北邮DSP实验——声音滤波
信号与信息处理综合
实验报告
（DSP部分）
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实验三滤波器设计和声音信号滤波实验
一、实验目的
进一步熟悉 CCS v5 的开发环境，掌握调试的要素，并理解滤波器的运作过程和开发板代码优化的步骤。
二、实验要求
本程序的基本要求是：实现滤波器滤波前后数据的比较，对所给工程进行优化，提高运行速度，输出结果。
三、实验原理
1.FIR滤波器
FIR(Finite Impulse Response)滤波器：有限长单位冲激响应滤波器，又称为非递归型滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。
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。FIR 滤波器滤波过程：
如果输入信号长度为M，滤波器系数长度为N，线性卷积后输出数据长度为L=M+N-1。即为：
2.AIC23编码器
AIC23是TI公司推出的一款高性能立体声音频编解码器，内置耳机输出放大器，支持mic和line in二选一的输入方式。输入和输出都具有可编程的增益调节功能。AIC23 的寄存器集合如下图所示：
在程序中，我们可以通过修改结构体DSK6416_AIC23_Config来控制寄存器值，以此通过它来控制AIC23的工作模式、输入/输出选择、采样率等重要参数。
3.程序优化原理
DSP 的 C6000 系列 CPU 中的 8 个功能单元可以并行操作，并且其中两个功能单元为硬件乘法运算单元，大大地提高了乘法速度。DSP 采用了具有独立程序总线和数据总线的哈佛总线结构，仅片内程序总线宽度就可达到 256 位，即每周期可并行执行 8 条 32 位指令。片内两套数据总线的宽度分别为 32 位。除了多功能单元外，流水技术是提高 DSP 程序执行效率的另一主要手段。
（1）关键字 restrict
关键字 restrict 是对指针、引用或数组的一种限定。使用 restrict 关键字是为了确保其限定的指针在声明的范围内，是指向一个特定对象的唯一指针，即这个指针不会和其它指针指向存储器的同一地址。使用 restrict 关键字可以使使编译器更容易确定是否有别名信息，从而更好地优化代码。（2）_nassert 语句
C6416 可以在每个时钟周期加载两个 64 位比特数，对于 short 类型数据则可以实现一个周期加载两对 short 数据并行进行运算。为了能够使两个short 数据并行运算，数据的存储地址必须按字地址对齐，这样存取时才不会出错。_nassert 可以告诉编译器数据的对齐信息，编译器便可进行数据优化。
如下所示：_nassert(((int)(x_ptr) & 0x3) == 0);
该语句告知编译器x_ptr 地址和0x3 进行按位与操作等于零，编译器就
可知道它是按字对齐的。这意味着编译器能在存储器访问时用一条指令加载
64 位数据，减少读取数据的时间。;
四、实验内容
1.程序功能
（1）信源x1通过高通FIR滤波器，输出滤波前后音频信号。
（2）信源x2通过低通FIR滤波器，输出滤波前后音频信号。
（3）信源x2通过带通FIR滤波器，输出滤波前后音频信号。
2.实现思路.
（1）信源x1的高通FIR滤波器
信源x1序列为x1=sin(2*pi*f1*t)+1.3sin(2*pi*f2*t); f1=1khz f2=8khz。
然后采样频率设置为48kHZ，对其进行采样，并截取113个点，以16bit的有符号数表示。对于高通IFR滤波器（采样频率为48kHZ、截止频率为6kHZ），我们在Matlab中 FDA 工具箱产生一个 FIR 高通滤波器的系数h1，然后将信源x1与该高通滤波器系数h1进行卷积（通过滤波函数Filter实现）。再通过DSK6416_AIC23_write 函数，依次将信源x1、滤波结果y1写入AIC23编码器，即可产生音频信号。
（2）信源x2的低通FIR滤波器
信源x2为x2=sin(2*pi*f1*t)+1.5*cos(2*pi*f2*t)+sin(2*pi*f3*t)，其中f1=2khz, f2=8khz, f3=12khz, 采样频率为48KHZ，对其采样得120个点，以
16bit有符号数表示。
使用 MATLAB 的 FDA 工具箱来设计 FIR 低通滤波器，产生相应的滤波器系数h2_low，通过Hamming窗设计了一个截止频率为5KHZ的低通滤波器，如
图所示：
（3）信源x2的带通FIR滤波器
使用 MATLAB 的 FDA 工具箱来设计 FIR 带通滤波器，产生相应的滤波器系数h2_band，通过Hamming窗设计了一个频选范围5khz-10khz的带通滤波器，如图所示：
3.程序功能模块
（1）滤波器模块
功能：对数字信源进行滤波，抑制并衰减不需要的部分信号。
输入接口：无
输出接口：AIC23编码器
（2）AIC23编码器模块
功能：输出数字音频信号
输入接口：无
输出接口：无
4.程序流程图
五、实验结果
1.信源x1
信号:x1=sin(2*pi*f1*t)+1.3sin(2*pi*f2*t); f1=1khz f2=8khz 该信源是频率为1khz与8khz的周期信号的混合，通过48khz的采样率而得，其波形如下所示：
2.信源x1经过高通FIR滤波器的结果y1
该高通滤波器的通过频率为6khz，经过滤波后，信源x1只剩下频率为8khz的正弦信号，其波形如下所示：
3.信源x2
信号：x2=sin(2*pi*f1*t)+1.5*cos(2*pi*f2*t)+sin(2*pi*f3*t);
该信源是频率为2khz（f1）、8khz(f2)和10khz(f3)周期信号的混合，通过48khz 采样而得，其波形如下所示：
4.信源x2经过低通FIR滤波器的结果y2_low
该低通滤波器的截止频率为5khz，经过滤波后，信源x2只剩下频率为2khz 的正弦信号，其波形如下所示：
5.信源x2经过带通FIR滤波器的结果y2_band
该带通通滤波器的频选范围为5khz-10khz，经过滤波后，信源x2只剩下频率为8khz的余弦信号，其波形如下所示：
6.程序优化
这次程序优化，我们不仅采用了软件流水-o2，还通过内联函数的调用加快了数据的读取，因此优化显著，如图所示：
优化前：
优化后：
六、组内分工
七、问题及难点
1.图像显示不理想，杂乱无章
一开始我们以为是卷积过程的函数写错了，但与其他同学核对后，发现卷积函数无误。经过细心检查后，发现是存储滤波器结果的数组未进行初始化而导致之后的存储有误，图像显示不理想。修正后，图像显示正确。
2.滤波器系数生成错误
在通过matlab的fdatool生成滤波器系数时，未将其导出，而是通过生成头文件使用其系数，这就存在了数据类型不同导致的滤波误差。正常导出后，滤波正确。
八、心得体会
总而言之，本次实验整体而言并不是很难，关键在于扩展功能中如何生成新的滤波器系数和卷积过程的函数实现。卷积过程实质是乘积的求和，把握住这点，卷积函数便很好实现了。而滤波器系数可通过matlab解决，这些都没有给我们造成过多的困扰。经过这次实验，我们对滤波器的实际意义、卷积过程有了更为深刻的理解。
【含源代码】北邮dsp-MATLAB实验三梳状滤波器的应用
Dsp-matlab实验 实验三：梳状滤波器的应用 设 计 报 告 课题名称：梳状滤波器的应用 学生姓名： 班级： 班内序号： 学号： 日期：2015/06/15
目录 一、实验内容········································· 二、Matlab运行结果（含分析）································· 三、Matlab源代码···························· 四、遇到的难题与解决方法···························· 参考文献·························································
一、实验内容 录制一段自己的话音，时间长度及取样频率自定；对该段声音加入一次反射、三次反射和无穷多次反射。试验报告要求： 1、对试验原理的说明； 回声往往是原始声音衰减后的多个延迟叠加而组成的，因此回声可以用延迟单元来生成。X(n)表示原始声音信号，α为衰减系数，N为延迟周期，回声信号Y(n)=X(n)α*x(n-T）+α^2*x(n-2T)+……+α^N*x(n-NT). Z变换后的系统函数H（Z)可由梳状滤波器实现。MATLAB filter函数可用来仿真差分方程，本次实验用的就是这个函数。 2、在同一张图上，绘制原声音序列() x n、加入一次反射后的声音序列 1() x n、加入三次反射后的声音序列 3() x n和加入无穷多次反射后的声音序列() I x n；
其中蓝色为原声音序列x(n)，粉红色为加入一次反射后的声音序列 x1(n)，绿色为加入三次反射后的声音序列x3(n)，红色为加入无穷多次反射后的声音序列x ∞(n)。 二、Matlab 运行结果（含分析）· 结合上述各序列，分析延时、衰减系数对回声效果的影响（提示：定量考察序列()x n 、1()x n 、3()x n 和()I x n 之间的区别） 延时不变时，衰减系数a 从零增大到1的过程中，回声效果由差变好再变差。a 很小时几乎听不到回声，a 在0.5±0.1时回声效果最明显，a 接近1时声音变得很不清晰，几乎不可识别。衰减系数不变时延时T 从零增大的过程中回声效果由差变好再变差。T 接近0时可以听到回声，但多次回声的层次感不清晰。0.1s
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
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。
北京邮电大学《数字信号处理》课程教学大纲
《数字信号处理》课程教学大纲 一、课程编号：1100020 二、课程名称：数字信号处理 ( 64学时) Digital Signal Processing 三、课程教学目的 数字信号处理是现代信息处理和传输的基础课程之一，已经成为信号和信息处理、通信和电子、计算机科学和技术等专业的学生需要学习和掌握的基本知识。 本课程以离散时间信号与系统作为对象，在介绍经典理论的基础上，适当引入了现代信号处理的理论与方法以及Matlab仿真分析软件。通过本课程的学习，使得学生能够掌握确定性离散时间信号的频谱分析原理及快速实现方法，数字滤波器的设计及实现方法。使学生能够利用计算机技术来进行数字信号的处理，并根据实际需要分析、设计数字滤波系统。 本课程是进一步学习数字通信、图像处理、随机数字信号处理、无线通信、多媒体通信等专业课程的先修课程。 四、课程教学基本要求 1．掌握离散时间信号和系统的基本标识方法 2．掌握离散时间系统的基本特性、Z变换以及离散时间信号的傅立叶变换（DTFT） 3．掌握离散傅立叶变换（DFT）以及离散傅立叶变换的快速算法（FFT） 4．掌握数字滤波器的设计方法和结构 5．了解多速率信号处理的基本内容 五、教学内容及学时分配（含实验） 理论教学（56学时） 1．绪论2学时数字信号处理的特点、实现和应用 Matlab简介 2．离散时间系统的基本特性及流图10学时抽样与重建 离散系统及其普遍关系 信号流图及Mason公式 离散时间信号的傅立叶变换 Z变换及Z反变换（留数法）
Z变换与拉普拉斯、傅立叶变换的关系 离散系统的频域分析 3．离散傅立叶变换及其快速实现14学时DFS的定义及性质 DFT的定义、性质及应用 基2时间抽选法FFT 基2频率抽选法FFT 基4时间抽选法FFT IDFT的快速算法 FFT应用（线性卷积的快速计算、CZT变换） 4．IIR数字滤波器的设计和实现12学时滤波器概述 模拟滤波器的设计 模拟滤波器的数字仿真 冲激响应不变法和双线性变换法的设计 IIR滤波器的频率变换设计 IIR数字滤波器的计算机辅助设计 IIR 滤波器的实现结构 5．FIR数字滤波器的设计10学时线性相位FIR滤波器的条件和特性概述 窗函数法 频率取样法 FIR数字滤波器的优化设计 FIR数字滤波器的实现结构 6．多速率信号的处理基础8学时抽取和内插的时域和变换域描述 抽取滤波器和内插滤波器 多相分解 正交镜像滤波器组 双通道滤波器组 实验教学（8学时）
DSP实验报告
东南大学自动化学院 实验报告 课程名称： DSP技术及课程设计 实验名称：直流无刷电机控制综合实验 院（系）：自动化专业：自动化 姓名：ssb 学号：08011 实验室：304 实验组别： 同组人员：ssb1 ssb2 实验时间：2014年 6 月 5 日评定成绩：审阅教师：
目录 1.实验目的和要求 (3) 1.1 实验目的 (3) 1.2 实验要求 (3) 1.2.1 基本功能 (3) 1.2.2 提高功能 (3) 2.实验设备与器材配置 (3) 3.实验原理 (3) 3.1 直流无刷电动机 (3) 3.2 电机驱动与控制 (5) 3.3 中断模块 (7) 3.3.1 通用定时器介绍及其控制方法 (7) 3.3.2 中断响应过程 (7) 3.4 AD模块 (8) 3.4.1 TMS320F28335A 芯片自带模数转换模块特性 (8) 3.4.2 模数模块介绍 (8) 3.4.3 模数转换的程序控制 (8) 4.实验方案与实验步骤 (8) 4.1 准备实验1：霍尔传感器捕获 (8) 4.1.1 实验目的 (8) 4.1.2 实验内容 (9) 4.1.2.1 准备 (9) 4.1.2.2 霍尔传感器捕获 (9) 4.2 准备实验2：直流无刷电机(BLDC)控制 (10) 4.2.1 程序框架原理 (10) 4.2.1.1 理解程序框架 (10) 4.2.1.2 基于drvlib281x库的PWM波形产生 (11) 4.2.2 根据捕获状态驱动电机运转 (12) 4.2.2.1 目的 (12) 4.2.2.2 分析 (12) 4.3 考核实验：直流无刷电机调速控制系统 (13) 4.3.1 初始化工作 (13) 4.3.2 初始化定时器0.... . (13) 4.3.3初始化IO口 (13) 4.3.4中断模块.... (13) 4.3.5 AD模块 (14) 4.3.6在液晶屏显示 (15) 4.3.7电机控制 (17) 4.3.7.1 控制速度方式选择 (17) 4.3.7.2 控制速度和转向 (18) 4.3.8延时子函数 (19) 4.3.9闭环PID调速 (19)
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】：
北邮DSP实验报告
北京邮电大学 数字信号处理硬件实验 实验名称：dsp硬件操作实验姓名：刘梦颉班级： 2011211203 学号：2011210960 班内序号：11 日期：2012年12月20日 实验一常用指令实验 一、实验目的 了解dsp开发系统的组成和结构，熟悉dsp开发系统的连接，熟悉dsp的开发界面，熟 悉c54x系列的寻址系统，熟悉常用c54x系列指令的用法。 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： 1）上电复位 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、实验步骤与内容 1、实验使用资源 实验通过实验箱上的xf指示灯观察程序运行结果 2、实验过程 启动ccs 2.0，并加载“exp01.out”；加载完毕后，单击“run”运行程序； 五、实验结果 可见xf灯以一定频率闪烁；单击“halt”暂停程序运行，则xf灯停止闪烁，如再单击 “run”，则“xf”灯又开始闪烁； 关闭所有窗口，本实验完毕。 六、源程序代码及注释流程图： 实验二资料存储实验 一、实验目的 掌握tms320c54的程序空间的分配；掌握tms320c54的数据空间的分配；熟悉操作 tms320c54数据空间的指令。 二、实验设备 计算机，ccs3.3版软件，dsp仿真器，实验箱。 三、实验系统相关资源介绍 本实验指导书是以tms32ovc5410为例，介绍相关的内部和外部内存资源。对于其它类型 的cpu请参考查阅相关的资料手册。下面给出tms32ovc5410的内存分配表： 对于存储空间而言，映像表相对固定。值得注意的是内部寄存器与存储空间的映像关系。 因此在编程应用时这些特定的空间不能作其它用途。对于篇二：31北邮dsp软件实验报告北京邮电大学 dsp软件
2014年北京邮电大学随机信号分析与处理期末考试试题
北京邮电大学随机信号分析与处理综合练习题 一、判断题： 1. 设()X t 和()Y t 是相互独立的平稳随机过程，则它们的乘积也是平稳的。 2.()X t 为一个随机过程，对于任意一个固定的时刻i t ，()i X t 是一个确定值。 3.设X 和Y 是两个随机变量，X 和Y 不相关且不独立，有()()()D X Y D X D Y +=+。 4.一般来说，平稳正态随机过程与确定性信号之和仍然为平稳的正态过程。 5.设()X t 是不含周期分量的零均值平稳随机过程，其自相关函数为()X R τ，从物 理概念上理解，有lim ()0X R ττ→∞ =。 6. 对于线性系统，假设输入为非平稳随机过程，则不能用频谱法来分析系统输出随机过程的统计特性。 7. 若随机过程X (t )满足，与t 无关，则X (t )是广义平稳（宽平稳）过程。 8. 随机过程的方差表示消耗在单位电阻上瞬时功率的统计平均值。 9. 广义循环平稳的随机过程本身也是一种广义平稳的随机过程。 10. 高斯白噪声经过匹配滤波器后仍然为高斯白噪声。 二．选择填空 1．对于联合平稳随机过程()X t 和()Y t 的互相关函数()XY R τ，以下关系正确的是 （1）。 （1）A ．()()XY XY R R ττ-= B.()-()XY YX R R ττ-=
C.)()(ττYX XY R R =- D.)()(ττXY XY R R -=- 2.随机过程X(t)的自相关函数满足1212(,)()()0X X X R t t m t m t =≠，则可以断定1()X t 和2()X t 之间的关系是（2）。 （2）A.相互独立B.相关C.不相关D.正交 3．两个不相关的高斯随机过程)(t X 和)(t Y ，均值分别为X m 和Y m ，方差分别为2X σ和2Y σ，则) (t X 和)(t Y 的联合概率密度为（3）。 （3）A ．2222()()(,)22X Y X Y x m y m f x y σσ????--??=-+?????????? B.2222()()1 (,)exp 222X Y X Y X Y x m y m f x y πσσσσ????--??=-+?????????? C.2222()()(,)2()X Y X Y x m y m f x y σσ??-+-=-??+?? D.2222()()1 (,)exp 22()X Y X Y X Y x m y m f x y πσσσσ??-+-=-??+?? 4.设()sin()()c X t A t n t ω=+，其中()()cos()()sin()c c s c n t n t t n t t ωω=-是零均值平稳窄带高斯噪声，A 是不等于0的常数，则()X t 的包络服从（4），()X t 的复包络服从（5）。 （4）A.莱斯分布B.瑞利分布C.高斯分布D.均匀分布 （5）A.莱斯分布B.瑞利分布C.高斯分布D.均匀分布 5.设()N t 是平稳随机过程，其功率谱密度为()N G ω，定义()0()()sin X t N t t ωθ=+，θ在0到2π之间均匀分布，则()X t 的平均功率谱密度为（6）。
2015年北邮数字信号处理软件实验报告
数字信号处理软件实验 MATLAB 仿真 2015年12月16日
实验一：数字信号的 FFT 分析 ● 实验目的 通过本次实验，应该掌握： (a) 用傅立叶变换进行信号分析时基本参数的选择。 (b) 经过离散时间傅立叶变换（DTFT ）和有限长度离散傅立叶变换（DFT ）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) 离散傅立叶变换的基本原理、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是数字音频压缩中的分析滤波器，例如 DVD AC3 和MPEG Audio 。 ● 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。 ? DTMF 信号频谱分析 用计算机声卡采用一段通信系统中电话双音多频（DTMF ）拨号数字 0～9的数据，采用快速傅立叶变换（FFT ）分析这10个号码DTMF 拨号时的频谱。 00010450303024().*cos(.)sin(.)cos(.)x n n n n ππππ=+--
●MATLAB代码及结果 ?离散信号的频谱分析 clf; close all; N=1000; 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); w=2*pi/N*[0:1:N-1]; stem(w/pi,mag); axis([0.25 0.5 0 2]); xlabel('频率'); ylabel('X(k)'); grid on;
北邮dsp软件matlab仿真实验报告
题目: 数字信号处理MATLAB仿真实验 姓名 学院 专业 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 (1) 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) DTMF 信号频谱分析 用计算机声卡采用一段通信系统中电话双音多频（DTMF ）拨号数字 0～9的数据，采用快速傅立叶变换（FFT ）分析这10个号码DTMF 拨号时的频谱。 2、实验目的 通过本次实验，应该掌握： (a) 用傅立叶变换进行信号分析时基本参数的选择。 (b) 经过离散时间傅立叶变换（DTFT ）和有限长度离散傅立叶变换（DFT ） 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) 离散傅立叶变换的基本原理、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是数字音频压缩中的分析滤波器，例如 DVD AC3 和MPEG Audio 。 3、程序代码 (1) N=5000; n=1:1:N; x=0.001*cos(0.45*pi*n)+sin(0.3*pi*n)-cos(0.302*pi*n-pi/4); y=fft(x,N); magy=abs(y(1:1:N/2+1)); k=0:1:N/2; w=2*pi/N*k; stem(w/pi,magy) axis([0.25,0.5,0,50]) （2） column=[1209,1336,1477,1633]; line=[697,770,852,941]; fs=10000; N=1024; 00010450303024().*cos(.)sin(.)cos(.)x n n n n ππππ=+--
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实验指导书(DSP处理器原理与应用)
实验一：DSP软件集成开发环境CCS 一. 实验目的 1.了解DSP 软件开发集成环境Code Composer Studio (CCS) 的安装和配置过程； 2.熟悉并掌握CCS 的操作环境和基本功能，了解DSP软件开发的一般流程： (1) 学习创建工程和管理工程的方法; (2) 了解工程文件和映像文件的基本内容; (3) 了解基本的编译和调试功能; (4) 学习使用观察窗口。 二. 实验设备 计算机、Code Composer Studio 2.2 或以上版本 三. 背景知识 1.DSP 应用系统开发一般需要借助以下调试工具： ―软件集成开发环境(CCS)：完成系统的软件开发，进行软件和硬件仿真调试； ―硬件开发及测试平台：实现系统的硬件仿真与调试，包括仿真器和评估模块。 https://www.360docs.net/doc/4f13959875.html,S 集成了适用于所有TI 器件的源码编辑、编译链接、代码性能评估、调试仿真等功能，为 设计人员提供了一个完整的嵌入式系统软件开发环境。 3.系统软件部分可以通过CCS 建立的工程文件进行管理，工程文件一般包含以下几种文件： ―源程序文件：C 语言或汇编语言文件(*.ASM 或*.C) ―头文件(*.H) ―命令文件(*.CMD) ―库文件(*.LIB, *.OBJ)
四. 实验步骤 1． 创建工程文件 双击 CCStudio 图标，启动 CCS ，CCS 的初始界面包括工程管理区和工作区两部分。 在菜单中选择“Project —>New…”，弹出“Project Create ”窗口： 在“Project ”编辑框内填入项目名称，例如“hello1”；有必要的话，可以更改项目文件夹位置 (Location)；“Project ”下拉框用以确定输出文件类型；目标硬件类型在“Target ”下拉框中指定。 点击“完成”后，CCS 自动在指定目录下生成“hello1.pjt ”工程文件。工程文件中保存了对应工程的设置信息和内部文件的引用情况。展开工程管理窗口“Projects ”下的“hello1.pjt ”，可以看到所有项目均为空。 任务 1：在 notepad 中打开“hello1.pjt ”，了解并记录工程文件提供的设置信息 若标题栏显示xxxx Emulator, 则需要先运行 Setup CCS, 选择合适的软件仿真环境
DSP实验二
信号与信息处理综合实验（DSP部分） 学院：信息与通信工程学院 班级：2013211125 姓名：商晴庆 学号： 班内序号： 组号： 2016年4月
实验二 FFT的实现 一、实验目的 （1）进一步熟悉DSK6416开发平台，掌握调试功能； （2）充分理解FFT过程，并编码实现功能。 二、程序功能 （1）基础：将FFT结果写入SDRAM中，并读取出来。 （2）提高：其他点数的FFT 三、模块描述 （1）GBLCTL寄存器配置部分： static EMIFA_Config MyEmifaConfig = { EMIFA_GBLCTL_RMK ( EMIFA_GBLCTL_EK2RATE_FULLCLK, //1 X EMIF input clock EMIFA_GBLCTL_EK2HZ_CLK, //eclkout2 continue output during hold EMIFA_GBLCTL_EK2EN_ENABLE, //eclkout2 enable output EMIFA_GBLCTL_BRMODE_MRSTATUS, //bus request is memory access or refresh pending/in progress EMIFA_GBLCTL_NOHOLD_DISABLE, EMIFA_GBLCTL_EK1HZ_CLK, //eclkout1 continue output during hold EMIFA_GBLCTL_EK1EN_ENABLE, //eclkout1 enable output EMIFA_GBLCTL_CLK4EN_ENABLE, //clkout4 output enable EMIFA_GBLCTL_CLK6EN_ENABLE //clkout6 output enable ), （2）CECTL0-3寄存器配置部分 0xffffffd3, //64BIT SDRAM 0xffffffe3, 0x22a28a22, 0x22a28a22, （3）SDCTL寄存器配置部分
北邮dsp硬件实验报告
北京邮电大学 数字信号处理 硬件实验 学院： 班级： 学号： 姓名： 班内序号
实验一：常用指令实验 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、实验步骤与内容 （一）简单指令程序运行实验 1、实验使用资源 实验通过实验箱上的XF指示灯观察程序运行结果 2、实验过程 启动CCS 2.0，并加载“exp01.out”；加载完毕后，单击“Run” 运行程序； 实验结果：可见XF灯以一定频率闪烁；单击“Halt”暂停程序运行，则XF灯停止闪烁，如再单击“Run”，则“XF”灯又开始闪烁；关闭所有窗口，本实验完毕。 源程序查看：用下拉菜单中Project/Open，打开“Exp01.pjt” 双击“Source”，双击“exp01.asm”可查看源程序。 源程序注释如下： .mmregs .global _main _main: stm #3000h,sp ssbx xf ;将XF置1 call delay ;调用延时子程序,延时
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
北邮数字信号处理实验报告(特选借鉴)
2011级数字信号处理实验报告 实验名称：实验一数字信号的产生和基本运算 1．实验要求 因为现实世界里存在的是模拟信号，因此数字信号处理的第一个问题是将信号离散化，得到一个数字信号，然后再进行数字处理。 (1) 常用数字信号序列的产生： 熟悉Matlab 产生数字信号的基本命令，加深对数字信号概念的理解，并能够用Matlab 产生和绘制出一些常用离散信号序列。请用Matlab 画出下列序列的波形（-10 数字信号处理期末复习题 一、填空题 1.数字频率ω与模拟角频率Ω之间的关系为 。 2.理想采样信号的频谱是原模拟信号的频率沿频率轴，每间隔 重复出现一次，并叠加形成的周期函数。 3.序列)(n x 的共轭对称部分)(n x e 对应着)(ωj e X 的 部分。 4.长度为N 的有限长序列)(n x 的M 点离散傅里叶变换的周期为 。 5.对实信号进行谱分析，要求谱分辨率Hz F 10≤，信号最高频率kHz f c 5.2=，则最小记录时间=min p T ，最少的采样点数=min N 。 6.在DIT-FFT 算法分解过程中，有16点的复数序列，可进行4级蝶形运算，则4级运算总的复数乘法次数为 。 7.如果序列)(n x 的长度为M ，则只有当频率采样点数N 满足 条件时，才可有频率采样)(k X 恢复原序列)(n x ，否则产生时域混叠现象。 8.设)(*n x 是)(n x 的复共轭序列，长度为N ，N n x DFT k X )]([)(=，则=N n x D F T )]([* 。 9.线性相位FIR 滤波器，若)1()(---=n N h n h ，N 为奇数的情况下，只能实现 滤波器。 10.给定序列()14j n x n e π??- ???=，试判断此序列是否为周期序列 ；若为周期序列，请给出此序列的最小正周期 ，若为非周期序列，请列写判别原 因 。（后面两个填空只需填一个）。 11.已知调幅信号的载波频率为1kHz ，调制信号频率100m f Hz =，则最小记录时间为 ，最低采样频率 。 12.系统差分方程为()()()21y n x n x n =++ ，其中()x n 和()y n 分别表示系统输入和输出，判断此系统（是，非）线性系统，（是，非）时不变系统，（是，非）因果系统，（是，不是）稳定系统。（划线部分是正确答案）。 13.周期信号()()0sin x n n ω= ，其中02π为有理数，其用欧拉公式展开后表达式为 ，其傅里叶变换为 。 14.序列()2n u n -的Z 变换表达式为 ，收敛域为 。 15.连续信号()a x t 是带限信号，最高截止频率为c f ，若采样角频率2s c f f < 会造成采样信号中的 现象。而序列()x n 的长度为M ，则只有当频域采样点数N M ≥时，才可由频域采样()X k 恢复原始序列，否则产生 现象。 16.对序列()()4x n R N =进行8点DFT （离散傅里叶变换）后，其幅度谱表达式为 ，相位谱表达式为 。 17.设()x n 是长度为N 的实偶对称序列，即()()x n x N n =-，则()X k 对称；如果()x n 是实奇对称序列，即()()x n x N n =--，则()X k 对称。 18.数字滤波器与模拟滤波器最大的区别为，频响函数()j H e ω是以 为周期的。对线性相位特性的滤波器，一般采用 数字滤波器设计实现。 19.已知FIR 滤波器的单位脉冲响应为：()h n 长度为6N =；()()05 1.5h h ==； 实验一编写一个汇编和C混合的DSP程序 一.实验目的 1.在了解纯C语言程序工程和汇编语言程序工程结构的基础上，学习在C工程中加入汇编编程的混合编程方法。 2.了解混合编程的注意事项。 3.理解混合编程的必要性和在什么情况下要采用混合编程。 二.实验设备 计算机，ICETEK-VC5416AE-S61实验箱（或ICETEK仿真器+ICETEK-VC5416-AE系统板+相关连线及电源）。 三.实验原理 1.使用C语言开发应用程序的优缺点 优点： 易于开发和维护。由于用C语言书写接近自然语言，其可读性强、利于理解，在编制、修改、实现算法方面比用汇编语言开发容易。 可移植性强。 不容易发生流水线冲突。编译器能提供完善的解决流水线冲突的结果。 有大量现存的算法可利用。 适用于人机界面的开发。 缺点： 代码量大。 程序效率较低。 优化代码存在一定困难。 综上所述，我们一般用C语言设计应用程序的总体框架、解决人机接口和对速度效率要求不太高的复杂算法。 2.使用汇编语言开发应用程序的优缺点 优点： 更能发挥系统特点。由于汇编语言掌控系统硬件的能力强于C语言，设计出来的程序更加贴近硬件特性，往往能将硬件效能发挥到极致。 代码精练，效率高。用汇编语言设计的程序，代码短、不容易产生冗余。 代码量小。 缺点： 可读性差。不利于复杂算法的开发和实现。 可移植性差。 容易产生流水线冲突。由于排除冲突需要靠人来辅助完成，这要求编程人员有较为丰富的开发经验和对硬件工作机制的深刻理解。 3.如何混合编程 (1)混合工程：在工程中可以同时包含C语言程序和汇编语言程序，无需更改编译选项。一般地，我们使用C程序为主，加入汇编语言程序模块。 (2)使用模块技术：在应用程序中划分出比较清晰的模块，不同模块可采用不同语言设计。 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。 FIR 滤波器滤波过程： 1 0()()()()()N m y n x n h n h m x n m -==*=?-∑，0n 3 如果输入信号长度为M ，滤波器系数长度为N ，线性卷积后输出数据长度为L=M+N-1。即为： 1 0()()()N k y n h k x n k -==-∑，0,1,2, ,n L = 2.3 DSP 程序优化 （1） 优化原理 DSP 的C6000系列CPU 中的8个功能单元可以并行操作，并且其中两个功能 单元为硬件乘法运算单元，大大地提高了乘法速度； DSP 采用了具有独立程序总线和数据总线的哈佛总线结构，仅片内程序总线宽 度就可达到256 位，即每周期可并行执行8 条32位指令； 片内两套数据总线的宽度分别为32 位； 除了多功能单元外，流水技术是提高DSP 程序执行效率的另一主要手段。 （2） 优化入门 通过选定C 编译器的选项来实现优化。在这个阶段可实现程序级优化，从而部 分消除多余代码； 针对C 源程序，进行优化。在运算中，循环经常占用大量的时钟周期, 对循环 的优化成为代码优化的重点； 对重点段直接线性汇编。 （3） 编译选项： mv6400：使所产生的代码能利用C64x 增加的硬件资源和指令集。此选项编译 器默认执行； on ：其中n 可以取值为0、1、2和3，编译器将根据n 的不同，执行不同等级 的优化； k ：生成编译器输出的.asm 汇编文件； mw ：生成详细的软件流水报告。使用-mw 后，系统会默认使用-k 选项，生成.asm 汇编文件并且在其中加入软件流水报告。数字信号处理期末复习题
dsp 实验报告
北邮信号与信息处理DSP实验三剖析