DSP实验报告

基于LPC算法的语音基频检测

姓名：

学号：

组号：第二组18号设备

指导老师：李彧晟

时间：2016.5.23

南京理工大学

目录

1．实验目的 (3)

2 .实验器材 (3)

3．实验过程 (3)

3.1 熟悉LPC算法 (3)

3.1.1 LPC原理 (3)

3.1.2 LPC过程 (3)

3.2 熟悉并验证各个模块 (4)

3.2.1 AD采样 (4)

3.2.2 FIR滤波 (5)

3.2.3 FFT (5)

3.3 LPC验证 (6)

3.3.1 CODEC的下抽取采样 (6)

3.3.2 信号分帧 (7)

3.3.3 LPC滤波 (7)

3.3.3计算残差 (8)

3.3.4 对残差做FFT运算 (9)

3.3.5 得到基音频率 (10)

3.4实验结果的验证 (10)

3.4.1 验证方法 (11)

3.5 其他实验结果 (11)

3.5.1 上扫频波 (11)

3.5.2 麦克风输入语音 (12)

3.5.3 麦克风输入音乐 (12)

3.6 结论 (13)

4. 实验中遇到的问题 (13)

1．实验目的

1)了解DSP硬件系统基本构架

2)熟悉DSP软件开发基本流程

3)掌握DSP软件开发、调试、验证方法

4)掌握DSP硬件调试、验证方法

5)锻炼发现、分析、解决问题能力

6)理解DSP特点

2 .实验器材

1)DSP平台：TI的TMS320C6713

2)测试设备：示波器——泰克TDS2012B

3)函数发生器——泰克AFG3021B

3．实验过程

3.1 熟悉LPC算法

3.1.1 LPC原理

语音线性预测的基本思想是：一个语音信号的抽样值可以用过去若干个取样值的线性组合来逼近。通过使实际语音抽样值与线性预测抽样值的均方误差达到最小，可以确定唯一的一组线性预测系数。

采用线性预测分析不仅能够得到语音信号的预测波形，而且能够提供一个非常好的声道模型。此外，LPC分析还能够对共振峰、功率谱等语音参数进行精确估计，LPC分析得到的参数可以作为语音识别的重要参数之一。

由于语音是一种短时平稳信号，因此只能利用一段语音来估计模型参数。将长的语音序列加窗，然后对加窗语音进行LPC分析，只要限定窗的长度就可以保证分析的短时性，这种方案称为自相关法。

3.1.2 LPC过程

LPC的过程：残差= 真实语音–预测语音= 真实语音– LPC系数*真实语音

LPC 算法流程图如下：

图1 LPC 算法流程图

3.2 熟悉并验证各个模块 3.2.1 AD 采样

通过信号发生器产生频率f=100Hz 的正弦波信号，采样率为96KHz ，设置断点，运行C 程序，查看View-Graph 的1024点输出，View-Graph 显示的波形图2：

图2 AD 采样输出

实际输入频率的计算公式为*s n f f N

,图中半个周期的点数为480点，所以，输入频率为96k/960=100Hz 。由此说明通过AD 采样得到的仍然是100Hz 的正弦波信号，由此AD 采样模块得以验证。

3.2.2 FIR滤波

通过输入一个频率为300Hz的三角波信号，来验证fir滤波的低通性。图3和图4分别为fir滤波前和滤波后三角波输出：

图3 滤波前三角波输出图4 滤波后三角波输出从图中可以看出，经过fir滤波之后，输出的还是一个频率为300Hz的三角波形，只是幅度上略有削顶，这是由于设置时信号幅度略大造成的。

后面验证LPC时要用100Hz的正弦信号，图5和图6为100Hz的正弦信号在fir滤波前和滤波后的结果：

图5 滤波前正弦波输出图6 滤波后正弦波输出

3.2.3 FFT

通过信号发生器输入一个频率为100Hz的正弦信号来验证FFT,图7是输入信号，图8是FFT之后的频谱图，图9是对频谱图取模后的图：

图7 输入信号图8频谱图

图9 频谱图取模

由图9可以读出，FFT之后谱线对应的点数为56，从而计算可得信号的频率为100Hz。由此FFT模块得证。

3.3 LPC验证

3.3.1 CODEC的下抽取采样

DSP内部设置采样率为32KHz，而我们要求16KHz采样，我们采取二倍下抽取的方法来实现16KHz采样。图9和图10分别为下抽取前后的采样信号。

图9 下抽取前的采样信号图10下抽取后的采样信号很明显，在512个采样点中，下抽取之后得到了更多的周期。

3.3.2 信号分帧

将16K采样信号分成50帧，每一帧包含320个点，其中一帧的信号波形图11：

图11 一帧的信号波形

3.3.3 LPC滤波

首先比较matlab中的LPC系数和C中的系数，图12中左边为C中的LPC系数，右边为matlab中的LPC系数，可以看到基本一致。

图12 LPC系数比较

然后利用LPC系数进行FIR滤波，滤波之后的lpcwav波形如图13：

图13 滤波之后的lpcwav波形

3.3.3计算残差

由公式：残差= 真实语音–预测语音= 真实语音– LPC系数*真实语音，进行残差计算之后的波形输出为：

图14 残差计算之后的波形

3.3.4 对残差做FFT运算

接着观察lpcwav的残差谱，即做FFT运算，得到的结果如下图：

图15 残差谱

再对FFTlpcerr进行求模运算，得到的结果如下图：

图16 残差谱取模

3.3.5 得到基音频率

根据残差谱的局部最值和频谱分辨率计算频率，找到最大值位置。最大值位置即为基音频率。下图100Hz正弦信号经过LPC之后得到的基音频率。

图17 基音频率

从图中可以看到，得到的基音频率为109.375Hz。

3.4实验结果的验证

我们采用了一种方法得到采样率为16KHz正弦信号，比较LPC之后的基音频率，从而验证了DSP中的LPC算法的正确性。

3.4.1 验证方法

我们通过Data save将信号源通过AD采样后产生的wavsig的16进制数据从CCS中导出，并通过matlab转换成为十进制的数，生成代码如下：

a=textread('C:\Users\DELL\Desktop\dspexperiment\sunshinee\wavsig.txt' ,'%s')';

wavsig=hex2dec(a);

图18 MATLAB得到的基音频率图19 DSP得到的基音频率

从图中可以看到，MATLAB得到的基音频率为109.4Hz,DSP得到的基音频率为109.375Hz。

通过上面这种方法，我们可以充分验证DSP中LPC算法是可行的。

3.5 其他实验结果

前面我们用标准正弦波很好的验证了证DSP中LPC算法的可行性。下面我们尝试输入了正弦上扫频波、人声“一声啊”和音乐片段。

3.5.1 上扫频波

当输入信号为频率20—150Hz的正弦上扫频波时，所得的基频信号图为：

图20正弦上扫频波基频

从图中可以看出频率在前一部分逐渐上升，基本满足要求。

3.5.2 麦克风输入语音

我们用麦克风输入了一声的“啊”，所得的基频图为：

图21一声“啊”基频

一声“啊”的基频应该和正弦信号的基频类似，是一条水平的线，而图中基频有起伏变化。我们考虑有以下几点原因：（1)我们在对麦克风输入信号时，不能保证一直保持在同一频率上发声。（2)我们不能确定程序在run的过程中AD 何时对信号进行采样。（3）输入信号中有噪声，对结果造成干扰。

3.5.3 麦克风输入音乐

我们用麦克风输入了一段音乐，所得的基频为：

图22 一段音乐基频

同样由于我们不能确定程序在run的过程中AD何时对信号进行采样，得到的基频变化并无法说明我们提取到乐音的信息。但由此我们可以得出这样一个结论：LPC算法适用于带有声调信息的语音，乐音中由于夹杂了太多的频率信息而不容易识别。

3.6结论

当输入的是信号源产生的标准正弦波和正弦上扫频波时，LPC算法得到了很好的验证，这是因为信号源产生的信号比较稳定且信噪比高。而通过麦克风输入一声“啊”时，由于AD采集的信号与实际信号有偏差，得到的基频不理想，但从总体可以判断是声调是一声。LPC算法对复杂的乐音信号不适用。

4.实验中遇到的问题

问题1：DEC6713_AD.c文件中配置时只有8KHz,44KHz,96 KHz的采样率的选项，而我们要求用16KHz采样，无法直接用16KHz做实验。

解决方法：我们通过查阅资料，了解DSP是可以实现32KHz的采样，所以我们通过下抽取，将奇数点赋给新的数组得到16K采样率。

问题2：使用view-graph查看正弦波wavsig时没有显示正确的波形，出现的是类似于方波的图形。

解决方法：这是因为我们看图时设置错误，应该将整型改为32-bit float型。我们因为这个问题误以为得到的结果是错误的，尝试将所有的变量都定义为short型，但我们发现fir滤波的函数要求变量必须是浮点型的。

问题3：为什么一定要把定点转化为浮点呢？

解决方法：通过查阅资料我们知道，定点的计算是把一个数据当作整数来处理，但定点DSP无法以足够的精度表示一个小数，它只能对整数进行计算。而浮点DSP的优势在于它可以把这个采样得到的整数转换成小数表示，并不损失精度（这个小数用科学记数法来表示），原因在于科学记数法可以表示很大的动态范围的一个信号。因此浮点运算兼顾了数据精度与动态范围。

问题4:输入上扫频信号(50HZ-150HZ)输出显示的基频图不一样，有三种不同的阶梯。

解决方法：输入上扫频信号(50HZ-150HZ)，经过DSP处理输出的基频图像不一致。有逐级递增的，先降后升，先升后降三种情况。一开始不理解为什么结果会不一样，后面上网查询到了相关的问题才知道。由于AD采样的时候开始读入的时间位置不一定，处理后输出结果也就不一样了。

问题5：通过DSP导出信号源数据来验证信号源经过LPC算法的正确性时，我们用fopen(),fprint(),fclose()等函数将数据写到文本中，程序运行时间过长，需要等很久才能出结果。

解决方法:因为在DSP中一般不使用文本的输入输出，在网上查到，我们利用Data save的方法，将16进制数据存到data文件中，然后在MATLAB中用wavsig=hex2dec(a)语句进行转换，最后实现了在MATLAB中的验证。

DSP实验报告

实验0 实验设备安装才CCS调试环境 实验目的： 按照实验讲义操作步骤，打开CCS软件，熟悉软件工作环境，了解整个工作环境内容，有助于提高以后实验的操作性和正确性。 实验步骤： 以演示实验一为例： 1．使用配送的并口电缆线连接好计算机并口与实验箱并口，打开实验箱电源； 2．启动CCS，点击主菜单“Project->Open”在目录“C5000QuickStart\sinewave\”下打开工程文件sinewave.pjt，然后点击主菜单“Project->Build”编译，然后点击主菜单“File->Load Program”装载debug目录下的程序sinewave.out； 3．打开源文件exer3.asm，在注释行“set breakpoint in CCS !!!”语句的NOP处单击右键弹出菜单，选择“Toggle breakpoint”加入红色的断点，如下图所示； 4．点击主菜单“View->Graph->Time/Frequency…”，屏幕会出现图形窗口设置对话框 5．双击Start Address，将其改为y0；双击Acquisition Buffer Size，将其改为1； DSP Data Type设置成16-bit signed integer，如下图所示； 6．点击主菜单“Windows->Tile Horizontally”，排列好窗口，便于观察 7．点击主菜单“Debug->Animate”或按F12键动画运行程序，即可观察到实验结果： 心得体会： 通过对演示实验的练习，让自己更进一步对CCS软件的运行环境、编译过程、装载过程、属性设置、动画演示、实验结果的观察有一个醒目的了解和熟悉的操作方法。熟悉了DSP实验箱基本模块。让我对DSP课程产生了浓厚的学习兴趣，课程学习和实验操作结合为一体的学习体系，使我更好的领悟到DSP课程的实用性和趣味性。

DSP实验报告

一、综合实验内容和目的 1、实验目的 (1) 通过实验学习掌握TMS320F28335的浮点处理； (2) 学习并掌握A/D模块的使用方法； (3) 学习并掌握中断方式和查询方式的相关知识及其相互之间的转换； (4) 学习信号时域分析的方法，了解相关电量参数的计算方法； (5) 了解数字滤波的一些基本方法。 2、实验内容 要求1：对给定的波形信号，采用TMS320F28335的浮点功能计算该信号的以下时域参数：信号的周期T，信号的均方根大小V rms、平均值V avg、峰-峰值V pp。 其中，均方根V rms的计算公式如下： V= rms 式中N为采样点数，()u i为采样序列中的第i个采样点。 要求2：所设计软件需要计算采样的波形周期个数，并控制采样点数大于1个波形周期，且小于3个波形周期大小。 要求3：对采集的数据需要加一定的数字滤波。 二、硬件电路 相关硬件：TMS320F28335DSP实验箱，仿真器。

硬件结构图 三、程序流程图 1、主程序流程图 程序的主流程图2、子程序流程图

参数计算的流程图 四、实验结果和分析 1、实验过程分析 (1) 使用的函数原型声明 对ADC模件相关参数进行定义：ADC时钟预定标，使外设时钟HSPCLK 为25MHz，ADC模块时钟为12.5MHz，采样保持周期为16个ADC时钟。 (2) 定义全局变量 根据程序需要，定义相关变量。主要有：ConversionCount、Voltage[1024]、Voltage1[1024]、Voltage2[1024]、filter_buf[N]、filter_i、Max、Min、T、temp、temp1、temp2、temp3、Num、V、Vav、Vpp、Vrm、fre。这些变量的声明请见报告后所附的源程序。 (3) 编写主函数 完成系统寄存器及GPIO初始化；清除所有中断，初始化PIE向量表，将程

DSP实验报告-深圳大学-自动化

深圳大学实验报告课程名称：DSP系统设计 实验项目名称：DSP系统设计实验 学院：机电与控制工程学院 专业：自动化 指导教师：杜建铭 报告人1：. 学号：。班级：3 报告人2：. 学号：。班级：3 报告人3：. 学号：。班级：3 实验时间： 实验报告提交时间： 教务处制

实验一、CCS入门试验 一、实验目的 1. 熟悉CCS集成开发环境，掌握工程的生成方法； 2. 熟悉SEED-DEC2812实验环境； 3. 掌握CCS集成开发环境的调试方法。 二、实验仪器 1．TMS320系列SEED-DTK教学试验箱24套 2. 台式PC机24台 三、实验内容 1．仿真器驱动的安装和配置 2. DSP 源文件的建立； 3. DSP程序工程文件的建立； 4. 学习使用CCS集成开发工具的调试工具。 四、实验准备： 1.将DSP仿真器与计算机连接好； 2.将DSP仿真器的JTAG插头与SEED-DEC2812单元的J1相连接； 3.启动计算机,当计算机启动后，打开SEED-DTK2812的电 源。SEED-DTK_MBoard单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V的电源指示灯及SEED-DEC2812的电源指示灯D2是否均亮；若有不亮，请断开电源，检查电源。 五、实验步骤 （一）创建源文件 1.进入CCS环境。

2.打开CCS选择File →New →Source File命令 3.编写源代码并保存 4.保存源程序名为math.c，选择File →Save 5.创建其他源程序（如.cmd）可重复上述步骤。 （二）创建工程文件 1.打开CCS，点击Project-->New,创建一个新工程，其中工程名及路径可任意指定弹 出对话框： 2.在Project中填入工程名，Location中输入工程路径；其余按照默认选项，点击完成 即可完成工程创建； 3.点击Project选择add files to project，添加工程所需文件；

DSP实验报告

DSP实验报告 软件实验 １无限冲激响应滤波器(IIR) 算法 一．实验目的 1 ．掌握设计IIR 数字滤波器的原理和方法。 2 ．熟悉IIR 数字滤波器特性。 3 ．了解IIR 数字滤波器的设计方法。 二．实验设备 PC 兼容机一台，操作系统为Windows2000( 或Windows98 ，WindowsXP ，以下默认为Windows2000) ，安装Code Composer Studio 2.21 软件。 三．实验原理 1 ．无限冲激响应数字滤波器的基础理论。 2 ．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。 3 ．数字滤波器系数的确定方法。 4 ．根据要求设计低通IIR 滤波器： 要求：低通巴特沃斯滤波器在其通带边缘1kHz 处的增益为-3dB ，12kHz 处的阻带衰减为30dB ，采样频率25kHz 。设计： - 确定待求通带边缘频率fp1Hz 、待求阻带边缘频率fs1Hz 和待求阻带衰减-20log δsdB 。 模拟边缘频率为：fp1=1000Hz ，fs1=12000Hz 阻带边缘衰减为：-20log δs=30dB - 用Ω= 2πf/fs 把由Hz 表示的待求边缘频率转换成弧度表示的数字频率，得到Ωp1 和Ωs1 。 Ωp1=2 πfp1/fs=2 π1000/25000=0.08 π弧度 Ωs1=2 πfs1/fs=2 π12000/25000=0.96 π弧度 - 计算预扭曲模拟频率以避免双线性变换带来的失真。 由w=2fs tan( Ω/2) 求得wp1 和ws1 ，单位为弧度/ 秒。 wp1=2fs tan( Ωp1/2)=6316.5 弧度/ 秒 ws1=2fs tan( Ωs1/2)=794727.2 弧度/ 秒 - 由已给定的阻带衰减-20log δs 确定阻带边缘增益δs 。

北邮dsp软件实验报告

Matlab仿真实验 实验报告 学院：电子工程学院 专业：电子信息科学与技术 班级： 学号： 姓名：

时间：2015年12月23日 实验一：数字信号的FFT分析 1.实验目的 通过本次试验，应该掌握： （a）用傅里叶变换进行信号分析时基本参数的选择 （b）经过离散时间傅里叶变换和有限长度离散傅里叶变换后信号频谱上的区别，前者DTFT时间域是离散信号，频率域还是连续的，而DFT在两个域中都是离散的。（c）离散傅里叶变化的基本原理、特性，以及经典的快速算法（基2时间抽选法），体会快速算法的效率。 （d）获得一个高密度频谱和高分辨率频谱的概念和方法，建立频率分辨率和时间分辨率的概念，为将来进一步进行时频分析（例如小波）的学习和研究打下基础。（e）建立DFT从整体上可看成是由窄带相邻滤波器组成的滤波器组的概念，此概念的一个典型应用时数字音频压缩中的分析滤波器，例如DVD AC3和MPEG Audio。 2.实验容、要求及结果。 （1）离散信号的频谱分析： 设信号x(n)=0.001*cos(0.45n)+sin(0.3n)-cos(0.302n-) 此信号的0.3谱线相距很近，谱线0.45的幅度很小，请选择合适的序列长度N和窗函数，用DFT分析其频谱，要求得到清楚的三根谱线。 【实验代码】：

k=2000; n=[1:1:k]; x=0.001*cos(0.45*n*pi)+sin(0.3*n*pi)-cos(0.302*n*pi-pi/4); subplot(2,1,1); stem(n,x,'.'); title(‘时域序列'); xlabel('n'); ylabel('x(n)'); xk=fft(x,k); w=2*pi/k*[0:1:k-1]; subplot(2,1,2); stem(w/pi,abs(xk)); axis([0 0.5 0 2]); title('1000点DFT'); xlabel('数字频率'); ylabel('|xk(k)|'); 【实验结果图】：

DSP运行实验报告

DSP运行实验报告 一、实验目的 熟悉CCS软件仿真下，DSP程序的下载和运行；熟悉借助单片机的DSP程序下载和运行； 熟悉借助仿真器的DSP程序下载和运行；熟悉与DSP程序下载运行相关的CCS编程环境。 二、实验原理 CCS软件仿真下，借用计算机的资源仿真DSP的内部结构，可以模拟DSP程序的下载和运行。 如果要让程序在实验板的DSP中运行、调试和仿真，可以用仿真器进行DSP程序下载和运行。初学者也可以不用仿真器来使用这款实验板，只是不能进行程序调试和仿真。 在本实验板的作用中，单片机既是串口下载程序的载体，又是充当DSP 的片外存储器（相对于FLASH），用于固化程序。 三、实验设备、仪器及材料 安装有WINDOWS XP操作系统和CCS3.3的计算机。 四、实验步骤（按照实际操作过程） 1、CCS软件仿真下，DSP程序的下载和运行。 第一步：安装CCS，如果不使用仿真器，CCS 的运行环境要设置成一个模拟仿真器（软仿真）。

第二步：运行CCS，进入CCS 开发环境。 第三步：打开一个工程。 将实验目录下的EXP01目录拷到D:\shiyan下（目录路径不能有中文），用[Project]\[Open]菜单打开工程，在“Project Open”对话框中选 EXP01\CPUtimer\CpuTimer.pjt，选“打开”， 第四步：编译工程。 在[Project]菜单中选“Rebuild All”，生成CpuTimer.out文件。 第五步：装载程序。 用[File]\[Load Program]菜单装载第四步生成CpuTimer.out文件，在当前工程目录中的Debug 文件夹中找到CpuTimer.out文件，选中，鼠标左键单击“打开”。

dsp实验报告

DSP 实验课大作业实验报告 题目：在DSP 上实现线性调频信号的脉冲压缩，动目标显示和动目标检测 （一）实验目的： （1）了解线性调频信号的脉冲压缩、动目标显示和动目标检测的原理，及其DSP 实现的整个流程； （2）掌握C 语言与汇编语言混合编程的基本方法。 （3）使用MATLAB 进行性能仿真，并将DSP 的处理结果与MATLAB 的仿真结果进行比较。 （二）实验内容： 1. MATLAB 仿真 设定信号带宽为B= 62*10，脉宽-6=42.0*10τ，采样频率为62*10Fs =，脉冲重复周期为-4T=2.4*10，用MATLAB 产生16个脉冲的线性调频信号，每个脉冲包含三个目标，速度和距离如下表： 对回波信号进行脉冲压缩，MTI ，MTD 。并且将回波数据和频域脉压系数保存供DSP 使用。 2.DSP 实现 在Visual Dsp 中，经MATLAB 保存的回波数据和脉压系数进行脉压，MTI 和MTD 。 （三）实验原理 1．脉冲压缩原理 在雷达系统中，人们一直希望提高雷达的距离分辨力，而距离分辨力定义为：22c c R B τ?==。其中，τ表示脉冲时宽，B 表示脉冲带宽。从上式中我们可以看

出高的雷达分辨率要求时宽τ小，而要求带宽B大。但是时宽τ越小雷达的平均发射功率就会很小，这样就大大降低了雷达的作用距离。因此雷达作用距离和雷达分辨力这两个重要的指标变得矛盾起来。然而通过脉冲压缩技术就可以解决这个矛盾。脉冲压缩技术能够保持雷达拥有较高平均发射功率的同时获得良好的距离分辨力。 在本实验中，雷达发射波形采用线性调频脉冲信号（LFM），其中频率与时延成正比关系，因此我们就可以将信号通过一个滤波器，该滤波器满足频率与时延成反比关系。那么输入信号的低频分量就会得到一个较大的时延，而输入信号的高频分量就会得到一个较小的时延，中频分量就会按比例获得相应的时延，信号就被压缩成脉冲宽度为1/B的窄脉冲。 从以上原理我们可以看出，通过使用一个与输入信号时延频率特性规律相反的滤波器我们可以实现脉冲压缩，即该滤波器的相频特性与发射信号时共轭匹配的。所以说脉冲压缩滤波器就是一个匹配滤波器。从而我们可以在时域和频域两个方向进行脉冲压缩。 滤波器的输出() h n= y n为输入信号() x n与匹配滤波器的系统函数() *(1) y n x n s N n =--。转换到频域就是--卷积的结果：* ()()*(1) s N n =。因此我们可以将输入信号和系统函数分别转化到频域：Y k X k H k ()()( Y k，然后将结果再转化到时域， h n H k →，进行频域相乘得() ()() x t X k →，()() 就可以得到滤波器输出：()() →。我们可用FFT和IFFT来实现作用域的 Y k y n 转换。原理图如下： 图1.脉冲压缩原理框图 2．MTI原理 动目标显示（MTI）技术是用来抑制各种杂波，来实现检测或者显示运动目标的技术。利用它可以抑制固定目标的信号，显示运动目标的信号。以线性调频

DSP实验报告

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软件实验 １无限冲激响应滤波器(IIR) 算法 一．实验目的 1 ．掌握设计IIR 数字滤波器的原理和方法。 2 ．熟悉IIR 数字滤波器特性。 3 ．了解IIR 数字滤波器的设计方法。 二．实验设备 PC 兼容机一台，操作系统为Windows2000( 或Windows98 ，WindowsXP ，以下默认为Windows2000) ，安装Code Composer Studio 2.21 软件。 三．实验原理 1 ．无限冲激响应数字滤波器的基础理论。 2 ．模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器）。 3 ．数字滤波器系数的确定方法。 4 ．根据要求设计低通IIR 滤波器： 要求：低通巴特沃斯滤波器在其通带边缘1kHz 处的增益为-3dB ，12kHz 处的阻带衰减为30dB ，采样频率25kHz 。设计： - 确定待求通带边缘频率fp1Hz 、待求阻带边缘频率fs1Hz 和待求阻带衰减-20log δsdB 。 模拟边缘频率为：fp1=1000Hz ，fs1=12000Hz 阻带边缘衰减为：-20log δs=30dB - 用Ω= 2πf/fs 把由Hz 表示的待求边缘频率转换成弧度表示的数字频率，得到Ωp1 和Ωs1 。 Ωp1=2 πfp1/fs=2 π1000/25000=0.08 π弧度 Ωs1=2 πfs1/fs=2 π12000/25000=0.96 π弧度 - 计算预扭曲模拟频率以避免双线性变换带来的失真。 由w=2fs tan( Ω/2) 求得wp1 和ws1 ，单位为弧度/ 秒。 wp1=2fs tan( Ωp1/2)=6316.5 弧度/ 秒 ws1=2fs tan( Ωs1/2)=794727.2 弧度/ 秒 - 由已给定的阻带衰减-20log δs 确定阻带边缘增益δs 。 因为-20log δs=30 ，所以log δs=-30/20 ，δs=0.03162

dsp实验报告4

实验2.4 外中断 一．实验目的 1．通过实验熟悉VC5509A的中断响应过程。 2．学会C语言中断程序设计，以及运用中断程序控制程序流程。 二．实验设备 计算机，ICETEK-VC5509-A实验箱及电源。 三．实验原理 1．中断及中断处理过程： ⑴中断简介：中断是一种由硬件或软件驱动的信号，DSP在接到此信号时，将当前程序悬挂起来，转去执行另外一个任务，这个任务我们称为中断服务程序(ISR)。TMS320C55x DSP 可支持32个ISR，可由硬件或软件触发。 ⑵DSP处理中断的步骤： ①接收中断请求:由软件或硬件发出。 ②响应中断请求:对于可屏蔽中断，需要满足若干条件，才发生响应；而对于不可屏蔽中断，则立即响应。 ③准备执行中断服务程序。 - 完成当前正在执行的指令；将进入流水线但还未解码的指令清除。 - 自动保存若干寄存器的值到数据堆栈和系统堆栈。 - 取得用户定义的中断向量表中当前中断向量，中断向量指向中断服务程序入口。 ④执行中断服务程序。中断服务程序包含中断返回指令，这样返回时可以出栈以前保存的关键寄存器数据，从而恢复中断服务程序执行前的现场。 ⑶中断向量表： 中断向量表的构成请参见TI的文档sprs295d.pdf之3.11节。 中断向量表的地址可以由用户指定。 ⑷外中断： TMS320C5509可以响应INT0-INT4五个外中断。 2．ICETEK-CTR板的键盘接口： 显示/控制模块ICETEK-CTR通过接口P8连接小键盘，接收小键盘传送的扫描码，并在每个扫描码结束后保存，同时向DSP的INT2发送中断信号；当DSP读键盘时将扫描码送到数据总线上。小键盘上每次按下一个键将产生2个扫描码，2次中断。 3．程序编制 由一个不含中断处理程序的工程通过改写加入中断处理程序部分大致需要如下操作(假设使用INT2)： ⑴编制中断服务程序：参见实验程序，编写单独的一个函数XINT，此函数使用interrupt 修饰，没有参数和返回值。 ⑵构造中断向量表：可以用汇编语言构造，编写一个汇编语言模块程序vector.asm。 ⑶修改链接命令文件：在MEMORY小节中开辟单独的地址段用以存放中断向量表；在SECTIONS小节中指定.vectors段到前步开设的内存段中。 ⑷主程序中进行初始化设置：定位中断向量表、使能中断、清中断等。 4．实验程序流程图：

dsp实验报告5

一、实验原理： 1、无限冲击响数字滤波器的基础理论； 2、模拟滤波器原理（巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、贝塞尔滤波器）； 3、双线性变换的设计原理。 二、实验内容： 1、复习有关巴特沃斯滤波器设计和用双线性变换法设计IIR数字滤波器的知识； 2、阅读本实验所提供的样例子程序； 3、运行CCS软件，对样例程序进行跟踪，分析结果； 4、填写实验报告。 5、样例程序实验操作说明 1)正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱连接后，开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：CPU2； 2）“A/D转换单元”的拨码开关设置： JP3 3）检查：计算机、DSP仿真器、实验箱是否正确连接，系统上电； 4）置拨码开关S23的1、2拨到OFF，用示波器分别观测模拟信号源单元的2号孔“信号源1”和“信号源2”输出的模拟信号，分别调节信号波形选择、信号频率、信号输出幅值等旋钮，直至满意，置拨码开关S23的1到ON，两信号混频输出； 三、程序分析： cpu_init(); //CPU初始化 fs = 25000; //设置采样频率为2500HZ nlpass = 0.18; //设置通带上限频率归一化参数为0.18 nlstop = 0.29; //设置阻带下限截止频率归一化参数为0.29 biir2lpdes(fs,nlpass,nlstop,a,b); 根据双线性变换法求滤波器的系数a和b set_int(); //调用低通滤波器子程序对信号进行滤波 中断程序注释： interrupt void int1()

{ in_x[m] = port8002; //读取port8002端口的数值 in_x[m] &= 0x00FF; //取后八位送入X[m] m++; //每取一个数字m加1 intnum = m; if (intnum == Len) //当取到128个字节时，重新读取port8002端口的数值 { intnum = 0; xmean = 0.0; for (i=0; i

DSP实验报告二CCS的使用

实验二 CCS使用操作：报告： 1.实验目的 (1) 熟悉CCS集成开发环境，掌握工程的生成方法。 (2) 掌握CCS集成开发环境的调试方法。 2.实验容及步骤 (1)查阅CCS发展历史，给出CCS发展的版本和适用的芯片。 Code Composer Studio 包含一整套用于开发和调试嵌入式应用的工具。它包含适用于每个TI 器件系列的编译器、源码编辑器、项目构建环境、调试器、描述器、仿真器以及多种其它功能。CCS IDE 提供了单个用户界面，可帮助您完成应用开发流程的每个步骤。借助于精密的高效工具，用户能够利用熟悉的工具和界面快速上手并将功能添加至他们的应用。 版本 4 之前的 CCS 均基于 Eclipse 开放源码软件框架。Eclipse 软件框架可用于多种不同的应用，但是它最初被开发为开放框架以用于创建开发工具。我们之所以选择让 CCS 基于Eclipse ，是因为它为构建软件开发环境提供了出色的软件框架，并且正成为众多嵌入式软件供应商采用的标准框架。CCS 将 Eclipse 软件框架的优点和仪器 (TI) 先进的嵌入式调试功能相结合，为嵌入式开发人员提供了一个引人注目、功能丰富的开发环境。 CCS 有 2 个版本：白金版和微处理器版。各版本支持的处理器不同。支持的核白金版：TMS320C6000、TMS320C5000、TMS320C2800、TMS470、TMS570、ARM 7、ARM9、ARM 11、ARM Cortex M3（不包含 Stellaris Cortex M3）、ARM Cortex R4、ARM Cortex A8 和 MSP430 处理器版：TMS320C2800 和MSP430 CCS 白金版和微处理器版都使用以下各项：主机：PC 操作系统：Microsoft Windows Vista 和 XP (2) 使用CCS时，经常遇到下述扩展名文件，说明分别是什么文件。 ①project. mak ：即MAKE文件，VC4及以前版本使用的工程文件，用来指定如何建立一个工程， VC6把MAK文件转换成DSP文件来处理。 ②program. c ：定义的变量、数组、函数的声明 ③program. asm ：Oracle管理文件(OMF) ④filename. h ：H C程序头文件 ⑤filename. lib ：LIB 库文件 ⑥project. cmd ：CMD Windows NT，OS/2的命令文件；DOS CD/M命令文件；dBASEⅡ程序文件 ⑦program. obj ：OBJ 对象文件 ⑧program. Out： C语言输出文件 ⑨project. Wks ：WKS Lotus 1-2-3电子表格；Microsoft Works文档 保存配置文件时产生的文件： ①programcfg．cmd 连接器命令文件 ②programcfg．h54 头文件 ③programcfg．s54 汇编源文件 DSP源文件的建立；

DSP硬件实验报告北邮

北京邮电大学DSP硬件实验报告 学院: 电子工程学院 专业: 姓名： 学号： 班级：

实验一常用指令实验 一、实验目的 熟悉DSP开发系统的连接 了解DSP开发系统的组成和结构和应用系统构成 熟悉常用C54X系列指令的用法(程序寻址，寄存器，I/O口，定时器，中断控制)。 二、实验步骤与内容 （一）简单指令程序运行实验 源程序： ;File Name:exp01.asm ;the program is compiled at no autoinitialization mode --程序在非自动初始化模式下编译 .mmregs --(enter memory-mapped registers into the symbol table) --进入记忆映射注册进入符号表 .global _main --(identify one or more global(external)symbols）--定义一个或多个全局变量 _main: stm(累加器的低端存放到存储器映射寄存器中) #3000h,sp（堆栈指针寄存器）;堆栈指针的首地址设为#3000h ssbx（状态寄存器位置位）xf ;状态寄存器位置位，灯亮 call （非条件调用，可选择延迟）delay（存储器延时） ;调用delay函数延时 rsbx（状态寄存器复位）xf ;状态寄存器位复位，灯灭 call delay ;调用delay函数延时 b （累加器）_main ;可选择延迟的无条件转移，循环执行 nop（无操作） nop ;delay .5 second delay: ;延迟0.5秒 stm 270fh,ar3 (辅助寄存器3) ;把地址存放到存储器映射寄存器中 loop1: stm 0f9h,ar4 （辅助寄存器4）;把地址存放到存储器映射寄存器中 loop2: banz loop2,*ar4- ;AR4不为0时转移，指针地址减一

DSP实验报告

实验一 离散系统的时域分析 一、实验目的 1、掌握离散时间信号的MATLAB 表示； 2、信号运算； 3、差分方程的求解； 4、离散时间信号的卷积运算。 二、实验原理 1、离散时间信号 离散时间信号只在某些离散的瞬时给出函数值，而在其他时刻无定义。它是时间上不连续按一定先后次序排列的一组数的集合，称为时间序列，用x(n)表示，n 取整数代表时间的离散时刻。 在matlab 中用向量来表示一个有限长度的序列。 2、序列的类型 为了分析的方便，在数字信号处理中规定了一些基本的序列。 a) 单位采样序列 function [x,n]=impseq(n1,n2,n0) n=[n1:n2]; x=[(n-n0)==0]; 调用该函数 [x,n]=impseq(-2,8,2); stem(n,x) 0010()001()0n n n n n n n n n δδ =?=? ≠? =?-? ≠?

单位采样序列的另一种生成方法 n0=-2; n=[-10:10]; nc=length(n); x=zeros(1,nc); for i=1:nc if n(i)==n0 x(i)=1 end end stem(n,x) b) 单位阶跃序列 function [x,n]=stepseq(n1,n2,n0) n=[n1:n2]; x=[(n-n0)>=0]; 调用该函数 [x,n]=stepseq(-2,8,2); stem(n,x) 000 10()001()0n n n n n n n n n εε >=?=? =?-?

c) 实数指数序列 x(n)=an (运算符“.^”) n=[0:10]; x=0.9.^n; stem(n,x) d) 复数指数序列 n=[-10:10]; alpha=-0.1+0.3*j; x=exp(alpha*n); real_x=real(x); image_x=imag(x); mag_x=abs(x); phase_x=angle(x); subplot(2,2,1); stem(n,real_x) subplot(2,2,2); stem(n,image_x) subplot(2,2,3); stem(n,mag_x) subplot(2,2,4); stem(n,phase_x) ()()j n x n e αω+=(0.1j0.3)n x(n)e (10n 10) -+= -<<

DSP原理与应用实验报告

DSP原理与应用实验报告 姓名： 学号： 班级： 学院： 指导教师：

实验一代数汇编指令基础实验 一、实验目的： 1.通过调试目标代码，掌握指令的功能，熟悉指令; 2.通过指令的熟悉，能够指令应用于实际项目中。 二、实验原理： Ti公司的代数汇编指令。 三、实验程序： .title"算术指令综合实验" .mmregs .sect ".vect" .copy "vectors.asm" .text _Start: ; AR7=#767 ; A=#38CAH ; DP=#08AH ; RSA=#0123H; DP=#188H ; ASM=#0AH AR7=A MMR(*AR7+)=#1234H DP=#04H A=#9876H AR6=#230H *AR6+=#9ACDH ARP=#6 ; @38H=A NOP NOP AR0=#003AH A=*AR6+0 T=#08H SXM=1 B=*AR6-<

DSP技术及课程设计实验报告二(精)

东南大学自动化学院 实验报告 课程名称： D SP 原理及C 程序开发 第二次实验 实验名称：基于DSP 系统的实验——指示灯、拨码开关和定时器院（系）：自动化专业：自动化 姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2012 年 4 月 18日 评定成绩：审阅教师： 第一部分实验：基于DSP 系统的实验——指示灯和拨码开关 一．实验目的 1. 了解ICETEK –F28335-A 评估板在TMS320F28335DSP 外部扩展存储空间上的扩展。 2. 了解ICETEK –F28335-A 评估板上指示灯和拨码开关扩展原理。 3. 学习在C 语言中使用扩展的控制寄存器的方法。 二．实验设备 计算机，ICETEK –F28335-A 实验箱（或ICETEK 仿真器+ICETEK–F28335-A 评估板+相关连线及电源）。 三．实验原理

1．TMS320F28335DSP 的存储器扩展接口 存储器扩展接口是DSP 扩展片外资源的主要接口，它提供了一组控制信号和地址、数据线，可以扩展各类存储器和存储器、寄存器映射的外设。 -ICETEK –F28335-A 评估板在扩展接口上除了扩展了片外SRAM 外，还扩展了指示灯、DIP 开关和D/A 设备。具体扩展地址如下： 0x180004- 0x180005：D/A 转换控制寄存器 0x180001：板上DIP 开关控制寄存器 0x180000：板上指示灯控制寄存器 -与ICETEK –F28335-A 评估板连接的ICETEK-CTR 显示控制模块也使用扩展空间控制主要设备： 208000-208004h ：读-键盘扫描值，写-液晶控制寄存器 208002-208002h ：液晶辅助控制寄存器 208003-208004h ：液晶显示数据寄存器 2．指示灯与拨码开关扩展原理

DSP实验报告重叠保留法和重叠相加法(精)

北京邮电大学 实 学班姓学 日 验报告 MATLAB 实现线性卷积运算院：信息与通信工程学院级：名： ______ 号： 期： 实验名称：用 索引

一、实验原 理 ..................................................................................................................... 3 1、算法产生背景 (3) 2、算法基本思 想 ...........................................................................................................................3 1）重叠相加法 (3) 2）重叠保留 法 ...........................................................................................................................4 二、流程图设计 . ................................................................................................................. 5 1、重叠相加 法 . .............................................................................................................................. 5 2、重叠保留 法 . (6) 三、MATLAB 源代 码 . ........................................................................................................... 7 1、重叠相加源码 ...........................................................................................................................7 2、重叠保留源 码 ...........................................................................................................................8 四、实验结果与分析 ........................................................................................................... 9 ①调用CONV (计 算 . ......................................................................................................................... 9 ②测试重叠相加算法 (9) ③测试重叠保留算 法 .....................................................................................................................9 五、讨论与总结 . ............................................................................................................... 10 1、算法效率分 析： .....................................................................................................................10 A. 重叠相加法 . (10)

DSP实验报告模版

我们做的dsp实验是实验一，实验二，实验三！模板上只有1 3 ！2要自己仿照实验一写！ 不要弄错了！实验题目在另外一个共享表格里！ 实验一数据存储实验 一、实验目的 1. 掌握ccs的使用 2. 掌握 tms320c54x 程序空间的分配； 3. 掌握 tms320c54x 数据空间的分配； 4. 能够熟练运用tms320c54x 数据空间的指令。 二、实验设备 计算机，ccs 3.1版软件，dsp仿真器，e300实验箱，dsp-54xp cpu板。 三、实验步骤与内容 1. 在进行 dsp实验之前，需先连接好仿真器、实验箱及计算机，连接方法如下所示： 2. e300 底板的开关sw4 的第1位置on，其余位置off。其余开关设置为off。 sw5全部置on；其余开关不做设置要求 3. 上电复位 在硬件安装完成后，确认安装正确、各实验部件及电源连接无误后，启动计算机，接通仿真器电源，此时，仿真器上的“红色指示灯”应点亮，否则dsp开发系统与计算机连接存在问题。 4. 运行ccs程序 1) 待计算机启动成功后，实验箱220v电源置“on”，实验箱上电 2) 启动ccs3.1，进入ccs界面后，点击“debug—connect” 3) 此时仿真器上的“绿色指示灯”应点亮，ccs正常启动，表明系统连接正常；否则仿真器的连接、jtag 接口或ccs 相关设置存在问题，这时需掉电检查仿真器的连接、jtag 接口连接是否正确，或检查ccs相关设置是否存在问题。 5. 成功运行ccs 程序后，首先应熟悉ccs的用户界面； 6. 学会在ccs环境下创建工程文件、添加程序文件、编写程序、编译、装载、调试，学习如何使用观察窗口等。 7. 用“project\open”打开“c:\ti5000\myprojects\01_mem\ mem.pjt”. 编译并装载“\ 01_mem\debug\mem.out” 8.用“edit”下拉菜单中的“memory/fill”编辑内存单元，参数设置如下图： 单击“ok”此时以0x1000 为起始地址的16个内存单元被修改成：0x0009 9.用“view”下拉菜单“memory”观察内存单元变化，输入要查看的内存单元地址，本实验要查看0x1000h～0x100fh 单元的数值变化，输入地址0x1000h； 单击“ok”如下图所示： 10. 点击“debug\go main”进入主程序，在程序中“加软件断点1”和“加软件断点2”处 施加软件断点。 11. 单击“debug\run”运行程序，也可以“单步”运行程序；当程序运行到“软件断点1” 处时，查看0x1000h～0x1007h单元的值变化， 12. 再单击“debug\run”，当程序运行到“软件断点2”处时，查看0x1008～0x100f

DSP实验报告一

电子信息工程系实验报告 课程名称：现代DSP技术 成绩： 实验项目名称：I/O实验实验时间： 2011-10-18 指导教师（签名）： 班级：电信082 姓名：李江水学号：810706210 实验目的 1、了解I/O口的扩展；掌握I/O口的操作方法； 2、熟悉在C语言中访问IO口的方法 3、了解数字量与模拟量的区别和联系。 实验设备 计算机，CCS 2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。 实验原理 1、开关量输入输出单元 采用8位的数字量输入即由八拨码开关来控制LED灯的显示，当拨码开关都是低电平即都为0时，LED 灯全亮，反之则不亮。。 2、CPU初始化 第一步：时钟模式寄存器的初始化clkmd； 第二步：状态寄存器st0、st1的初始化，复位值为0x1800、0x6900; 第三步：处理器工作模式状态寄存器（PMST）的初始化； 第四步：软件等待状态寄存器、软件等待状态控制寄存器的初始化； 第五步：分区转换控制寄存器（BSCR）初始化。 第六步： *(unsigned int*)IMR=0x0;屏蔽所以中断，IMR为中断屏蔽寄存器。 *(unsigned int*)IFR=0xffff;IFR为中断标志寄存器，中断标志清0 实验步骤与结果分析 开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：CPU2；启动CCS 2.0，在Project→Open菜单打开exp03_cpu2目录下面的工程文件“exp03.pjt”。用下拉菜单中Project-->Open，打开“exp03_cpu2\ exp03.pjt”，双击“Source”，可查看源程序。 在File→Load Program菜单下加载exp03_cpu2\debug目录下的exp03.out文件。 运行程序，分别调整开关量输入单元的开关K1～K8，观察LED指示灯LED1~LED8亮灭的变化，以及开关量输入和输出状态是否一致。关闭所有窗口，本实验完毕。 分别调整K1到K8的开关，当开关为低电平即为零时，LED灯亮，当开关为高电平即为1时，LED灯不亮。当K1、K3、K5、K7为0时，LED灯的显示如下图1。

DSP实验报告+心得体会

龙岩学院 实验报告 班级07电本(1)班学号2007050344 姓名杨宝辉同组人独立 实验日期2010-5-18 室温大气压成绩 基础实验 一、实验目的 1. 掌握CCS实验环境的使用； 2. 掌握用C语言编写DSP程序的方法。 二、实验设备 1. 一台装有CCS软件的计算机； 2. DSP实验箱的TMS320F2812主控板； 3. DSP硬件仿真器。 三、实验原理 浮点数的表达和计算是进行数字信号处理的基本知识；产生正弦信号是数字信号处理中经常用到的运算；C语言是现代数字信号处理表达的基础语言和通用语言。写实现程序时需要注意两点：（1）浮点数的范围及存储格式；（2）DSP的C语言与ANSI C语言的区别。 四、实验步骤 1.打开CCS 并熟悉其界面； 2.在CCS环境中打开本实验的工程（Example_base.pjt），编译并重建.out 输出文件，然后通过仿真器把执行代码下载到DSP芯片中； 3．把X0 , Y0 和Z0添加到Watch窗口中作为观察对象（选中变量名，单击鼠标右键，在弹出菜单中选择“Add Watch Window”命令）； 4．选择view->graph->time/frequency…。设置对话框中的参数: 其中“Start Address”

设为“sin_value”，“Acquisition buffer size”和“Display Data size”都设为“100”，并且把“DSP Data Type”设为“32-bit floating point”， 设置好后观察信号序列的波形（sin函数，如图）； 5．单击运行； 6．观察三个变量从初始化到运算结束整个过程中的变化；观察正弦波形从初始化到运算结束整个过程中的变化； 7．修改输入序列的长度或初始值，重复上述过程。 五、实验心得体会 通过本次实验，加深了我对DSP的认识，使我对DSP实验的操作有了更进一步的理解。基本掌握了CCS实验环境的使用，并能够使用C语言进行简单的DSP程序设计。 从软件的安装到使用软件进行程序设计与仿真，锻炼了自己的动手能力，也遇到了不少的坎坷，例如芯片的选择，不能因为麻烦而省略该步骤，否则将会运行出错。