FIR滤波器的信号滤波

I摘要本文介绍了一种基于TMS320182DSP芯片A/D模块进行波形采集后滤波处理且最终在液晶显示器显示所采集的波形图。系统利用DSP内置A/D功能对外部模拟电压信号（波形）采集转换成数字信号，然后在用外部LCD显示屏显示所采集波形的形状。本文给出了整体设计方案，重点介绍了DSP模数转换功能和液晶显示（LCD）原理。实验结果表明：系统的LCD所显示的波形和实际采集的模拟信号有良好的准确性，能进一步加深读者对FIR滤波器的了解和其参数的修改。关键词：TMS32OF2812DSP,FIR滤波器,波形采集，液晶显示，数字滤波IIAbstractThispaperintroducesakindofwaveformacquisitionmodulebasedonTMS320182DSPchipA/DafterfilteringandultimatelydisplaysintheLCDdisplay.ThesystemusesDSPbuilt-inA/Dfunctiontoexchangetheanalogvoltagesignaltothedigitalsignal,andthenusestheexternalLCDtodisplaythewaveformshape.Thispapergivestheoveralldesignscheme,andputemphasisontheDSPanalog-to-digitalconversionfunctionandliquidcrystaldisplay(LCD).Theexperimentalresultsshowthat:theLCDofthesystemdisplaysofthewaveformandtheactualanalogsignalwithgoodaccuracy,itcanfurtherdeepentheunderstandingoftheFIRfilteranditsparametermodification.Keywords：TMS32OF2812DSP,theFIRfilter,Waveformacquisition，Liquidcrystaldisplay，DigitalfilteringIII目录摘要...................................................................................................................................................IAbstract............................................................................................................................................II第1章绪论....................................................................................................................................11.1引言....................................................................................................................................11.2本课题要解决的问题........................................................................................................11.3课题的意义和目的............................................................................................................1第2章FIR的滤波器的信号滤波系统的软硬件设计..................................................................22.1系统设计概述....................................................................................................................22.2课题主要芯片介绍............................................................................................................22.2.1主控芯片介绍.........................................................................................................22.2.2液晶显示（LCD）模块.........................................................................................32.2.3液晶显示器与DSP的连接：...............................................................................32.2.4A/D数据采集模块..................................................................................................42.2.5键盘模块.................................................................................................................42.2.6Wintech综合信号发生器介绍..............................................................................42.3FIR工作原理及其计算参数..............................................................................................62.4系统硬件连接....................................................................................................................72.5系统软件设计....................................................................................................................82.5.1系统程序框图.........................................................................................................82.5.2程序调试.................................................................................................................9参考文献........................................................................................................................................101第1章绪论1.1引言数字信号处理是20世纪60年代，随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。它的重要性日益在各个领域的应用中表现出来。其主要标志是两项重大进展，即快速傅里叶变换(FFT)算法的提出和数字滤波器设计方法的完善。数字信号处理是把信号用数字或符号表示成序列，通过计算机或通用（专用）信号处理设备，用数值计算方法进行各种处理，达到提取有用信息便于应用的目的。例如：滤波、检测、变换、增强、估计、识别、参数提取、频谱分析等]1[。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们所需要的信号形式。数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。1.2本课题要解决的问题通过本次课程设计，综合运用数字信号处理、DSP技术课程以及其他有关先修课程的理论和实际知识分析和解决具体问题，使所学知识得到进一步巩固、深化和发展。初步培养学生对工程设计的独立工作能力，掌握电子系统设计的一般方法。通过课程设计，基本技能的训练，如查阅设计资料和手册、程序的设计、调试等，提高学生分析问题、解决问题的能力。本题目为FIR滤波器的信号滤波，目的是掌握AD转换的基本过程和程序处理过程，学习通过对采样值进行计算产生混叠波形，同时熟悉掌握FIR滤波器并能对其参数进行调整。1.3课题的意义和目的通过本实验可以了解TMS32OF2812数字信号处理器内部运行的一些机制，并可以了解它内部的一些模块的使用。2第2章FIR的滤波器的信号滤波系统的软硬件设计2.1系统设计概述本文基于TMS320182DSP芯片A/D模块进行波形采集后滤波处理且最终在液晶显示器显示所采集的波形图。系统利用DSP内置A/D功能对外部模拟电压信号（波形）采集转换成数字信号，然后在用外部LCD显示屏显示所采集波形的形状。2.2课题主要芯片介绍2.2.1主控芯片介绍数字信号处理器(digitalsignalprocessors简称DSP)诞生于20世纪70年代，专门为实时数字信号处理而设计的一种可编程的嵌入式微处理器。它以数字器件特有的稳定性，可重复性，可编程性和易于实现自适应处理特点,取得了突飞猛进的发展。近年来，随着DSP性能的日趋完善，功耗的逐步降低，开发环境的不断改进以及价格的不断下调，其应用领域已拓展到国民经济生活的各个方面。本系统所采用的是TI公司的TMS320vc5509A，TMS320vc5509A是TI公司推出的定点数字信号处理器C5000系列中的一种，TMS320vc5509A通过增加乘累加MAC单元，增强了DSP的运算能力，而且性能更好，功耗更低，是目前TMS320家族中最省电的芯片。该芯片上的资源有：16Mbitn曲196k★16bitsRAM2500昏TECPLD模块上留有TTAG插口，用户可以通过仿真器和CCS下载程序和进行实验；其低功耗设计。比上一代c54xx器件功耗低3咣左右；处理速度更快，双核结构，处理速度400MIPs；软件程序兼容c54xxDSP；片内存贮空间128K×16Bit；大容量SDRAM设计：4M×16Bit；2路10bit片上A/D接口；8Mbit扩展FLASH，存储大量固化程序和数据；设计有用户可以测试指示灯；DSP扩展总线，包括数据、地址、I/O、控制；4组标准扩展连接器，为用户进行二次开发提供