北邮dsp软件实验报告
北邮-DSP数字信号处理 实验-实验报告
北京邮电大学电子工程学院电子实验中心<数字信号处理实验>实验报告班级： xxx学院： xxx实验室： xxx 审阅教师：姓名（班内序号）： xxx 学号： xxx 实验时间： xxx评定成绩：目录一、常规实验 (3)实验一常用指令实验 (3)1.试验现象 (3)2.程序代码 (3)3.工作原理 (3)实验二数据储存实验 (4)1.试验现象 (4)2.程序代码 (4)3.工作原理 (4)实验三I/O实验 (5)1.试验现象 (5)2.程序代码 (5)3.工作原理 (5)实验四定时器实验 (5)1.试验现象 (5)2.程序代码 (6)3.工作原理 (9)实验五INT2中断实验 (9)1.试验现象 (9)2.程序代码 (9)3.工作原理 (13)实验六A/D转换实验 (13)1.试验现象 (13)2.程序代码 (14)3.工作原理 (18)实验七D/A转换实验 (19)1.试验现象 (19)2.程序代码 (19)3.工作原理 (37)二、算法实验 (38)实验一快速傅里叶变换（FFT）算法实验 (38)1.试验现象 (38)2.程序代码 (38)3.工作原理 (42)实验二有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验 (42)1.试验现象 (42)2.程序代码 (42)3.工作原理 (49)实验三无限冲击响应滤波器（IIR）算法实验 (49)1.试验现象 (49)2.程序代码 (49)3.工作原理 (56)作业设计高通滤波器 (56)1.设计思路 (56)2.程序代码 (57)3.试验现象 (64)一、常规实验实验一常用指令实验1.试验现象可以观察到实验箱CPLD右上方的D3按一定频率闪烁。
2.程序代码.mmregs.global _main_main:stm #3000h,spssbx xf ;将XF置1，D3熄灭call delay ;调用延时子程序,延时rsbx xf ;将XF置0，D3点亮call delay ;调用延时子程序,b _main ;程序跳转到"_MAIN"nopnop;延时子程序delay:stm 270fh,ar3 ;将0x270f(9999)存入ar3loop1:stm 0f9h,ar4 ;将0x0f9(249)存入ar4loop2:banz loop2,*ar4- ;*ar4自减1，不为0时跳到loop2的位置banz loop1,*ar3- ;*ar3自减1，不为0时跳到loop1的位置ret ;可选择延迟的返回nopnop.end3.工作原理主程序循环执行：D3熄灭→延时→D3点亮→延时。
北京邮电大学_dsp_matlab实验报告
数字信号处理实验报告实验名称：数字信号处理实验学生姓名：班级：班内序号：1.实验要求假设信号x(n) 由下述信号组成：请选择合适的长度N 和窗函数，用DFT 分析其频谱，得到清楚的三根谱线。
2.实验代码和实验结果N = 1000; % Length of DFTn = [0:1:N-1];xn = 0.001*cos(0.45*n*pi)+sin(0.3*n*pi)-cos(0.302*n*pi-pi/4);Xk = fft(xn,N);k=[0:1:N-1];subplot(5,1,1);stem(k,abs(Xk(1:1:N)));title('DFT x(n)');xlabel('k');axis([140,240,0,6])subplot(5,1,2);stem(k, abs(Xk(1:1:N)),'r');%画出sin(0.3npi)-cos(0.302npi-pi/4) axis([140,160,0,6]);title('sin(0.3*pi*n)-cos(0.302*pi*n) ');xlabel('k');subplot(5,1,3);stem(k, 1000*abs(Xk(1:1:N)),'g');%画出0.001*cos(0.45npi)axis([220,230,0,6]);title('cos(0.45*pi*n) ');xlabel('k');subplot(5,1,4);stem(k,0.01*abs(Xk(1:1:N)),'k');%画%sin(0.3npi)-cos(0.302npi-pi/4)axis([140,160,0,6]);title('sin(0.3*pi*n)-cos(0.302*pi*n) ');xlabel('k');subplot(5,1,5);stem(k, 10*abs(Xk(1:1:N)),'m');%画出0.001*cos(0.45npi)axis([220,230,0,6]);title('cos(0.45*pi*n) ');xlabel('k');结论：由上图及过程可知，当DFT变换长度为1000时所得到的谱线非常理想。
北邮电子DSP硬件报告
DSP硬件课程实验报告学院：电子工程学院班级： 2011211203学号： 2011210876姓名：孙月鹏班内序号： 04实验一：常规指令实验一、 实验目的1.熟悉DSP 开发系统的连接2.了解DSP 开发系统的组成和结构和应用系统构成3.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、 实验设备计算机，CCS 2.0版软件，DSP 仿真器，实验箱。
三、 实验操作方法1、系统连接进行DSP 实验之前，先必须连接好仿真器、实验箱及计算机，连接方法如下所示：在硬件安装完成后，接通仿真器电源或启动计算机，此时，仿真盒上的“红色小灯”应点亮，否则DSP 开发系统与计算机连接有问题。
2、运行CCS 程序先实验箱上电，然后启动CCS ，此时仿真器上的“绿色小灯”应点亮，并且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，掉电，检查仿真器的连接、JTAG 接口连接，或检查CCS 相关设置是否正确。
四、代码注释与实验结果1）简单指令程序运行实验①代码及注释.mmregs ;定义储存器映像寄存器.global _main ;全局符号_main:stm #3000h,sp ;3000h 放入堆栈指针寄存器的首地址中 ssbx xf ;将对外接口XF 置1，此时灯亮call delay ;调用延时子程序,延时rsbx xf ;将XF 置0，call delay ;调用延时子程序,b _main ;程序跳转到"_MAIN"nop ;无任何操作nop;延时子程序delay:PCI/USB/EPP 接口 JTAG 接口 计 算 机 仿 真 器 用户 开发板;2*16*16*16+7*16*16+15=9999loop1: ;循环1stm 0f9h,ar4 ;将ar4的值赋为15*16+9=249loop2: ;循环2banz loop2,*ar4- ;指针地址每次减1，ar4不为0时重复执行loop2 banz loop1,*ar3- ;同上ret ;可选择延迟的返回nop ;无操作nop②程序运行原理：此程序为灯闪烁程序。
北邮 DSP 实验二实验报告
实验二：数字信号的 FFT 分析题目1假设信号 x(n) 由下述信号组成：()0.001*cos(0.45)sin(0.3)cos(0.302)4x n n n n ππππ=+-- 这个信号有两根主谱线 0.3pi 和 0.302pi 靠的非常近，而另一根谱线 0.45pi 的幅度很小，请选择合适的长度 N 和窗函数，用 DFT 分析其频谱，得到清楚的三根谱线。
步骤：1.编写离散傅里叶变换DFT 函数：function [Xk] = dft(xn,N)% Computes Discrete Fourier Transform Coefficients% [Xk] = dft(xn,N)% Xk = DFT coeff. array over 0 <= k <= N-1% xn = input signal% N = length of DFTn = [0:1:N-1]; % row vector for nk = [0:1:N-1]; % row vecor for kWN = exp(-j*2*pi/N); % Wn factornk = n'*k; % creates a N by N matrix of nk valuesWNnk = WN .^ nk; % DFT matrixXk = xn * WNnk; % row vector for DFT coefficients2.代码实现：n=0:1:999;x=0.001*cos(0.45*n*pi)+sin(0.3*n*pi)-cos(0.302*n*pi-0.25*pi);stem(n,x);title('signal x(n), 0<=n<=999');xlabel('n');X=dft(x,1000);% 计算1000点DFT magX=abs(X(1:1:501));% 镜像对称，只画出一半 k=0:1:500;w=2*pi*k/1000;stem(w/pi,magX);title('DTFT Magnitude');xlabel('frequency in pi units');axis([0.29,0.31,0,500]);xlabel('frequency between 0.29pi and 0.31pi');axis([0.44,0.46,0,0.5]);xlabel('frequency between 0.44pi and 0.46pi');3.图片：4.分析：x(n)由3个正弦函数叠加而成，周期分别是40, 20, 1000。
北邮MATLab仿真实验报告DSP
北京邮电大学MATLAB仿真实验报告姓名：班级：学号：班内序号实验一：数字信号的FFT 分析1. 实验内容及要求离散信号的频谱分析： 设信号此信号的0.3pi 和 0.302pi 两根谱线相距很近，谱线 0.45pi 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。
2. 实验分析要得到清晰的三根谱线，用matlab 内置函数fft 对时域信号进行快速傅里叶变换，需要选好变换点数N ，以避免出现频谱模糊现象。
程序中选择N=1000由于谱线0.45pi 的幅度很小，在作图时需要对坐标比例进行控制。
使用axis 函数实现。
3. 代码及注释频谱分析：clf;close all;%关闭所有图形窗口N=1000;%DFT 点数n=[1:1:N];x=0.001*cos(0.45*n*pi)+sin(0.3*n*pi)-cos(0.302*n*pi-pi/4);y=fft(x,N);mag=abs(y);%对FFT 结果求模w=2*pi/N*[0:1:N-1]; %数字角频率wsubplot(2,1,1);%将图形窗分为2行1列stem(n,x,'.');%画脉冲图title('时域');xlabel('n');ylabel('x(n)');subplot(2,1,2);stem(w/pi,mag);%归一化角频率axis([0 0.5 0 2]);%控制坐标范围以使谱线幅度合适title('1000点DFT');xlabel('数字频率');ylabel('X(k)');grid on;4. 结果截图00010450303024().*cos(.)sin(.)cos(.)x n n n n ππππ=+--5. 遇到的问题和解决方法在进行第一题的DFT 变换时，不知道该选取多大的取样点数N 才能得到清晰的三根谱线。
北邮信号与信息处理DSP实验二
北邮信号与信息处理DSP实验二信号与信息综合处理实验报告学院：班级：姓名：学号：实验二 FFT 实现1. 实验目的进一步熟悉CCS v5的开发环境，掌握调试的要素，并理解FFT 的过程。
2. 实验原理2.1FFT 变换（1） FFT 算法：[]122()()(/2)0,1,...,1()()(/2)N n Nx n x n x n N n x n x n x n N W =++⎧⎪=-⎨=-+⎪⎩，/2111/20/2122/20()(2)()()(21)()N nr N n N nr N n X k X r x n W X k X r x n W -=-=⎧==⎪⎪⎨⎪=+=⎪⎩∑∑（2） 蝶形运算图：（3） 实现函数：DSP_fft(w, N, x, y)。
2.2IFFT变换（1）算法实现：（2）实现流程：2.3SDRAM（1）EMIFA_Config：在csl_emifa.h中声明了一个结构体EMIFA_Config，用来配置EMIFA。
结构体中声明的12个32位无符号整形变量为EMIFA总线的12个接口寄存器；（2）指定SDRAM数据空间：#pragmaDATA_SECTION(sdram_data,".off_ram")；unsigned int sdram_data[0x10000]；上述代码含义为定义一个全局变量sdram_data[0x10000]，将它指定到自定义的数据空间段off_ram中，其中函数具体用法为#pragma DATA_SECTION(函数名或全局变量名,"用户自定义在数据空间的段名"；（3）CMD文件：DSP系统中存在大量的存储器，CMD文件描述物理存储器的管理、分配和使用情况，用于DSP 代码的定位。
3.程序功能3.1FFT变换通过给定的旋转因子，利用DSP_fft (w, N, x, y ) 函数，对给定64点序列进行FFT变换，其中N 为变换点数，具体说明如下：（1）w[64]为64点FFT的旋转因子，由tw_fft16x16.exe生成；（2）x[128]内存放原序列，即输入时域信号的实部虚部按顺序排列；（3）y[128]内存放FFT变换后的序列，实部虚部按顺序排列；（4）m[64]内存放FFT变换后64点模值的平方。
北邮信号与信息处理DSP实验三剖析
信号与信息综合处理实验报告学院：信息与通信工程学院班级：2013211124姓名：王丹頔学号：2013210659实验三FIR滤波器实现1.实验目的进一步熟悉CCS v5的开发环境，掌握调试的要素，并理解FIR的过程。
2.实验原理2.1AIC23（1）AIC23相关介绍图1 AIC23结构图图2 AIC23编码器控制寄存器图3 AIC23寄存器集合图4 采样速率设置图5 采样率可配参数（2）void DSK6416_init()-设置所有的CPLD寄存器到上电状态，初始化内部BSL数据结构；-在使用任何BSL函数之前都必须调用。
（3）DSK6416_AIC23_openCodec函数-DSK6416_AIC23_CodecHandle DSK6416_AIC23_openCodec (int id, DSK6416_AIC23_Config *Config)；-id：指定使用哪个编码器，DSK6416上为id=0；-Config：指向包含编码器寄存器值的结构，以该结构中的值初始化寄存器；-调用成功：返回编码器句柄；失败：返回INV常数(-1)。
（4）DSK6416_AIC23_write函数-Int16 DSK6416_AIC23_write(DSK6416_AIC23_CodecHandle hCodec, Int32 val)；-hCodec, Val：编码器句柄，写入编码器的值；- 返回TRUE ：数据成功写入； - 返回FALSE ：数据端口忙。
（5） DSK6416_AIC23_closeCodec 函数- DSK6416_AIC23_closeCodec(DSK6416_AIC23_CodecHandle hCodec)； - 关闭编码器。
2.2 FIR 滤波器实现（1） FIR 滤波器介绍滤波器就是在时间域或频域内，对已知激励产生规定响应的网络，使其能够从信号中提取有用的信号，抑制并衰减不需要的信号。
DSP实验报告(一)
实验一 信号系统及系统响应一、实验目的1、 熟悉理想采样的性质，了解信号采样前后的频谱变化，加深对采样定理的理解。
2、 熟悉离散信号和系统的时域特性。
3、 熟悉线性卷积的计算编程方法：利用卷积的方法，观察、分析系统响应的时域特性。
4、 掌握序列傅氏变换的计算机实现方法，利用序列的傅氏变换对离散信号、系统及系统响应进行频域分析。
二、实验原理（一）连续时间信号的采样采样是指按一定的频率从模拟信号抽样获得数字信号。
采样是从连续时间信号到离散时间信号的过渡桥梁。
对一个连续时间信号进行理想采样的过程可以表示为该信号的一个周期冲激脉冲的乘积，即()()()ˆa a x t x t M t =（1）其中连续信号的理想采样，是周期冲激脉冲()()n M t t n T d +=-=-å（2）它也可以用傅立叶级数表示为：1()s jm tn M t eT+W =-=å（3)其中T 为采样周期，Ω是采样角频率。
设是连续时间信号的双边拉氏变换，即有：()()ata a X s x t edt+--=ò（4）此时理想采样信号的拉氏变换为()ˆˆ()()1ˆ()1ˆ()1()s s ataa jm tsta m s jm ta m a s m X s x t e dtxt ee dtTxt e dtT X s jm T+--++W -=--++--W =- -++=--====-W òåòåòåò（5）作为拉氏变换的一种特例，信号理想采样的傅立叶变换1ˆ()[()]aa s m X j X j m T+=-W =W-W å（6）由式(5)和式(6)可知，信号理想采样后的频谱是原信号频谱的周期延拓，其延拓周期等于采样频率。
根据Shannon 取样定理，如果原信号是带限信号，且采样频率高于原信号最高频率分量的2倍，则采样以后不会发生频谱混淆现象。
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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】：（2）DTMF信号频谱分析用计算机声卡采集一段通信系统中双音多频（DTMF）拨号数字0～9的数据，采用快速傅里叶变换（FFT）分析这10个DTMF拨号时的频谱。
【实验代码】及【实验结果图】见实验二（2）；实验二：DTMF信号的编码1.实验目的：（a）复习和巩固IIR数字滤波器的基本概念；（b）掌握IIR数字滤波器的设计方法；（c）掌握IIR数字滤波器的实现结构；（d）能够由滤波器的实现结构分析滤波器的性能（字长效应）；（e）了解通信系统DTMF拨号的基本原理和IIR数字滤波器的实现方法。
2.实验容、要求及结果：1）把你的联系通过DTMF编码生成一个.wav文件。
✧技术指标：➢根据ITU Q.23建议，DTMF信号的技术指标是：传送/接收率为每秒10个，或每个100ms。
➢每个传送过程中，信号存在时间至少45ms，且不多于55ms，100ms的其余时间是静音。
➢在每个频率点上允许有不超过 1.5%的频率误差。
任何超过给定频率3.5%的信号，均被认为是无效的，拒绝接收。
（其中关键是不同频率的正弦波的产生。
可以使用查表方式模拟产生两个不同频率的正弦波。
正弦表的制定要保证合成信号的频率误差在 1.5%以，同时是取样点数尽量少）【实验代码】：N=800;total_x=[];tm=[49,50,51,65;52,53,54,66;55,56,57,67;42,48,35,68];n=1:N;fs=8000;lf=[697 770 852];hf=[1209 1336 1477];x1=sin(2*pi*lf(1)*n/fs)+sin(2*pi*hf(1)*n/fs);%1x2=sin(2*pi*lf(1)*n/fs)+sin(2*pi*hf(3)*n/fs);%3x3=sin(2*pi*lf(1)*n/fs)+sin(2*pi*hf(2)*n/fs);%2x4=sin(2*pi*lf(2)*n/fs)+sin(2*pi*hf(3)*n/fs);%6x5=sin(2*pi*lf(3)*n/fs)+sin(2*pi*hf(3)*n/fs);%9x6=sin(2*pi*lf(2)*n/fs)+sin(2*pi*hf(3)*n/fs);%6x7=sin(2*pi*lf(1)*n/fs)+sin(2*pi*hf(2)*n/fs);%2x8=sin(2*pi*lf(3)*n/fs)+sin(2*pi*hf(2)*n/fs);%8x9=sin(2*pi*lf(3)*n/fs)+sin(2*pi*hf(3)*n/fs);%9xa=sin(2*pi*lf(3)*n/fs)+sin(2*pi*hf(3)*n/fs);%9xb=sin(2*pi*lf(2)*n/fs)+sin(2*pi*hf(2)*n/fs);%5total_x=[x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,xa,xb];x11=[x1,zeros(1,800)];x22=[x2,zeros(1,800)];x33=[x3,zeros(1,800)];x44=[x4,zeros(1,800)];x55=[x5,zeros(1,800)];x66=[x6,zeros(1,800)];x77=[x7,zeros(1,800)];x88=[x8,zeros(1,800)];x99=[x9,zeros(1,800)];xaa=[xa,zeros(1,800)];xbb=[xb,zeros(1,800)];x=[x11,x22,x33,x44,x55,x66,x77,x88,x99,xaa,xbb];x=x/max(abs(x));plot(x);sound(x);wavwrite(x,fs,'tel.wav');【实验结果图】：2）对所生成的DTMF文件进行解码。
DTMF信号解码可以采用FFT计算N点频率处的频谱值，然后估计出所拨。
但FFT计算了许多不需要的值，计算量太大，而且为保证频率分辨率，FFT的点数较大，不利于实时实现。
因此，FFT不适合于DTMF信号解码的应用。
由于只需要知道8个特定点的频谱值，因此采用一种称为Goertzel算法的IIR滤波器可以有效的提高计算效率。
其传递函数为：H k(z)=【实验代码】：k=[18 20 22 24 31 34 38 42];N=205; disp(['接收端检测到的为：'])for nn=1:11m=800*(nn-1);X=goertzel(total_x(m+1:m+N),k+1);val=abs(X);stem(k,val,'.');grid;xlabel('k');ylabel('|x(k)|')set(gcf,'color','w')shg;pause();limit=80;for s=5:8;if val(s)>limit,break,endendfor r=1:4;if val(r)>limit,break,endenddisp([setstr(tm(r,s-4))])end【实验结果图】：1 3 26 9 62 8 99 5实验三：FIR数字滤波器的设计和实现1.实验目的：通过本次试验，掌握一下知识：➢FIR数字滤波器窗口设计法的原理和设计步骤；➢Gibbs效应发生的原因和影响；➢不同类型的窗函数对滤波效果的影响，以及窗函数和长度N的选择。
（效果，耳机听前后声音，或者看前后的频谱图）2.实验容、要求及结果：✧录制一段自己的声音，长度为十几秒，取样频率32khz，然后叠加一个高斯白噪声，（知道噪声分布，知道噪声功率，只要知道输入信号功率），使得信噪比为20db。
请采用窗口法，设计一个FIR带通滤波器，滤除噪声提高质量。
提示：✧滤波器指标参考：通带边缘频率为4khz，阻带边缘频率为4.5khz，阻带衰减大于50db；✧Matlab函数y=awgn(x,snr,’measured’),首先测量输入信号x的功率，然后对其叠加高斯白噪声。
【实验代码】：clear;close all;[x,fs,nbits]=wavread('st.wav');snr=20;x2=awgn(x,snr,'measured');wavwrite(x2,fs,16,'add_noise.wav');t=0:1/fs:(size(x2)-1)/fs;wp=8000*pi/32000;ws=9000*pi/32000;wdelta=ws-wp;N=ceil(11*pi/wdelta);%取整wn=(ws+wp)/2;b=fir1(N,wn/pi,blackman(N+1));figure(1)freqz(b,1,512)f2=filter(b,1,x2);figure(2)subplot(2,1,1)plot(t,x2)title(‘加噪声后时域波形'); subplot(2,1,2)plot(t,f2)title('滤波后时域波形');F0=fft(f2,1024);f=fs*(0:511)/1024;figure(3)y2=fft(x2,1024);subplot(2,1,1);plot(f,abs(y2(1:512)));title('加噪声后频谱');xlabel('Hz');ylabel('幅度');subplot(2,1,2);F2=plot(f,abs(F0(1:512)));title('滤波后频谱');xlabel('Hz');ylabel('幅度');wavwrite(f2,fs,16,'afterfilter.wav');【实验结果图】：实验问题及总结：对于matlab这个软件或许确实不陌生，但是上一次使用也就是大一下学期了，当时学matlab也仅限于照葫芦画瓢，没有什么特别的理解，也觉得matlab是不是只能画画图而已。
不过这次实验使我对于matlab有了更深刻的认识！同时，这次实验的重点是DSP这门课程，这是DSP软件实验。
首先通过这次试验，使我更加深刻的理解DFT、FFT以及滤波器的原理和应用，并且能够用仿真软件设计滤波器达到滤除高斯白噪声的目的。
这一点加深了我在DSP理论课上对于傅里叶变换、傅里叶变换进行信号分析时基本参数的选择、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、离散傅里叶变化的基本原理、特性这些概念的理解。