基于TMS320C55x芯片的DSP的FIR濾波器的設計

摘 要：本文簡述了FIR數(shù)字濾波器的各種特點，和在DSP上實現(xiàn)的原理.基于TMS320C55x芯片的數(shù)字信號處理功能，通過MATLAB設計的FIR濾波器系數(shù)和階數(shù)，設計FIR的各種性能、運用MAC指令、循環(huán)緩沖寄存器、塊循環(huán)寄存器對一個混合信號進行帶通濾波處理.實驗結果表明，所仿真的FIR濾波器能實現(xiàn)濾波功能.

關鍵詞：DSP；FIR數(shù)字濾波器設計；MATLAB；數(shù)字信號處理；濾波器系數(shù)；混合信號；循環(huán)尋址；輸入數(shù)據(jù)；實驗結果；濾波系數(shù)

中圖分類號：TN713.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-01

數(shù)字信號處理是通過數(shù)字信號處理器把數(shù)字、符號表示的序列或模擬信號，通過計算機的處理或專用處理設備，用數(shù)字的方式去處理、分析，從而產生更符合人們要求的信號形式.在許多數(shù)字信號處理過程中，如對信號的過濾、檢測、預測等處理過程中都要廣泛用到濾波器，而數(shù)字濾波器具有設計靈活，實現(xiàn)方便等特點而被廣泛接受和運用.本文通過MATLABA的算法結合數(shù)字信號處理器產生符合要求的FIR濾波器。

一、設計流程

三、基于MATLAB的濾波器的參數(shù)設定

采用MATLAB的窗函數(shù)方法設計高效實現(xiàn)線性相位FIR濾波器的方案。通過編程調試得到預期的結果。該方法實現(xiàn)FIR濾波器器件體積小、性能可靠、價格低廉、設計周期短，可用作高速數(shù)字濾波設計的方案。MATLAB是應用最為廣泛的設計數(shù)字濾波器的方法，與C語言的程序相比較，利用MATLAB可節(jié)省大量的編程時間，將其用于數(shù)字濾波器設計簡單方便。采用MATLAB，可以根據(jù)要求和所設計的濾波器的特性，隨意調整設計參數(shù)，最終達到濾波器的最優(yōu)設計。

四、基于TMS320C55x芯片的DSP的FIR編程方法

根據(jù)設計原理，實現(xiàn)的芯片采用TMS320C55x芯片它包含這些特點：采用哈弗多總線結構、運算速度快、豐富的外圍電路、低功耗、使用壽命長久等特點，包含AD和DA電路、電源電路、時鐘電路、復位電路，自己連接硬件將兩路混合信號輸入DSP芯片，編寫的程序下載到硬件芯片中通過CCS硬件仿真的觀察窗口，不斷地調試輸入混合信號的頻率直至觀察到完整理想的FIR濾波波形。設計的電路通過軟件進行了軟件仿真并在計算機上進行了環(huán)境實驗，多次實驗證明了DSP電路工作非常穩(wěn)定、可靠，滿足設計要求。同時觀察圖形及波形窗口驗證了FIR數(shù)字濾波器的線性相位，從該濾波器的相頻響應曲線可以看出，濾波器輸入和輸出波形只存在時間上的延遲，沒有波形畸變、失真。該FIR濾波器的相位響應可為嚴格的線性，因此它不存在延遲失真，只有固定的時間延遲，適用于圖像信號處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫圆ㄐ螖y帶信息的系統(tǒng)。選用TMS320C55x作為處理芯片進行硬件電路設計及仿真，根據(jù)最小系統(tǒng)的設計要點和注意事項設計了外圍電路，包括時鐘信號產生電路、DSP芯片供電電源電路、A/D數(shù)據(jù)采集、D/A數(shù)據(jù)恢復、前置放大電路及SPI串行通信接口電路、SPI接口寄存器配置等基本內容，結合外圍電路原理完成所需的系統(tǒng)原理圖硬件電路設計。軟件設計中通過MATLAB環(huán)境中圖形化的方式建立數(shù)字信號處理的模型進行DSP的設計和仿真驗證，將設計的圖形文件.mdl直接轉換成C語言程序在CCS中運行。軟件通過添加A/D、D/A接口程序，調試、編譯后就可以下載到DSP目標板中。利用MATLAB軟件開發(fā)產品加速了開發(fā)周期，比直接在CCS中編程方便快捷了很多，對于任何復雜功能的DSP系統(tǒng)，只需要進行少量的添加和修改就能完成功能正確的C語言程序設計。

參考文獻：

[1]彭啟琮.DSP技術的發(fā)展與應用[M].北京：高等教育出版社，2002.

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[3]北京合眾達電子技術有限公司.SEED-DTK系列實驗手冊[M].北京：北京合眾達電子技術有限公司，2007.

[作者簡介]王凱（1992.02-），男，北華航天工業(yè)學院電子工程系，本科在讀；鄭緣芬（1993.01-），女，北華航天工業(yè)學院電子工程系，本科在讀。