，让EVA 大事治理器 A 触发 AD 转换器、信号从 ADINAO 引脚输入，从 ADCRESULTO 结果寄存器中读取转换结果；(6) 处理采集到的数据，即是对采集的信号进行滤波；第一依据信号通过滤波器设计过程进行运算，得到系统差分方程的欢迎下载精品学习资源系数，用一个数组存放该系数，以便利运算；主程序的数据采集即硬件中断所要完成的工作；为验证所设计滤波器的滤波成效，将其应用于某电路试验的实测信号滤波，滤波前后波形如图 2 所示；由图 2 可看出， 滤波成效较好；5 结论所设计的滤波器滤波成
10、效理想，达到了设计要求；在DSPBIOS 多任务的调度下，不但可在滤波算法的基础上添加新任务，实现多任务系统，而且仍能较好地中意需进行滤波处理的系统开发；本文来自 : DZ3W.COM 原文网址：版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理；版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text,pictures, and design. Copyright is Pan Hongliangs personalownership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、争论或观看，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同
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