基于CCS中FIR带通滤波器的设计

本科学生综合性实验报告

项目组长＿＿ ＿＿ 学号

成 员 专 业＿＿＿＿ 班级＿

实验项目名称＿＿ FIR带通滤波器的设计 指导教师及职称＿＿＿＿＿ 开课学期 上课时间 年 月 日

一、实验设计方案 实验名称： FIR 带通滤波器的设计 小组合作：是○ 否○ 小组成员： 实验时间：

1、实验目的及要求(1)掌握 MATLAB 设计滤波器的方法，即用 FDATool 设计滤波器。 (2)掌握 CCS 中设计 FIR 滤波器的程序，以及和 MATLAB 进行联调使用的步骤。 (3)学会观察 CCS 中显示出的波形，比较滤波效果。

2、实验场地及仪器、设备和材料：

电脑、MATLAB 仿真软件，CCS 软件。

3、实验思路(实验内容、数据处理方法及实验步骤等) : 实验内容1.使用 FDATool 在 MATLAB 的 Start 菜单中选择 Toolboxes→Fiter Design→Fiter Design & Analysis Tools(fdatool) 选项，或者在命令行中输入 fdatool 来启动滤波器设计分析器。启动成功后界面如图所示：

FDATool 设计界面 在选项中选择或输入滤波器参数，然后单击 Design Filter 按钮，完成滤波器的设计。具体参数 以及设计成功后的如图所示： 2.导出 FIR 滤波器系数 从 matlab 中导出 FIR 滤波器系数步骤如下 (1)在 FDATool 中选择 Targets→Code Composer srudio(tm)IDE 选项。 (2)在出现的对话框中选择输出文件类型为 C header file,输出系数为 Signed 16-bit integer, 如图所示：

设置输出数据类型

(3) 单击 Generate 按钮，选择路径，即可输出前一步设计出的 FIR 滤波器的系数表，在此生成 的系数表文件为 fdacoefes.h。 3. 利用 MATLAB 产生的噪声信号用于滤波器的测试 将下面代码另存为 M 文件，在 MATLAB 中运行后将会生成 input.out 文件。该数据文件中含有 500Hz,3000Hz,8000Hz 三种频率的信号，用于滤波器效果的测试。信号的时域和频谱分别如图 5 和图 6 所示f11=300; %/Hz f12=610; %/Hz f13=2000; %/Hz fs=2460; %/采样Hz N=1000; T=1/fs; n=0:N; %数据个数 %采样周期

x11=sin(2*pi*f11*n*T); x12=0.7*sin(2*pi*f12*n*T); x13=0.5*sin(2*pi*f13*n*T); x_base=(x11+x12+x13); %待滤波信号波形 figure(1); plot(x_base); %带滤波信号频谱 figure(2); yff=abs(fft(x_base)); df=n*(fs/N); plot(df,yff); xout=x_base/max(x_base); %归一化 xto_ccs=round(32767*xout); fid=fopen('input.dat','w'); fprintf(fid,'%d\n',xto_ccs); fclose(fid); %打开文件 %输出 fprintf(fid,'1651 1 0 0 0\n'); %输出文件

4. 在 CCS 中编写 FIR 滤波器程序 新建工程，以 C55x Simulator 为例，编写 C 语言代码并导入工程，如下： #include”stdio.h” #nclude”fdacoefs.h” # define N 301 #define LEN 200 Long yn; int input[LEN]; int output[LEN]; void main() { int i,j; int *x;

for(j=0;j<LEN-1;j++) { X=&input[j]; for(i=0;i<N-1;i++) yn+=B[i]*(*x++); output[j]=yn>>15; } While(1)

; } 5. 滤波器仿真测试 编译成功后会在 “工程所以目录/debeg” 文件夹下产生*.out 文件， CCS 软件的 File→Load progarm 在 里打开这个.out 文件。 下面将 File→Data→Load 菜单项打开之前 MATLAb 生成的 input.out 文件，如图所示:

将 Address 设置为 Input,Length 设置为 0x00C8,paga 设置为 data,单击“运行”按钮，程序即 开始运行。 查看滤波器滤波效果： (1) 选择 View→Graph→Time→Frequency 选项，打开界面。 (2)在上一步出现的对话框中，按图所示

二、实验结果与分析

输入时域

输出时域

输入频域

输出频域

3、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论： 从实验数据和图片表格可以知道， 300hz, 当 610hz 和 2000hz 三个频率的信号同时输 入到设计好的带通滤波器时，输出信号只有 610hz 这一个，说明 300hz 和 2000hz 的没有 通过该滤波器，610hz 的通过了该滤波器。 4、结论： 从实验所得的数据和图片可以知道，实验成功用 matlab 中得 fdatool 设计了带通滤 波器的系数， 并成功输出了.h 文件， 成功建立了噪声信号的.m 文件， 可以产生含有 300hz, 610hz 和 2000hz 三种频率的噪声信号，当该噪声信号通过设计好的滤波器时，输出只含 有 610hz 这一个频率的信号，说明设计的滤波器成功滤除了 300hz 和 2000hz 的信号，而 只通过了 610hz 的信号，所设计的带通滤波器时正确的，实验时成功的。 5、实验总结 ⑴本次实验成败之处及其原因分析： 实验中， 我们成功设计了一个宽带为 20khz 的带通滤波器， 并成功用噪声信号进行了 仿真测试，这是实验的成功之处，能成功设计好滤波器在于熟练使用 matlab 软件和 ccs 软件并编写正确的 FIR 滤波程序。 实验的不足之处是对 ccs 的项目结构不熟悉， 使实验进 展较慢，通过实验，我已熟悉了这个问题。 ⑵本实验的关键环节及改进措施：

①做好本实验需要把握的关键环节：需要把握的关键环节是正确编写 FIR 滤波程序，正确使用 matlab 软件编写噪声信号 语句和使用 fdatool 工具设计滤波器系数。

②若重做本实验，为实现预期效果，仪器操作和实验步骤应如何改善：若重做本次实验， 我觉得对噪声信号可以多添加几个频率， 这样实验可以更好的验证带通 滤波器的效果，实验结果更具说服力。

⑶对实验的自我评价：本次实验，我正确使用 matlab 中的 fdatool 工具设计带通滤波器的系数，并成功输 出了.h 文件，正确用 matlab 编写了产生噪声信号的语句，产生的噪声信号符号要求，编 写了正确的 fir 滤波程

序，通过仿真，从实验结果可以看出，设计的带通滤波器滤除了通 带外的频率成分，只让通带内的频率成分通过，实验总体是成功的。实验中，也发现了自 己的不足之处，我觉得自己对 ccs 软件的使用还不熟悉，对所建项目的结果不熟悉，导致 实验进展较慢，但是，通过自己琢磨，查看书上的概念和请教同学，我成功解决了试验中 不熟悉和不理解的问题。是实验顺利成功进行。

指导老师评语及得分：

成绩：

指导教师签名： 批阅日期：