关键词 FIR滤波器；
非递归型；
单位脉冲响应；
线性相位特性；
设计指标 Abstract FIR filter is limited long of unit impulse response in structure filter, yes. It can be in range characteristics random design at the same time, ensure accurate strictly linear phase. In the actual application of very important, such as in data communication, image processing, speech signal processing, etc, are all too often requires a linear phase characteristic. And because the FIR filters Co., LTD, system of long do not exist the unstable phenomenon, we can always use causal stable system to realize the FIR filter. FIR the shortage of the main lies in its good perance is higher order number for the cost for the same, FIR filters, required the order number of high than IIR filter 2 5 times, the signal delay too large. Therefore, in the same perance that under the premise of as far as possible, to reduce the order number FIR digital filters is one of the goals of the design. The biggest drawback IIR digital filter is not easy to make linear phase, and modern images, sounds, and data communications to the requirements of the linear phase is common, far higher than the past simulation of communication. For this reason, make have linear phase FIR digital filters to get a development and the widespread application. Keywords FIR filter; The recursive type; Unit impulse response; Linear phase characteristic; Design index 目 录 摘 要I AbstractII 第一章 绪论1 1.1 本设计的研究意义1 1.2 基本原理1 1.3 技术指标2 第二章 低通有限冲激响应滤波器FIR的DSP实现4 2.1 程序设计4 2.2 窗函数法5 2.3 DSP实现7 第三章 总 结11 1.结果11 2.心得体会12 参考文献13 致 谢14 第一章 绪论 1.1 本设计的研究意义 一个实际的应用系统中,总存在各种干扰，所以在系统设计中,滤波器的好坏将直接影响系统的性能。使用DSP进行数字处理，可以对一个具有噪声和信号的混合信号源进行采样,再经过数字滤波,滤除噪声,就可以提取有用信号了。所以说，数字滤波器是DSP最基本的应用领域，熟悉基于DSP的数字滤波器能为DSP应用系统开发提供良好的基础。
IIR数字滤波器能保留一些典型模拟滤波器优良的幅度特性，但设计中只考虑了幅度特性，没考虑相位特性，所设计的滤波器相位特性一般是非线性的。为了得到线性相位特性，对IIR滤波器必须另外加相位校正网络，是滤波器设计变的复杂，成本也高。FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，很容易做到严格的线性相位特性。稳定和线性相位特性是FIR滤波器突出的优点。
1.2 基本原理 在信号处理中，滤波占有十分重要的地位。数字滤波是数字信号处理的基本方法。数字滤波与模拟滤波相比有很多优点，它除了可避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声等问题外，还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。低通 有限冲激响应滤波器低通FIR滤波器有其独特的优点，因为FIR系统只有零点，因此，系统总是稳定的，而且容易实现线性相位和允许实现多通道滤波器。
设hnn0，1，2，，N一1为滤波器的冲激响应，输入信号为 n，则滤波器就是要实现差分方程 1 对 1 式进行z变换，整理后可得FIR滤波器的传递函数为 2 由 2 式可以看出，FIR滤波器的一般结构如图1所示 xn h2 h1 h0 hN-1 hN-2 yn 图1-1 Z变换结构图 从上面的Z变换和结构图可以很容易得出FIR滤波器的差分方程表示形式，即对上式进行反Z变换得 上式为FIR数字滤波器的时域表示方法,其中xn是在时间n的滤波器的输入抽样值，根据上式即可对滤波器进行设计。
F I R滤波器的设计方法有窗函数设计法和频率采样设计法。窗函数设计法的基本思想是要选取某一适合的理想频率特性选择性滤波器，然后将它的脉冲响应截断以得到一个线性相 位和因果的F I R滤波器。由上面的公式和结构图可知，FIR滤波器算法实际上是一种乘法累加运算，它不断地从输入端读入样本值x（n），经延时（z-1），做乘法累加，再输出滤波结果y（n）。
1.3 技术指标 1、数字滤波器的频率参数 ①通带截频为通带与过渡带的边界点，在该点信号增益下降到规定的下限。②阻带截频为阻带与过渡带的边界点，在该点信号衰耗下降到规定的下限。③转折频率为信号功率衰减到1/2约3dB时的频率，在很多情况下，也常以fc作为通带或阻带截频。④当电路没有损耗时，固有频率就是其谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率。
2、增益与衰耗 滤波器在通带内的增益并非常数。①对低通滤波器通带增益，一般指ω0时的增益；
高通指ω→∞时的增益；
带通则指中心频率处的增益。②对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数。③通带增益变化量指通带内各点增益的最大变化量，如果通带增益变化量以dB为单位，则指增益dB值的变化量。
3、阻尼系数与品质因数 阻尼系数α是表征滤波器对角频率为ω0信号的阻尼作用，是滤波器中表示能量衰耗的一项指标，它是与传递函数的极点实部大小相关的一项系数。
4、灵敏度 滤波电路由许多元件构成，每个元件参数值的变化都会影响滤波器的性能。
5、群时延函数 在滤波器设计中，常用群时延函数评价信号经滤波后相位失真程度。
图1-2 幅频响应和想频响应特性曲线 对于幅频响应，它的含义是信号通过系统之后的输出信号的幅度与它输入时的信号的幅度的比值，一般以分贝值表示。对于相频响应，含义是信号通过系统之后的输出信号的相位与它输入时的信号的相位之差，在运用线性相频响应指标进行滤波器设计具有如下优点①只包含实数算法，不涉及复数运算；
②不存在延迟失真，只有固定数量的延迟；
③可以采用FFT算法，从而提高运行效率；
④由于FIR滤波器的单位脉冲响应是有限长序列，故FIR滤波器没有不稳定的问题,且误差较小。
第二章 低通有限冲激响应滤波器FIR的DSP实现 2.1 程序设计 1、设计思路 ⑴在DSP进行数字滤波运算前首先要进行初始化，只有正确设置了DSP的初始状态才能保证芯片能正常运行。本系统主要进行以下两方面的初始化 ①寄存器初始化状态寄存器ST0、状态寄存器ST1、处理器模式控制寄存器PMST、软件等待状态寄存器SWWSR、组交换控制寄存器BSCR和时钟模式寄存器等。
②中断矢量表初始化根据DSP芯片对各中断矢量的设置位置编写一个子程序；
设置PMST控制寄存器；
连接时将矢量表重定位到IPTR指定的地址。
⑵其次就是FIR 数字滤波的子程序设计，主要步骤如下 ①查询SPCR11寄存器的第二位，当为1时说明read ready，将DRR11的值读入AR3所指向的地址，该值为最新的采样值。
②将最新的采样值减去200h，然后AR3的值减1。
③执行MAC指令。
④将累加器的值送给变量Y，并将Y加上200h。
⑤查询SPCR20寄存器的第二位，当为1时说明writeready，将Y值赋给DXR10，该值为滤波器输出值。
⑥循环执行上面步骤。
2、 程序流程图 依据上述程序设计思路可以得到利用DSP实现FIR滤波器设计的程序流程图，如下 图 2-1 程序结构流程图 2.2 窗函数法 1. FIR滤波器 FIR滤波器的系统函数为 本设计利用窗函数法来设计FIR滤波器。由于理想的滤波器的单位取样响应是无限长的，且是非因果的，为了构造一个长度为N的线性相位滤波器，只有将单位取样响应截取一段，这里就用到了窗函数。窗函数设计法的基本原理是用有限长的单位脉冲响应序列hn逼近，为期望理想滤波器的单位脉冲响应序列。方法是用窗函数wn将截断，并进行加权处理，即 hn wn 用hn作为实际设计的FIR数字滤波器的单位脉冲响应序列，相应的频率响应函数为用窗函数设计的实际滤波器的频响函数。调整窗口长度N可以有效的控制过渡带的宽度，减少带内波动以及加大阻带的衰减只能从窗函数的形状上找解决方法。这里利用了哈明窗，它的旁瓣峰值幅度为-41/dB，过