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1、萬方數(shù)據(jù)電子測量技術(shù)ELECTRoNICMEASI爪EMENTTECHNOI．0GY第31卷第3期2008年3月基于MSP430的WDF設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)賀衛(wèi)東1段哲民1南新陽2(1．西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院西安710072；2．中國科學(xué)院國家授時中心西安710600)摘要：DTMF信號被廣泛的應(yīng)用在交互式控制中，如語言菜單、語言郵件、電話銀行和ATM終端等。對于DTMF信號的產(chǎn)生、識別，普通的設(shè)計(jì)方案一般都采用專用的數(shù)字編解碼芯片，成本高，體積大。本文論述在FLASH型超低功耗16位單片機(jī)MSP430中實(shí)現(xiàn)一類FIR濾波器WDF(wavedigitalfilters)，
2、借助WDF濾波器良好的動態(tài)特性，使得MSP430的用戶可以良好的解決DTMF編解碼一類的應(yīng)用問題。關(guān)鍵詞：唧，MSP430；數(shù)字濾波中圖分類號：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AWDFforTI’SsensorprocessorMSP430HeWeidongaDuanZheminlNanXinyangz(1．ElectronicInformationInstitute，Northw笛temPolytechnicalUniversity，Xi’an710072I2．NationalTimeServiceCenter，ChineseAcademyofScience，Xi’an710
3、600)Ah渤耐：TheMSP430isanultra-low-power16_bitRISCmixed-signalprocessorfromTLitcanprovidetheultimatesolutionforbattery-poweredmeasurementapplications．ErrMFiswidelyt18edincommunication。remote-controlforitswell-doneproperties，anditisalsobeenusedinmutual-contr01suchastele-bankandATMterminal
4、stheseyears．Inthispaper，aFⅡtfilter_硎DF(wavedigitalfilters)isimplemented，whichenableMSP430userstosolvespecialmeasurementproblemslikeDTMFproblemsbymeansofrobustdigiitalfilteralgorithms．Keywonis：WDF；MSP430}digitalfilteringo引言主簍器囂攔黼群撼囂羹IIR濾波器和FIR比起來需要較少的乘法器，故被有的諸多優(yōu)點(diǎn)，從而較好的解決在實(shí)時單片機(jī)系統(tǒng)中的穩(wěn)定的實(shí)時
5、系統(tǒng)所采用，但是由于它們的遞歸特性，特別是在濾波問題。有限長寄存器效應(yīng)的場合下可能出現(xiàn)穩(wěn)定性的問題。本1基本原理圖1平均濾波的FIR濾波器如圖1所示的7階FIR濾波器，其8個系數(shù)都為1，這個濾波器也可以理解為連續(xù)平均的處理過程：Y=O．125x(T1+疋+L+T‘+T5+L+己+T8)，這個濾波器的阻帶特性很差，然而如果采樣頻率選擇的合適，阻帶凹槽出現(xiàn)在噪音頻率上，這時這樣的濾波器對特定的噪音的過濾作用將非常明顯。所以在實(shí)際應(yīng)用中需要給該濾波器中8個乘法器分別賦予不同的系數(shù)以使得阻帶特性大于20dB，當(dāng)然這些乘法運(yùn)算將消耗額外的CPU的時間。·159·萬方數(shù)據(jù)第3
6、1卷電子測量技術(shù)DTMF信號是將撥號盤上的0到9，A到D及*／E、#／F共16個字符，用音頻范圍的8個頻率來表示的一種編碼方式。8個頻率分為高頻群和低頻群2組，分別作為列頻和行頻。每個字符的信號由來自列頻和行頻的2個頻率的正弦信號疊加而成。頻率組合方式如表1所示。裹1I)TMF的高頻組和低頻組根據(jù)CCITT建議，DTMF信號的技術(shù)指標(biāo)是：傳送／接收率為每秒10個號碼，或每個號碼100ms。每個號碼傳送過程中，信號存在時間至少45ms，且不多于55m8，100ms的其余時間是靜音。在每個頻率點(diǎn)上允許有不超過士1．5％的頻率誤差。任何超過給定頻率士3．5％的信號，均被
7、認(rèn)為是無效的，拒絕承認(rèn)接收。另外，在最壞的檢測條件下，信噪比不得低于15dB。3WDF的可行性數(shù)字濾波器的運(yùn)算程序常常需要大量的乘法，為了減小溢出和歸零的發(fā)生，字就必需足夠的寬，在這種情況下DSP就最合適了。但如果是采用MSP430，則用WDF作為數(shù)字濾波器就可以了。WDF來自模擬LC電路和微波濾波器，結(jié)果這些模擬濾波器的特性就在數(shù)字濾波器上體現(xiàn)出來。WDF有對系數(shù)的變化很不敏感的特性，這一點(diǎn)對于本課題的應(yīng)用非常的關(guān)鍵。因?yàn)槿鄙俪朔ㄆ?，所有的乘法都要通過相加和移位來實(shí)現(xiàn)，所以縮短和優(yōu)化系數(shù)將可以節(jié)約運(yùn)算時間。而且這一簡化肯定不會影響濾波器頻率特性和穩(wěn)定性。由于簡化
8、系數(shù)的運(yùn)用
