实验五IIR滤波器.docx

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实验五IIR滤波器

贵州大学实验报告

学院：

电气工程学院专业：

电子信息工程班级：

姓名

学号

实验组

实验时间

指导教师

成绩

实验项目名称

IIR数字滤波器

实验目的

1.了解IIR滤波器的原理及使用方法

2．了解使用MATLAB语言设计IIT滤波器的方法

3.掌握DSP对IIR对滤波器的设计及编程方法

4.熟悉在CCS环境下对IIR滤波器的调试方法

实验要求

教师简单讲解，学生调试程序，教师全程辅导

实验原理

IIR数字滤波器的输入x（k）和输出y（k）的关系可以用如下常系数线性差分方程及其Z变换描述,即

y（k）=（6-1）

系统的传递函数为

H（Z）=（6-2）

实验仪器

安装CCS和MATLAB的电脑一台

实验步骤

1、MATLAB的滤波器设计

在MATLAB中使用滤波器设计工具箱（FDA）来设计滤波器,首先打开MATLAB,在命令窗口输入FDAtool,将出现滤波器设计工具箱.

下图是打开的滤波器设计的主要界面,通过输入有关参数可以设计各种滤波器,包括滤波器的类型,阶数,截止频率（Fpass）,带宽,纹波系数（Apass）,采样频率（Fs）等有关参数.

6-1MAILAB设计IIR滤波器界面

上图所设计是IIR型的3阶契比雪夫1型高通滤波器的采样频率为1200Hz,截止频率为200Hz,图中中间显示的是数据为设计好的滤波器的参数.

通过这个工具箱可以观察滤波器的频率特性,冲激响应特性,阶跃响应,零极点示意图

2、用MATLAB产生输入信号:

t=（1:

256）/1200;

x=32768*（sin（2*pi*100*t）+sin（2*pi*300*t））/2

此时会产生如下结果:

1.0e+004*

Columns1through12

2.45761.418901.41892.45760-2.4576-1.41890-1.4189-2.4576-0

（会产生256点周期为12的输入信号，因此在此只给出一个周期的输入信号）

3、滤波器的汇编语言设计:

在编写滤波器之前,首先确定滤波器的参数,从上面的设计中得出滤波器的系数,为了防止小数运算的溢出,将各个系数除以8,得到新的数据:

分子:

0.04045,-0.1213375,0.1213375,-0.04045

分母:

1,-0.1151875,0.080275,0.080275,-0.0030875

针对以上参数,编写汇编语言如下:

.title"IIR.asm"

.mmregs

.deffilter_start

.def_main;定义主函数入口

K_DATA_SIZE.set256;定义数据个数

K_BUFFER_SIZE.set8

K_STACK_SIZE.set256;堆栈大小

K_A.set3;A的个数

K_B.set4;B的个数

K_CIR.setK_BUFFER_SIZE

STACK.usect"stack",K_STACK_SIZE

SYSTEM_STACK.setK_STACK_SIZE+STACK

DATA_DP.usect"filter_vars",0

filterdata.usect"filter_vars",K_DATA_SIZE

bufferdatay.usect"filter_vars",K_BUFFER_SIZE*2

bufferdatax.usect"filter_vars",K_BUFFER_SIZE*2

.data

.globalinputdata

inputdata

.word24576,14189,0,14189,24576,0,-24576,-14189,0,-14189,-24576,0

.text

.asgAR2,ORIGIN

.asgAR3,INPUT

.asgAR4,FILTER

.asgAR5,OUTPUT

_main:

SSBXFRCT

SSBXINTM

LD#DATA_DP,DP

STM#STACK,SP

CALLfilter_start

NOP

loopBloop

.defb1,b2,b3,b4,a1,a2,a3

.deffilter_start

b1.set052dh

b2.set-0f87h

b3.set0f87h

b4.set-052dh

a1.set-0ebeh

a2.set0a46h

a3.set-0065h

.text

filter_start

STM#inputdata,ORIGIN

STM#bufferdatax,INPUT

STM#bufferdatay,FILTER

STM#filterdata,OUTPUT

STM#K_DATA_SIZE-3-1,BRC

STM#K_CIR,BK

STM#1,AR0

RPTBfilter_end-1

MVDD*ORIGIN+,*INPUT

RPT#K_B-1-1

MAR*INPUT-0%

MPY*INPUT+0%,#b4,B

LDB,A

MPY*INPUT+0%,#b3,B

ADDB,A

MPY*INPUT+0%,#b2,B

ADDB,A

MPY*INPUT+0%,#b1,B

ADDB,A

MPY*FILTER+0%,#a3,B

ADDB,A

MPY*FILTER+0%,#a2,B

ADDB,A

MPY*FILTER+0%,#a1,B

ADDB,A

STHA,*FILTER-0%

STHA,*OUTPUT+

MAR*FILTER-0%

filter_end:

NOP

RET

.end

其*.CMD命令文件如下:

IIR.obj

-oIIR.out

-mIIR.map

MEMORY

{

PAGE0:

PARAM:

org=3000h,len=4000h

PAGE1:

DARAM:

org=100h,len=4000h

}

SECTIONS

{

.text:

>PARAMPAGE0

stack:

>DARAMPAGE1

filter:

>DARAMPAGE1

.bss:

>DARAMPAGE1

.data:

>DARAMPAGE1

}

实验内容

要求设计一个采样频率为1200Hz,截止频率为200Hz的高通滤波器.

输入信号频率为100Hz和300Hz的合成信号,目的是同过所设计的滤波器的将100Hz的信号滤除掉,余下300Hz的信号成分,达到滤波效果

实验数据

图1滤波前信号的时域图

图2滤波前信号的频域图

图3滤波后信号的时域图

图4滤波后信号的频域图

实验总结

通过本次实验了解了IIR滤波器的原理及设计方法，熟悉了使用MATLAB进行滤波器的设计方法，进一步熟悉CCS的使用。

指导教师意见

签名：

年月日

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