关于arm:嵌入式ARM设计编程五-实现信号的FIR滤波操作

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一、试验目标

通过试验理解嵌入式汇编语言程序结构,实现文件读写操作,实现对信号的滤波解决。

二、试验环境

1、硬件:PC 机

1、软件:ADS1.2 集成开发环境

三、试验要求

(1)自行设计一个 FIR 的低通滤波器(7 阶以上),能够采纳 Matlab 等其余工具软件设计,也能够间接给定滤波器系数。

(2)生成一个 1000 点的信号,能够采纳 Matlab 等其余工具软件生成,也能够录制一个声音文件,也能够生成一个正弦波信号。

(3)对该信号增加高斯白噪声噪声。

(4)依照试验要求编写汇编语言源程序。

(5)对汇编源程序进行编译、汇编。

(6)对程序进行调试。

(7)察看程序运行后果,给出信号原始波形和信号滤波当前的波形,阐明滤波的成果。

四、试验代码

程序代码如下:

其中滤波器的设计,信号的生成以及波形及频谱图的生成均借用 Matlab 实现

#include <math.h>
#include <stdlib.h>
 
#define Length 1024
#define pi 3.1415926
int fs=4096;    // 采样频率
int f1=100;        // 信号频率
int f2=200;        // 噪声频率
#define w1 2*pi*f1/fs    // 信号角频率
#define w2 2*pi*f2/fs    // 噪声角频率
 
int i;
long input[Length];        //
long output[Length];
int min(int a, int b);
const int BL = 347;
const int B[347] = {
       -2,      0,      0,      0,      0,      1,      1,      2,      3,
        4,      5,      6,      8,     10,     12,     15,     18,     21,
       24,     27,     31,     34,     38,     42,     46,     49,     53,
       56,     60,     62,     65,     67,     68,     69,     69,     69,
       67,     65,     62,     59,     54,     49,     44,     37,     30,
       23,     15,      7,     -1,     -9,    -17,    -24,    -32,    -38,
      -44,    -49,    -53,    -56,    -58,    -58,    -57,    -55,    -52,
      -48,    -42,    -35,    -28,    -19,    -10,      0,     10,     20,
       30,     39,     48,     57,     64,     70,     74,     77,     78,
       78,     75,     71,     65,     58,     49,     38,     26,     13,
       -1,    -15,    -30,    -44,    -58,    -71,    -83,    -94,   -102,
     -109,   -113,   -115,   -115,   -111,   -105,    -96,    -84,    -70,
      -54,    -36,    -16,      5,     27,     49,     71,     93,    113,
      131,    147,    161,    171,    178,    181,    180,    174,    164,
      150,    131,    109,     82,     52,     19,    -16,    -53,    -91,
     -128,   -166,   -201,   -234,   -263,   -289,   -309,   -323,   -330,
     -330,   -322,   -305,   -280,   -246,   -203,   -151,    -90,    -21,
       55,    139,    228,    323,    422,    524,    629,    733,    837,
      939,   1037,   1131,   1218,   1299,   1371,   1433,   1486,   1528,
     1558,   1576,   1582,   1576,   1558,   1528,   1486,   1433,   1371,
     1299,   1218,   1131,   1037,    939,    837,    733,    629,    524,
      422,    323,    228,    139,     55,    -21,    -90,   -151,   -203,
     -246,   -280,   -305,   -322,   -330,   -330,   -323,   -309,   -289,
     -263,   -234,   -201,   -166,   -128,    -91,    -53,    -16,     19,
       52,     82,    109,    131,    150,    164,    174,    180,    181,
      178,    171,    161,    147,    131,    113,     93,     71,     49,
       27,      5,    -16,    -36,    -54,    -70,    -84,    -96,   -105,
     -111,   -115,   -115,   -113,   -109,   -102,    -94,    -83,    -71,
      -58,    -44,    -30,    -15,     -1,     13,     26,     38,     49,
       58,     65,     71,     75,     78,     78,     77,     74,     70,
       64,     57,     48,     39,     30,     20,     10,      0,    -10,
      -19,    -28,    -35,    -42,    -48,    -52,    -55,    -57,    -58,
      -58,    -56,    -53,    -49,    -44,    -38,    -32,    -24,    -17,
       -9,     -1,      7,     15,     23,     30,     37,     44,     49,
       54,     59,     62,     65,     67,     69,     69,     69,     68,
       67,     65,     62,     60,     56,     53,     49,     46,     42,
       38,     34,     31,     27,     24,     21,     18,     15,     12,
       10,      8,      6,      5,      4,      3,      2,      1,      1,
        0,      0,      0,      0,     -2
};

int min(int a, int b)
{return a < b? a : b;}
 
int main() {
    int L,n;
    FILE *fp,*fp1;
    for(i=0;i<Length;i++){input[i]=1024*sin(w1*i)+1024*sin(w2*i);    // 待滤波信号,乘以 1024 转换为 Q10 格局(sin 范畴为 -1~1,将其转换为整数格局)}
    /*for(n=0;n<Length+BL;n++)                // 卷积计算
    {output[n] = 0;
        for(m=0;(m<BL)&&(m<n);m++)
            output[n]+=B[m]*input[n-m];
    }*/
    for(n = 0; n < Length; n++)
    {output[n] = 0;
        for(L = 0; L < min( n, BL); L++)
        {output[n] += (B[L]*input[n-L]);
        }
    }
    fp1 = fopen("./input.txt","w");
    if(fp1==NULL)
    {printf("error\n");
        exit(0);
    }
    for(i=0;i<Length;i++)
    {fprintf(fp1,"%d\n",input[i]);
    }
    fclose(fp1);
    fp = fopen("./numbers.txt","w");
    if(fp==NULL)
    {printf("error\n");
        exit(0);
    }
    for(i=0;i<Length;i++)
    {fprintf(fp,"%d\n",output[i]);
    }
    fclose(fp);
    printf("Finish!");
    return 0;

输出信号波形图如下:

输出信号频谱图如下:

输入信号波形图如下:

输入信号频谱图如下:


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正文完
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