论文题目: 基于嵌入式微处理器的FIR滤波器设计
论文类型: 硕士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 韩智
导师: 吴镇扬
关键词: 嵌入式系统,单片机,单片机,线性相位数字滤波器,滤波器设计
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 制定经济发展规划及进行某项具体项目决策时,会要求参考该区域诸如气象、水文、等方面的资料。而此类相关资料需要长年累月的收集,才有分析的价值,获得这些宝贵又浩繁的数据,需要投入大量的人力物力。建立无人值守、远距离控制、自动测量系统成为一种需要。在计算机及网络技术飞速发展的今天,建立一个分布式的,远距离控制,水文测量系统已成为可能。然而在水位测量中,测量信号中会混杂一些随机干扰信号,如过往船只、阵风等引起的波浪,在自动测量过程中要采用一定技术手段滤除这些随机干扰。在数字信号处理领域,FIR滤波器被广泛地应用于语音处理、图像处理、通信系统、测量系统等各个方面。单片机系统是工业自动化的核心应用系统之一,在信息采集、自动控制、智能化仪表等方面得到了广泛地应用。本文将数字信号处理技术与单片机系统结合起来,设计了一个基于单片机的滤波器系统,充分利用两者的优势,达到滤除水位测量过程中的随机干扰信号的目的。文中具体探讨了利用AVR系列单片机实现线性相位FIR滤波器的方法。主要完成了滤波算法、LED显示、UART串口通信、A/D转换、低功耗的设计,并在仿真器和硬件开发板上实现了低通滤波器功能,给出了软件与硬件仿真结果。实验证明,在单片机上实现数字滤波器是可行的,可以满足采样频率要求中等应用领域的要求。整个系统结构简单、成本低廉、系统可扩展性强。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 课题的意义
1.3 课题的目的与任务
第二章 数字滤波器设计基本原理
2.1 数字信号处理技术概述
2.2 数字滤波器基本工作原理
2.2.1 概述
2.2.2 数字滤波器的分类
2.2.3 FIR 滤波器与IIR 滤波器的比较
2.2.4 FIR 滤波器的结构
2.2.5 线性相位FIR 滤波器的特点
2.3 数字滤波器设计
2.3.1 概述
2.3.2 窗函数法原理
2.3.3 频率取样法原理
2.3.4 离散卷积
2.4 小结
第三章 AVR 单片机系统
3.1 单片机概述
3.1.1 单片机的发展概况
3.1.2 单片机的选型
3.1.3 AVR 系列单片机
3.1.4 AVR 单片机的应用
3.2 AVR 单片机AT90S8535 的总体结构
3.2.1 AT90S8535 的性能
3.2.2 AT90S8535 外部引脚功能
3.2.3 AT90S8535 的中央处理器
3.2.4 AT90S8535 的存储器结构
3.2.5 AT90S8535 的指令系统
3.2.6 AT90S8535 的中断系统
3.3 AVR 单片机的仿真开发工具
3.3.1 实时在线仿真器ICE-200
3.3.2 JTAG ICE 仿真器
3.3.3 开发下载实验器SL—AVRAD
3.3.4 AVR 的集成开发环境
3.4 小结
第四章 单片机系统FIR 滤波器实现与分析
4.1 概述
4.1.1 单片机系统数字滤波器设计方法
4.1.2 FIR 滤波器的仿真实验
4.2 AVR 单片机FIR 滤波器总体设计
4.2.1 单片机FIR 滤波器硬件系统总体设计
4.2.2 单片机系统算法设计
4.2.3 低功耗设计
4.3 单片机的串口通信
4.3.1 串口工作方式
4.3.2 AVR 单片机的串口通信
4.3.3 串行通信协议
4.3.4 异步串行口UART 电路设计
4.4 RS-232C 通信
4.4.1 RS-232C 标准
4.4.2 RS-232C 中的引脚定义
4.4.3 RS-232C 电气特性
4.4.4 RS-232C 接口电平转换
4.5 A/D 转换
4.5.1 预分频器
4.5.2 ADC 有关的I/O 寄存器
4.5.3 ADC 噪声消除
4.5.4 ADC 硬件电路
4.6 显示与键盘电路
4.6.1 显示电路
4.6.2 键盘电路
4.7 主程序设计
4.7.1 主程序设计
4.7.2 滤波子程序设计
4.7.3 数据传输与保存
4.8 实验结果分析
4.8.1 抽样频率选择策略分析
4.8.2 数据截短对滤波器影响的分析
4.8.3 过渡带宽度对滤波器参数影响的分析
4.8.4 A/D 转换速率对滤波器设计影响的分析
4.9 小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
作者硕士期间完成的论文
附录一：主程序
附录二：A/D 转换核心程序
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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