陈军
学院计算机与通信工程专业通信工程
班级通信1303班学号19
学生姓名陈军指导教师黄红兵
课程成绩
完成日期2016年3月4日
课程设计成绩评定
学院计算机与通信工程专业通信工程
班级通信1303班学号19
学生姓名陈军指导教师黄红兵
完成日期2016 年3月 4 日
指导教师对学生在课程设计中的评价
评分项目优良中及格不及格课程设计中的创造性成果
学生掌握课程内容的程度
课程设计完成情况
课程设计动手能力
文字表达
学习态度
规范要求
课程设计论文的质量
指导教师对课程设计的评定意见
综合成绩指导教师签字 2016 年 3 月 6 日
课程设计任务书
计算机与通信工程院通信工程专业
课程名称数字信号处理课程设计时间2015～2016学年第二学期1～2周学生姓名陈军指导老师黄红兵
题目音乐信号滤波去噪——使用汉宁窗设计的FIR滤波器
主要内容：
用麦克风采集一段音乐信号，绘制波形并观察其频谱，给定相应技术指标，用汉宁窗设计一个满足指标的FIR滤波器，对该音乐信号进行滤波去噪处理，比较滤波前后的波形和频谱并进行分析，绘制出级联型实现结构，根据结果和学过的理论得出合理的结论。
要求：
（1）滤波器指标必须符合工程实际。
（2）设计完后应检查其频率响应曲线是否满足指标。
（3）处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论。
（4）独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。
应当提交的文件：
（1）课程设计学年论文。
（2）课程设计附件（主要是源程序）。
音乐信号滤波去噪
—使用汉宁窗设计FIR滤波器
学生姓名：陈军指导教师：黄红兵
摘要本课程设计是对一段加入噪声的音乐信号，用汉宁窗设计出的FIR滤波器进行滤波去噪，分析其前后时域和频域波形。课程设计平台为MATLAB7.0。设计步骤为：首先采集一段音乐信号并观察其频谱，然后设计一个汉宁窗FIR滤波器，最后对该信号进行滤波。信号在进行滤波处理后，观察并记录滤波前后波形和频谱的变化，能够听到滤波后的音乐信号和滤波前相比明显的变得清晰，基本达到了设计目的。最后用visio 软件绘制出级联型实现结构，根据结果和学过的理论得出合理的结论。
关键词课程设计；滤波去噪；FIR滤波器；汉宁窗；MATLAB7.0
1 引言
数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科[1]。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。目前常用的滤波器设计方法普遍采用Matlab仿真，DSP实现。本课程设计的音乐信号的处理与滤波的设计主要是用Matlab 作为工具平台，设计中涉及到音乐的读取，音乐信号的抽样、频谱分析，滤波器的设计及音乐信号的滤波，通过数字信号处理课程的理论知识的综合运用。从实践上初步实现对数字信号的处理。
1.1课程设计的目的
设计一个FIR滤波器，可以有多种方法，窗函数法是设计FIR数字滤波器的最简单也是工程上常用的方法。它在设计FIR数字滤波器中有很重要的作用，正确地选择窗函数可以提高设计数字滤波器的性能，或者在满足设计要求的情况下，减小FIR数字滤波器的阶次。常用的窗函数有以下几种：矩形窗(Rectangular window)、三角窗(Triangular
window)、汉宁窗(Hanning window)、汉明窗(Hamming window)、布拉克曼窗(Blackma n window)、切比雪夫窗(Chebyshev window)、巴特里特窗(Bartlett window)及凯塞窗(K aiser window)[2]。
在本次课程设计的目的是如何设计一个汉宁窗FIR滤波器，从而达到对音乐信号滤波的效果。
1.2课程设计的要求
（1）滤波器指标必须符合工程实际。
（2）设计完后应检查其频率响应曲线是否满足指标。
（3）处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论。
（4）独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。
1.3课程设计的平台
课程设计的主要设计平台是MATLAB 7.0。MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称[5]，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MathWork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
2 设计原理
2.1 FIR 滤波器
数字滤波是将输入的信号序列[3]，按规定的算法进行处理，从而得到所期望的输出序列。一个线性位移不变系统的输出序列y(n)和输入x(n)之间的关系，应满足常系数线性差分方程，见公式2-1如下：
()()()∑∑=-=---=M
i i N i i i n y a i n x b n y 110 0≥n (2-1)
其中，x(n)为输入序列，y(n)为输出序列，k k b a 和为滤波器系数，N 是滤波器的阶数。若上式中所有的k b 均为零，则有FIR 滤波器的差分方程为：
∑-=-=1
0)()(N k k k n x a n y (2-2)
对上式进行Z 变换得到FIR 滤波器的传递函数为：
()()()∑-=-==1
N i k k z b z X z Y z H (2-3) 由上式可以看出，H(z)是1-Z 的N-1次多项式，它在z 平面内有N-1个零点，同时在原点处有N-1个重极点。N
阶滤波器通常采用N 个延迟单元、N 个加法器与N+1个乘法器，取图2-1 中(a)、(b)两种结构。
图2-1 FIR 滤波器的一般结构
因为FIR 滤波器的单位抽样响应是有限长的，所以它永远是稳定的。另外，若对 h(n)提出一些约束条件，那么可以很容易地使 H(z)具有线性相位，这在信号处理的很多领域是非常重要的。FIR 滤波器的设计任务，是要决定一个转移函数H(z)，使它的频率响应满足给定的要求。这里所说的要求，除了通带频率
p ω、阻带频率及两个带上的最大和最小衰减
p ?和s ?外，很重要的一条是保证H(z)具有线性相位。
2.2 窗口设计方法
窗口函数法也称为傅立叶级数法[4]。理想的数字滤波器频率特性)(jw e H 是无法实现的， FIR 的设计就是要寻找一个可以得到的频率特性)(jw
e H =∑-=-1
0)(N n jwn e n h 来逼近)(jw e H ，这相当于用一个可实现的单位脉冲响应 h(n)去逼近一个理想单位脉冲响应)(n h d .)(n h d 可由理想频率特性)(jw d e H 通过傅氏反变换得到，
ωπππd e e H n h jw jw d d ?-=)(21)( (2-4)
一般来说，这样得到的理想单位脉冲响应序列)(n h d 是个无限长序列，因而是非因果的。设有一个截止频率为c ω的理想线性相位低通，延时为τ，其频率特性是：
()???≤≤≤≤=π
?ωω?c c j w a jw d e e
H 00 (2-5) 得到： )(n h d ＝[])
()(sin τπτω--n n c ∞<<∞-n (2-6) 这是一个以ｎ＝τ为中心偶对称的无限长非因果序列，要想用一个有限长的因果序列去逼近它，最简单的方法是截取ｎ从0到N-1的一段来表示它，即 h(n)= )(n h d )10(-≤≤N n ；其他N ：h(n)=0。
同时，为了保证线性相位，还要满足偶对称h(n)=h(N-1-n)。这就好像通过一个窗口观看到的一段)(n h d ，因此h(n)就表示成)(n h d 和一个窗口函数的乘积，这样对h(n)的求解就变为h(n)＝)(n h d *n W ，这里的n W 就称为窗口函数, 既然一个频域上的标准的矩形窗口对应于时域是一个无限长的序列, 那么在时域上截取一段势必造成频域的矩形窗口的失真。结果就是截取出的信号也相应失真，为了补偿这种失真，只有改变原来窗口的形状，修正经过时域截取后的窗口失真。
窗函数设计方法的基本步骤是：
(1) 把()
jw d e H 作傅里叶逆变换，得)(n h d ；
(2) 对)(n h d 自然截短到所需的长度，如2M+1；
(3) 将截短后的)(n h d 右移M 个采样间隔，得h(n)；
(4) 将h(n)乘以合适的窗口，即得所要滤波器的冲击响应，窗函数以n=M 对称。利用所求得的单位抽样响应，即可用硬件构成滤波器的转移函数H(z)，也可利用h(n)在计算机上用软件来实现滤波。
数据窗在FIR 滤波器的窗函数设计中起着重要的作用，它的性能的好坏直接影响着滤波器的过渡带宽度和衰减的大小。对窗函数总的要求，是希望它的频谱中的主瓣尽量窄，边瓣幅度尽量得小，也即它频域的能量主要集中在主瓣内。此外，窗函数还应该满足下列要求以便可以定量地比较各函数的性能。w(n)应是非负的实偶函数，为了使滤波器获得较大的主旁瓣能量比，从对称中心开始w(n)应是非递增的；为了保证滤波器的通带增益为1，应有：
()()
1210==?-ωπωππωd e W j (2-7) 为了保证滤波器的相位特性不因加窗而改变，一般要求()
ωj e W 是恒正的；这里给出如下三个频域指标作为窗函数性能的性能参数： (1) 3dB 带宽B ，它是主瓣归一化幅度(()
()
1log 2010W e W j ω
)下降到-3dB 时的带宽。当数据长度为N 时，最大可能的频率分辨率是N πω2=?，则B 的单位可以是ω?；
(2) 最大旁瓣峰值A(dB)。A 越小，由旁瓣引起的振荡幅度越小；
(3) 旁瓣峰值渐进衰减速度D(dB/oct)。
2.3 汉宁窗
汉宁窗（Hanning Window ）又称升余弦窗，汉宁窗可以看作是3个矩形时间窗的频谱之和，或者说是3个()t sin 型函数之和，而括号中的两项相对于第一个谱窗向左、右各移动了π/T ，从而使旁瓣互相抵消，消去高频干扰和漏能。可以看，汉宁窗主瓣加宽并降低，旁瓣则显著减小，从减小泄漏观点出发，汉宁窗优于矩形窗．但汉宁窗主瓣加宽，相当于分析带宽加宽，频率分辨力下降。
()()?????
???? ??-=????????? ??--=12cos 5.012cos 15.0N n n R n n n w N hn ππ （2-8） 根据傅里叶变换的线性性质和调制定理得到
()()[]()()()()2/12
/1225.01225.05.0----?????
???? ??-+??? ??-++===N j Rg Rg Rg N j hng hn j e N W N W W e W n w FT e W ωωωπωπωωω （2-9） 当1>>N 时，N N ≈-1，则
()()??? ?
?--+??? ??++=1225.0225.05.0N W N W W W Rg Rg Rg hng πωπωωω （2-10）
()ωhng W 为汉宁窗的幅度响应函数[1]。
3设计步骤
3.1流程
采集音乐信号后对原始音乐信号进行加噪声，然后设计出合适的滤波器，最后用设计好的滤波器对音乐信号进行滤波去噪，观察并记录结果。设计流程如图3-1所示。
图3-1 设计流程图 在Windows 下截取一段音乐并将格式改为.wav
加入单频噪声
对音乐信号进行频谱分析，画出时域和频域波形图
用汉宁窗设计FIR 滤波器
进行滤波
画出滤波前后波形和频谱并且进行比较
在visio 软件上绘制出级联型实现结构
开始
结束
3.2 录制音乐信号
用麦克风录制一段格式.wav的音乐信号，时间为5s左右。音乐信号属性如图3-2所示。
图3-2 音乐信号属性
在Matlab软件平台下，利用函数wavread对录入音乐信号进行采样，记住采样频率和采样点数，并试听。
[x,fs,bits]=wavread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\319陈军.wav');%输入参数为文件的全路径和文件名
sound(x,fs,bits);%按指定的采样率和每样本编码位数回放
采集完成后，在音乐信号中加入一个单频噪声（频率为1900，振幅为1的正弦信号），试听加噪信号，明显听出有尖锐啸叫声。
N=length(x); %计算信号x的长度
fn=1900; %单频噪声频率
t=0:1/fs:(N-1)/fs;%计算时间范围，样本数除以采样频率
y=x'+sin(fn*2*pi*t);%加入一个单频噪声
sound(y,fs,bits);%可以明显听出有尖锐的单频啸叫声
分别对原始信号和加噪信号进行傅里叶（FFT）变换，对比分析两种信号在时域、频谱的幅度，幅度谱如图3-3所示。
图3-3 原始、加噪信号时域图和频谱图
根据上图分析，由原始音乐信号加入单频噪声后得到的加噪信号，在时域上，振幅比原始信号稍大；在频域上，在频率为1900处幅度谱多出一条高频冲击，可知加入噪声信号成功。
实现程序如下：
X=abs(fft(x));Y=abs(fft(y));%对原始信号和加噪信号进行fft变换
X=X(1:N/2);Y=Y(1:N/2); %截取前半部分
deltaf=fs/N;%计算频谱的谱线间隔
f=0:deltaf:fs/2-deltaf;%计算频谱频率范围
3.3 滤波器设计
根据加入噪声信号的频率，选择合适的滤波器。本次课程设计选用带阻滤波器，它的各项性能指标为：
下阻带边缘：fpd=1300;fsd=1800;
上阻带边缘fsu=2000;fpu=2500;
通带波纹及最小衰减：Rp=1;As=37。
根据上述指标，使用汉宁窗设计FIR滤波器。Matlab实现程序如下：
fpd=1300;fsd=1800;fsu=2000;fpu=2500;%FIR滤波器的上下截止频率
Rp=1;As=37;%带阻滤波器设计指标
fcd=(fpd+fsd)/2;fcu=(fpu+fsu)/2;df=min((fsd-fpd),(fpu-fsu));%计算上下边带中心频率，和频率间隔
wcd=fcd/fs*2*pi;wcu=fcu/fs*2*pi;dw=df/fs*2*pi;%将Hz为单位的模拟频率换算为rad为单位的数字频率
wsd=fsd/fs*2*pi;wsu=fsu/fs*2*pi;
M=ceil(6.2*pi/dw)+1;%计算汉宁窗设计该滤波器时需要的阶数
n=0:M-1;%定义时间范围
w_han=hanning(M);%产生M阶的汉宁窗
hd_bs=ideal_lp(wcd,M)+ideal_lp(pi,M)-ideal_lp(wcu,M); % 调用自编函数计算理想带阻滤波器的脉冲响应，函数ideal_lp见附录2
h_bs=w_han'.*hd_bs;%用窗口法计算实际滤波器脉冲响应
[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h_bs,1);%调用自编函数计算滤波器的频率特性，函数freqz_m见附录2
设计好滤波器后，画出其幅度响应、相位响应以及脉冲响应，如图3-4所示。
图3-4滤波器幅度和相位响应图
3.4 信号滤波处理
设计好滤波器后，我们将要对音乐信号进行滤波去噪。将原始信号与滤波器特征方程相乘，得到滤波后信号。
分别绘制原始信号x，加噪信号y，滤波去噪信号y_fil的时域波形和频谱，以便比较和分析。Matlab实现程序如下：
y_fil=filter(h_bs,1,y); % 用设计好的滤波器对y进行滤波
Y_fil=abs(fft(y_fil));Y_fil=Y_fil(1:N/2); % 计算频谱取前一半
绘制得原始信号x，加噪信号y，滤波去噪信号Y的时域波形和频谱图如图3-5所示。
图3-5 滤波前和滤波后音乐信号的波形及频谱的对比
得出滤波前和滤波后音乐信号的波形及频谱图后，画一个纵坐标为对数坐标的去噪前后的幅度频谱图对比图，便于比较滤波效果。Matlab实现程序如下：
Y1=20*log10(Y); % 画一个纵坐标为对数坐标的去噪前的幅度频谱图
Y2=20*log10(Y_fil); % 画一个纵坐标为对数坐标的去噪后的幅度频谱图
以纵坐标为对数坐标的去噪前后的幅度频谱图对比图如图3-6所示
图3-6 以纵坐标为对数坐标的去噪前后的幅度频谱图对比图
3.5结果分析
通过观察图3-5，滤波后的音乐信号发生了衰减，说明滤波器起到了滤波作用，同时通过幅频对比，可以看出滤波器滤掉了一部分频率范围内的信号。观察图3-6，明显发现频率范围内滤波后音乐信号噪声减弱。
语音信号经过FIR滤波器的滤除噪声的处理，在Matlab中，函数sound可以对声音进行回放。
sound(y_fil,fs,bits); % 按指定的采样率和每样本编码位数回放
分别听原始音乐和滤波后的音乐信号，发现滤波后的音乐信号噪声减小了，同时原始信号强度稍有减弱，基本达到了滤波的效果。
3.6滤波器结构设计
调用函数[C,B,A]=dir2cas(h,1)计算相应结构的滤波器系数。Matlab实现程序如下：[C,B,A]=dir2cas(h_bs,1) %将FIR滤波器的直接型转级联型
得到的相应结构的滤波器系数如图3-7所示
绘制的级联型滤波器结构图如图3-8所示
图3-8 级联型滤波器结构图
4出现的问题及解决方法
4.1出现的问题
（1）原始信号和加噪声后的波形和频谱图显示不出来；
（2）自编函数调用不到；
（3）绘制出滤波后的波形，发现FIR滤波器没有滤掉单频噪声。
4.2 解决方法
（1）重新设置噪声信号的幅度，取到合适的幅度大小即可；
（2）把自编函数和源程序放在同一个文件夹里即可调用；
（3）单频噪声的频率改动后，FIR滤波器的频率没有改动。所以单频噪声的频率也应该自己先定义，FIR滤波器的截止频率应该以单频噪声的频率为中心，这样重新运行后，结果正确
5结束语
本次课程设计中，我们对上学期的专业课《数字信号处理》进行了复习，熟悉了Matlab 软件操作环境以及应用方法，然后通过Matlab软件处理音乐信号，让我们更清楚的认识到数字信号的含义我所做的课程设计主要是是对一段音乐信号，加入单频噪声后，用汉宁窗函数法设计出的FIR滤波器对加入噪声后的语音信号进行滤波去噪处理，并且分析对比前后时域和频域波形的程序设计。虽说是比较的简单，但是也会出现一些错误，分析并总结这些错误主要是语句上的一些用法出现错误，以及没有及时地掌握老师所提醒的部分。
课程设计是我们运用所学知识，动手实践的一个很好的机会。它既可以帮助我们加深对所学知识的理解，又能提高我们运用知识，联系实际，动手实践的能力。而且在设计过程中可能用到我们没学过的知识，需要我们去查阅资料获取相关信息，这又提高了我们查找信息和学习新知识的能力。在实物的调试与检测过程中，又会遇到许多意想不到的问题，需要我们去分析原因和解决问题。
在这次课程设计中，胡双红、黄红兵等老师给了我们很大的帮助和启发，随时随地为我们答疑，引导我们思考，而不是一味的接受。在这里向给我们以指导的老师和热心帮助我们的同学表示衷心的敬意和感谢！
参考文献
[1] 程佩青．数字信号处理教程［M］．北京：清华大学出版社，2002
[2] 维纳·K·恩格尔，约翰·G·普罗克斯.数字信号处理[M].西安：西安交通大学出版社，2002.6
[3] 陈金鹰.DSP技术及应用[M]. 北京：机械工业出版社.2004.6
[4] 孙宗瀛. DSP原理设计与应用[M]. 北京：清华大学出版社，2002
[5]薛年喜主编.MATLAB在数字信号处理中的应用［M］．北京：清华大学出版社
附录1：语音信号滤波去噪设计源程序清单
% 程序名称：voicenoisefilter.m
% 程序功能：采用基于汉宁窗的窗口设计法，设计FIR滤波器对含噪语音进行滤波去噪处理。
% 程序作者：陈军
% 最后修改日期：2016-3-1
[x,fs,bits]=wavread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\319陈军.wav');%输入参数为文件的全路径和文件名
sound(x,fs,bits);%按指定的采样率和每样本编码位数回放
N=length(x);%计算信号x的长度
fn=1900;%单频噪声频率
t=0:1/fs:(N-1)/fs;%计算时间范围，样本数除以采样频率
y=x'+sin(fn*2*pi*t);%加入一个单频噪声
sound(y,fs,bits);%可以明显听出有尖锐的单频啸叫声
X=abs(fft(x)); Y=abs(fft(y));%对原始信号和加噪信号进行fft变换
X=X(1:N/2); Y=Y(1:N/2);%截取前半部分
deltaf=fs/ N;%计算频谱的谱线间隔
f=0:deltaf:fs/2-deltaf;%计算频谱频率范围
figure(1)
subplot(2,2,1);plot(t,x);axis([0 6 -1 1])
xlabel('时间（单位：s）');ylabel('幅度');title('原始音乐信号');
subplot(2,2,2);plot(f,X);axis([0 4000 0 1000]);
xlabel('频率（单位：Hz）');ylabel('幅度谱');title('原始音乐信号幅度谱图'); subplot(2,2,3);plot(t,y);axis([0 6 -2 2])
xlabel('时间（单位：s）');ylabel('幅度');title('加入单频噪声音乐信号'); subplot(2,2,4);plot(f,Y);axis([0 4000 0 1000])
xlabel('频率（单位：Hz）');ylabel('幅度谱');title('加入单频噪声信号幅度谱图');
fpd=1300;fsd=1800;fsu=2000;fpu=2500; % FIR滤波器的上下截止频率
Rp=1;As=37;% 带阻滤波器设计指标
fcd=(fpd+fsd)/2;fcu=(fpu+fsu)/2;df=min((fsd-fpd),(fpu-fsu)); % 计算上下
边带中心频率，和频率间隔
wcd=fcd/fs*2*pi;wcu=fcu/fs*2*pi;dw=df/fs*2*pi; % 将Hz为单位的模拟频率换算为rad为单位的数字频率
wsd=fsd/fs*2*pi;wsu=fsu/fs*2*pi;M=ceil(6.2*pi/dw)+1; % 计算汉宁窗设计该滤波器时需要的阶数
n=0:M-1; %定义时间范围
w_ham=hanning(M);%产生M阶的汉宁窗
hd_bs=ideal_lp(wcd,M)+ideal_lp(pi,M)-ideal_lp(wcu,M);% 调用自编函数计算理想带阻滤波器的脉冲响应
h_bs=w_ham'.*hd_bs; %用窗口法计算实际滤波器脉冲响应
[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h_bs,1); % 调用自编函数计算滤波器的频率特性
y_fil=filter(h_bs,1,y);%用设计好的滤波器对y进行滤波
figure(2)
subplot(2,2,1);plot(w/pi,db);axis([0.2 0.8 -60 1]);grid on
xlabel('w/pi');ylabel('db');title('滤波器幅度响应图');
line([0,0.8],[-As,-As],'color','r','linestyle','--','LineWidth',2);
line([0,0.8],[-Rp,-Rp],'color','r','linestyle','--','LineWidth',2);
line([wsd/pi,wsd/pi],[-60,10],'color','r','linestyle','--','LineWidth',2); line([wsu/pi,wsu/pi],[-60,10],'color','r','linestyle','--','LineWidth',2); subplot(2,2,2);plot(w/pi,mag);axis([0.2 0.8 0 1.15]);grid on
xlabel('w/pi');ylabel('幅度mag');title('滤波器幅度响应图')
subplot(2,2,3);plot(w/pi,pha);axis([0 1 -3 3]);grid on
xlabel('w/pi');ylabel('相位pha');title('滤波器相位响应图');
subplot(2,2,4);plot(n,h_bs);grid on
xlabel('n');ylabel('h_bs(n)');title('滤波器脉冲响应图')
Y_fil=fft(y_fil);Y_fil=Y_fil(1:N/2);% 计算频谱取前一半
Y1=20*log10(Y);
Y2=20*log10(Y_fil);
figure(3)
subplot(3,2,1);plot(t,x);axis([0 5 -2 2])
xlabel('时间（单位：s）');ylabel('幅度');title('原始音乐信号x');
河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：学号: 专业班级: 电子信息科学与工程 课程名称：微型计算机原理及应用 学年学期： 2 ０１ 1 —２０１2 学年第1 学期 指导教师: 20 0 1 １年 1 2月 课程设计成绩评定表
目录 一、课设题目及目的………………………………….４ 二、设计任务………………………………………….４ 三、总框图及设计流程 (4) 四、?源程序清单 (6) 五、?调试结果及显示 (19) 六、?个人贡献………………………………………….１9 七、课程设计总结及体会 (21) 一、课设题目及目的 实习题目：数字时钟程序 实习目的:通过实习，使我们进一步弄懂所学到的课本知识,巩固和深化对8０8６系统的指令系统、中断系统、键盘／显示系统、程序设计、应用开发等基本理论知识的理解,提高汇编语言应用于技术的实践操作技能,掌握汇编语言应用系统设计、研制的方法,培养利用科技革新、开发和创新的基本能力,为毕业后从事与其相关的工作打下一定的基础。
二、课设任务 本课题为利用汇编语言设置时钟程序，其显示效果为：截取系统时间，能以时、分、秒（其中时为24小时制）的形式显示，并且通过合理的操作能修改时和分的内容来修改时间。再有，可以给它设定一个ALARM时间,到这个时间它就能产生信号,起到定时作用,。除此之外还能显示日期,日期分为年、月、日，其显示方式为xｘｘx年xx 月xx日。 ' *
DB ＇******＊****PREＳS EＳＣBＵTＴＯN ＴO EXIT***＊****＊**＊**＇,0AH,0ＤH,'$' TN DＢ'PLEAＳE ＩNＰＵT THE NＥW TＩMＥ(HH：ＭＭ：ＳS）：＇，0DH,0AH，'$' TＭＤＢ'PLEＡSE IＮPUT TＨE AＬARM TIME (ＨH：MM:SS）:',0DH,0AＨ,'$＇ MUSＩCMＥSS DB'ＰLEASE ＣHＯＯＳE THE TＹPE OF MUSIＣ:1(ＦAＳＴ) ２(MIDＤＬＥ) 3（ＳLＯW)'，0DＨ,0ＡH，＇＄' MESS２DＢ'ＴIＭE ＩS:',０ＡH,0DＨ,'$＇ MEＳS3ＤB ＇ＴODAY IS:',０AH，0DH,'$' DBUFFER1DＢ2０DUP('＇) Ｔ_BUFＦＤ B 40 ;在数据段开一段时间显示缓冲区 DB ? DB 40ＤUP(？) HOR DＢ? MIN DＢ? SEC DB? ＴEMPＨＯR DB ? ＴEMPMIN DB? TEMPSEC ＤＢ? MUSIC DW 80０;存放音乐的频率数DATA EＮＤS STACK SEGMENT DB 100 ＤＵＰ（?) STAＣK ENDＳ CＯDＥSEＧMENT ＡＳSUME ＣＳ:CODＥ,SＳ:STACK，DＳ:DＡTA START： CAＬL CＬEAR ；调用清屏子程序 DISＰLＡＹ:;时间显示部分 MOV AＸ，ＤATＡ MOＶＤＳ,AＸ MOＶＢＸ,OＦFSETＴ＿BUFＦ;送T_BUFＦ的偏移地址到BX ＭOV AH,2ＣH;调用DOＳ时间调用功能，功能号：2ＣH，小时,分钟,秒数分别保存在CH，ＣＬ，DH中 INT 21H ;判断时间是否相等ＳUB DH,１;秒数+１修正 CALL CＨECK ；........．...．．.......．.........．．．.．.．..．....．..........．...........．....
《数字逻辑》课程设计报告 题目数字时钟 学院（部）信息工程学院 专业计算机科学与技术 班级计算机一班 学生姓名 学号20132402 6 月29 日至 7 月 3 日共1 周 指导教师（签字）
题目 一．摘要： 钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，并且极大的扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常警、学校的按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯，甚至各种定时电气的自启用等。所现实的意义。本次数电课设我组设计的数字时钟是由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路和计时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器在七段显示器上显示时间。 二．关键词： 校时计时报时分频石英晶体振荡器 三．技术要求： 1、有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能； 2、有计时功能，时钟不会在计时的时候停下。计时范围是0~99秒； 3、有闹铃功能，闹铃响的时间由使用者自己设置，闹铃时间至少一分钟； 4、要在七段显示器（共阴极6片）显示时间； 5、电子钟要准确正常地工作。 四、方案论证与选择： 钟表的是长期使用的器件，误差容易积累由此增大。所以要求分频器产生的秒脉冲要极其准确。而石英晶体产生的信号是非常稳定的，所以我们使用石英晶体产生的信号经过分频电路作为秒脉冲。秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”、“分”、“时”的个位、十位的计时。由实际的要求，“秒”、“分”计数器为60进制的计数器，小时为24进制。由于74LS160十进制加法计数器易于理解使用，我们在设计各个计数器时都是由采用74LS160芯片级联构成。在计时部分，最小单位是0.01s，我们采用555多谐振荡器产生100HZ的信号作为秒脉冲进入一个4级计数器，计时范围是0~99秒。石英晶体
课程设计总结报告课程名称DSP控制器及其应用 设计题目万年历设计 业专电子信息工程 班级 姓名 学号
指导教师 报告成绩 信息工程学院 年六月十三日二〇一四 录目 言前 (3) 设计要求第一章4.....................................................................................基本要求1.14.....................................................................................
系统的组成和工作原理第二章5............................................................. 芯片的工作原理VC5509APGE2.1DSPTMS3205.............................. 液晶显示器的工作原理2.2LCD16026..............................................主电路图及程序流程图第三章.. (7) 主电路图3.17...................................................................................... 程序总流程图3.27.............................................................................. 程序分块流程图3.38..........................................................................软件程序设计第四章9.............................................................................
课程设计题目名称：数字时钟 专业名称：电气工程及其自动化班级： ******** 学号： *******8 学生姓名： ******* 任课教师： *******
《电子技术课程设计》任务书
2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。 3．主要参考文献：⑴《电子技术课程设计指导》彭介华编，高等教育出版社，1997年10月 ⑵《数字电子技术》康华光编著高等教育出版社， 2001年 要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写。 4．课程设计工作进度计划： 序号起迄日期工作内容 初步设想和资料查询，原理图的绘画 1 2015.11.18-2015.12.21 仿真调试，元件参数测定，实物的拼接与测试 2 2015.12.21-2016.1.8 叙写设计报告，总结本次设计，论文提交 3 2016.1.8-2016.1.18 主指导教师日期：年月日
摘要 数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。并且数字时钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。报告围绕此次数字钟的设计进行介绍、总结，包含了设计的步骤，前期的准备，装配的过程。在实装时，采用了74LS90进行计数，用CD4060产生秒脉冲，CD4511进行数码管转换显示，还要考虑电路的校时、校分，每块芯片各设计为几进制等等，最后实现了数字钟设计所要求的各项功能：时钟显示功能；快速校准时间的功能。 关键字：数字时钟校时CD4511
深圳大学考试答题纸 (以论文、报告等形式考核专用) 二○一四～二○一五学年度第1 学期 课程编号 课程 名称 单片机/ARM /DSP技术实践 主讲 教师 评 分 学号姓名 专业年级 题 目： 基于DSP2812的课程设计
一、实验要求 由外接的信号发生器产生一正弦信号（电压范围：0~3V），通过DSP的AD功能对此正弦信号进行采集，通过DSP的SCI功能与PC机之间进行通信，把所采集的AD信号发送至PC机端，在超级终端上进行实时显示。 二、实验原理 2.1 ADC概述 ADC，即模/数转换器，将模拟量转换成数字量，提供给控制器使用。TMS320F2812片上有一个12位分辨率、具有流水线结构的模/数转换器，其机构框图如图1所示。其前端为2个8选1多路切换器和2路同时采样/保持器，构成16个模拟输入通道，模拟通道的切换由硬件自动控制，并将各模拟通道的转换结果顺序存入16个结果寄存器中。 图1 ADC机构框图 2.2 ADC模块特点 （1）带2个8选1多路切换器和双采样/保持器的12位的ADC，共有16个模拟输入通道； （2）模拟量输入范围：0.0V-3.0V；
（3）转换率：在25MHZ的ADC时钟下为80ns; (4)转换结果存储在16个结果存储器中； （5）转换结果=4095*（输入的模拟信号-ADCLO）/3； （6）多种A/D触发方式：软件启动、EVA和EVB； （7）灵活中断方式：可以在每次转换结束或每隔一次转换结束触发中断； 3．AD C转换步骤 （1）初始化DSP系统； （2）设置PIE中断矢量表； （3）初始化ADC模块； （4）将ADC中断的入口地址装入PIE中断矢量表中，开中断； （5）软件启动ADC转换； （6）等待ADC中断； （7）在ADC中断中读取ADC转换结果，软件启动下一次ADC中断。 三、实验实现 3.1硬件方案设计 本实验以TMS320F2812为核心控制部件，利用软件编程，通过ADC模块对试验箱上的信号发生器发出的正弦信号进行采集，由于试验箱上的信号发生器只能调节到2V，所以此次实验只针对2V的正弦信号，再通过串口线与PC机连接，将采集转换的数字信号传送到PC机端的串口助手，并还原成采集时的电压值。硬件框架图如图2所示。本次ADC采用SEED-DEC2812的AD接口的ADCINA6通道。 图2 硬件框架图
合肥工业大学 计算机与信息学院 课程设计 课程：微机原理与接口技术设计专业班级：计算机科学与技术x班学号： 姓名：
一、设计题目及要求： 【课题6】数字时钟 1．通过8253 定时器作产生秒脉冲定时中断。在中断服务程序中实现秒、分、小时的进位（24小时制）。 2．在七段数码管上显示当前的时分秒（例如，12 点10 分40 秒显示为121040）。 3．按“C”可设置时钟的时间当前值（对准时间）。 二、设计思想： 总体思想： 1、功能概述： 实验箱连线： 本实验建立在Dais实验箱基础上完成的基本连线及程序如下: 138译码器： A,B,C,D,分别连接A2,A3,A4,GS； y0连接8253的CS片选信号； y1连接8259的CS片选信号； 8253连线： 分频信号T2接8253的CLK0； 8253的OUT0接8259的IR7； 8253的gate信号接+5V； 8259连线： 8259的数据线接入数据总线；
本程序包括显示模块，键盘扫描模块，时间计数模块，设置模块等几个模块， （1）程序运行后，LED显示000000初始值，并且开始计数 （2）按C键进行设置初始时间，考虑到第一个数只能是0，1，2，当第一个数显示2时第二个数只能显示0~4，同理下面各位应满足时钟数值的合理的取值； （3）在手动输入初始值时，按D键进行回退1位修改已设置值，连续按D键可以全部进行删除修改。 2、主程序设计 主程序中完成通过调用子程序完成对8253及8259的初始化，对8259进行中断设置。主要在显示子程序和键盘子处理程序之间不断循环，8253每一秒给8259一个刺激，当8259接受到刺激后会给CPU一个中断请求，CPU会转去执行中断子程序，而中断子程序设置成时间计数加，即完成电子表的整体设计。详细流程图见图三-1。 3、LED显示子程序设计 本程序显示部分用了6个共阳极LED作为显示管，显示程序要做到每送一次段码就送一次位码，每送一次位码后，将位码中的0右移1位作为下次的位码，从而可以实现从左到右使6个LED依次显示出相应的数字。虽然CPU每隔一定时间便执行显示程序，但只要这个时间段不太长，由于人眼的视觉作用，就可以在6个LED上同时见到数字显示。 4、键盘扫描子程序设计 本程序需要用键盘对时间的初始值进行设置，因此对键盘扫描的子程序需要满足的功能如下： 判断是否是C键，若不是就返回至主程序，若是C键就开始对时间初始值进行设置，同时因注意到第一个值不可以超过2，第一个数是2时第二数不能超过4，余下的同理要满足时间数值的取值范围呢，若不是合法输入不予反应继续等待输入。当遇到输入数值错误时可以按下D键进行删除一位重新设置；当6位初始值全部设置成功后，电子表将自动开始走表。 5、时间运算子程序设计 该子程序的主要功能是对时、分、秒的运算，并把运算出的最终结果存到事先已经开辟
. 单片机课程设计题目：电子时钟 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：
.
摘要 针对数字时钟的问题，利用8051单片机，proteus软件，vw(伟福)等软件，运用单片机中定时计数器T0,中断系统以及按键的控制实现了电子时钟的设计。设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键的设计实现小时与分钟的调整。时间的启动与暂停等等。 关键字：数字时钟；单片机；定时计数器 .
1 引言 时钟，自他发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术不断的发展，人们对时间计量的进度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好地为人类服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。 现金，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都使用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示器，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示的功能，还可以进行时、分的校对，片选的灵活性好。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准震荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，及定时时间，它通常有两种方法实现：一是软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要起不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。本文主要介绍用单片机内部的定时计数器来实现电子时钟的方法，以单片机为核心，辅以必要电路，构成了一个单片机电子时钟。 单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。 在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口，使单片机应用系统能够运行。 在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。显示器可以是LED指示灯，也可以是LED数码管，也可 .
DSP 课程设计实验 一、语音信号的频谱分析： 要求首先画出语音信号的时域波形，然后对语音信号进行频谱分析。在MATLAB 中，可以利用函数fft 对信号进行快速傅立叶变换，得到信号的频谱特性，从而加深对频谱特性的理解。 其程序为： >> [y,fs,bits]=wavread('I:\',[1024 5120]); >> sound(y,fs,bits); >> Y=fft(y,4096); >> subplot(221);plot(y);title('原始信号波形'); | >> subplot(212);plot(abs(Y));title('原始信号频谱'); 程序运行结果为： 二、设计数字滤波器和画出频率响应： 根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标： 低通滤波器性能指标，p f =1000Hz ，c f =1200Hz ，s A =100dB ，p A =1dB ； 高通滤波器性能指标，c f =4800Hz ，p f =5000Hz ，s A =100dB ，p A =1dB ； 带通滤波器性能指标，1p f =1200Hz ，2p f =3000Hz ，1c f =1000Hz ，2c f =3200Hz ，s A =100dB ， p A =1dB ；
】 要求学生首先用窗函数法设计上面要求的三种滤波器，在MATLAB中，可以利用函数firl 设计FIR滤波器；然后再用双线性变换法设计上面要求的三种滤波器，在MATLAB中，可以利用函数butte、cheby1和ellip设计IIR滤波器；最后，利用MATLAB中的函数freqz画出各种滤波器的频率响应，这里以低通滤波器为例来说明设计过程。 低通： 用窗函数法设计的低通滤波器的程序如下： >> fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050; >> wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs; >> N=ceil(/*(wc-wp)/2))+1; >> beta=*; >> Win=Kaiser(N+1,beta); 、 >>b=firl(N,wc,Win); >>freqz(b,1,512,fs); 程序运行结果： 这里选用凯泽窗设计，滤波器的幅度和相位响应满足设计指标，但滤波器长度（N=708）太长，实现起来很困难，主要原因是滤波器指标太苛刻，因此，一般不用窗函数法设计这种类型的滤波器。 用双线性变换法设计的低通滤波器的程序如下： >> fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050; >> wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs; 》 >> [n,wn]=ellipord(wp,wc,Ap,As); >> [b,a]=ellip(n,Ap,As,wn); >> freqz(b,a,512,fs); ^
《数字时钟》技术报告 概要 数字钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24 小时，显示满刻度为23 时59 分59 秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒” 的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555 震荡器，74LS90 及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 一、系统结构。 （1）功能。此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24 小时，最大能显示23 时59 分59 秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。 2）系统框图
系统方框图 1 （3）系统组成。 1.秒发生器：由555 芯片和RC 组成的多谐振荡器，其555 上3 的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块：由74LS03 中的4 个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器：由74LS90 中的与非门、JK 触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90 与74LS08 相连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器：选用BCD 锁存译码器4511，接受74LS90 来的信号，转换为7 段的二进制数。
5.显示模块：由7 段数码管来起到显示作用，通过接受CD4511 的信号。本次选用的是共阴型的CD4511 。 二、各部分电路原理。 1.秒发生器：555 电路内部（图2-1）由运放和RS 触发器共同组成，其工作原理由8处接VCC ，C1 处当 Uco=2/3Vcc>u11 时运放输出为1，同理C2 也一样。最终如图3 接口就输出矩形波，而形成的秒脉冲。 图 2-2 555 功能表 2.校时模块：校时模块主要由74LS03中的4个与非门构成（图2-3），由其功能图看得出只要有一个输入端由H 到L 或者从L 到H 都会使输出端发生高低变化。因此通过开关的拨动产生高低信号从而对时、分处的计数器起到调数作用。
共享知识分享快乐 盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 数据采集处理和控制系统设计 一课程设计要求 1.基本DSP硬件系统设计要求 ①基本DSP硬件系统以TMS320C54x系列为核心处理器，包括最小系统、存储器扩展、显示器、键盘、AD、DA等电路模块； ②硬件设计画出主要芯片及电路模块之间的连接即可，重点考查电路模块方案设计与系统地址分配； ③设计方案以电路示意图为主，辅以必要的文字说明。 2.基本软件设计要求 ①看懂所给例程，画出例程输出波形示意图； ②修改例程程序，使之输出其它波形，如方波、三角波、锯齿波等均可； ③设计方案以程序实现为主，辅以必要的文字说明。 3.课程设计报告要求 ①硬件系统设计：设计思路、设计系统功能、主要芯片选型及使用方法、设计方案说明、电路示意图 ②软件系统设计：示例程序功能解读及输出波形示意图、设计软件功能、设计思路、实现源码（带程序注释） ③报告总结 二系统分析 利用实验箱的模拟信号产生单元产生不同频率的信号，或者产生两个频率的信号的叠加。在DSP 中采集信号，并且对信号进行频谱分析，滤波等。通过键盘或者串口命令选择算法的功能，将计算的信号频率或者滤波后信号的频率在LCD 上显示。主要功能如下： (1)对外部输入的模拟信号采集到DSP 内存，会用CCS 软件显示采集的数据波形。 (2)对采集的数据进行如下算法分析： ①频谱分析：使用fft 算法计算信号的频率。 ②对信号进行IIR 滤波或FIR 滤波，并且计算滤波前后信号的频率。 ③外部键盘或者从计算机来的串口命令选择算法功能，并且将结果在 LCD 上显示。 绘制出DSP系统的功能框图、使用AD（Altium Designer）绘制出系统的原理图和PCB 版图。 在 DSP 中采集信号，用CCS 软件显示采集的数据波形，以及对采集的数据进行算法分析。 三硬件设计 3.1 硬件总体结构
目录 目录 (1) 前言 (2) 内容摘要 (2) 设计要求 (2) 第一章方案设计 (3) 第二章硬件设计及仿真 (4) 2.1振荡器的设计 (4) 2.2分频器的设计 (6) 2.3时间计数器的设计 (7) 2.3.1六十进制计数器 (7) 2.3.2二十四进制计数器 (8) 2.4译码器与显示器的设计 (9) 2.5校时电路 (10) 第三章电路的总体设计 (11) 第四章元器件清单及部分芯片介绍 (12) 4.1元器件清单 (12) 4.2部分芯片功能介绍 (13) 4.2.1 74LS90N (13) 4.2.2 555 (14) 第五章总结 (16) 附录参考文献 (17)
前言 内容摘要 数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 设计要求 （1）、要求电路能够产生定时脉冲； （2）、要求电路能够根据对定时脉冲的计算得到时，分，秒；（3）、要求电路能够产生时，分，秒。
《电子线路课程设计报告》 系另 1」： 机电与自动化学院 专业班级：电气及自动化技术1001 学生姓名：陈星涯 指导教师：梁宗善 i=r （课程设计时 间： 2012年1月3日——2012年1月13日） 华中科技大学武昌分校 1.课程设计目的................................................. 3页 2.课程设计题目描述和要求....................................... 3页 2.1课程设计题目............................................. 3页
2.2课程设计要求............................................. 3页 3. ......................................................................................................... 比较和选定设计的系统方案.................................................... 4页 3.1数字钟的构成............................................. 4页 4.单元电路设计及工作原理....................................... 5页 4.1时基电路................................................. 5页 a. 多谐振荡器的工作原理................................... 5页 4.2计数器................................................... 7页 a.中规模计数器组件介绍.................................. 7页 b.60 进制计数器 .......................................... 8页 C.12 翻1计数器........................................... 9页 4.3译码器................................................... 10页 4.4显示器................................................... 10页 4.5校时电路................................................. 11页 4.6定时控制电路............................................. 12页 4.7仿广播电台正点报时电路................................... 13页 5.调试过程及分析............................................... 14页 5.1显示器故障排查........................................... 14页 5.2计数器调试及分析......................................... 15页 5.3校时电路的调试........................................... 16页 5.4增加抗干扰电路........................................... 16页 5.5闹时电路的调试........................................... 17页 5.6仿广播电台整点报时电路调试............................... 17页 6.课程设计总结................................................. 17页 7.参考文献..................................................... 19页 8.附件一：电子时钟主体电路电路图............................... 20页 9.附件二：扩展电路电路图....................................... 21页 10.附件三：系统所需元器件清单 ................................ 22页 11.课程设计成绩.............................................. 23页 一、设计任务与目的 数字时钟是一种利用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与传统的
DSP课程设计总结（2013-2014学年第2学期） 题目： 专业班级：电子1103 学生姓名：万蒙 学号：11052304 指导教师： 设计成绩： 2014 年6 月
目录 一设计目的----------------------------------------------------------------------3 二系统分析----------------------------------------------------------------------3 三硬件设计 3.1 硬件总体结构-----------------------------------------------------------3 3.2 DSP模块设计-----------------------------------------------------------4 3.3 电源模块设计----------------------------------------------------------4 3.4 时钟模块设计----------------------------------------------------------5 3.5 存储器模块设计--------------------------------------------------------6 3.6 复位模块设计----------------------------------------------------------6 3.7 JTAG模块设计--------------------------------------------------------7 四软件设计 4.1 软件总体流程-----------------------------------------------------7 4.2 核心模块及实现代码---------------------------------------8 五课程设计总结-----------------------------------------------------14
数字电子技术基础课程设计报告 班级：姓名: 学号： 一、设计目的 1掌握专业基础知识的综合能力。 2完成设计电路的原理设计、故障排除。 3逐步建立电子系统的研发、设计能力，为毕业设计打好基础。 4让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法。 5进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 6培养书写综合实验报告的能力。 二、设计仪器 1 LM555CH 2 74LS161N 74LS160N 74LS290 3 74LS00 74LS08 4 电源电阻电容二极管接地等 三数字电子钟的基本功能及用途 现在数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性
能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，，因此在许多电子设备中被广泛使用。 电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。 多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。电路装置十分小巧,安装使用也方便。同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱。 四设计原理及方框图 数字钟实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路，标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。由图可见：本数字钟电路主要由震荡器、、时分秒计数器、译码显示器构成。它们的工作原理是：由震荡器产生的高频脉冲信号作为数字钟的时间基准，送入秒计数
华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power DSP课程设计 题目： FIR数字低通滤波器 学院信息工程学院 专业电子信息工程 姓名 学号 指导教师
摘要 (1) 一. 绪论 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计方法分析 (1) 二．FIR滤波器设计过程 (2) 2.1 FIR滤波器原理 (2) 2.2 FIR滤波器的实现方法 (3) 2.3 FIR滤波器的MATLAB实现 (4) 2.4 设计流程图 (6) 三．MATLAB和 CCS操作步骤及仿真结果 (7) 3.1 matlab中的.M文件的编写 (7) 3.2 工程文件的建立 (12) 3.3 仿真结果及分析 (12) 四．心得与总结 (12)
摘要 当前,数字信号处理技术受到了人们的广泛关注,其理论及算法随着计算机技术和微电子技术的发展得到了飞速地发展,并被广泛应用于语音和图象处理、数字通信、谱分析、模式识别和自动控制等领域。数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一,几乎出现在所有的数字信号处理系统中。设计中通过MATLAB环境中图形化的方式建立数字信号处理的模型进行DSP的设计和仿真验证，将设计的图形文件.mdl直接转换成C语言程序在CCS中运行。利用MATLAB 软件开发产品加速了开发周期，比直接在CCs中编程方便快捷了很多，对于任何复杂功能的DSP系统，只需要进行少量的添加和修改就能完成功能正确的C语言程序设计。 一. 绪论 1.1设计背景 一个实际的应用系统中，由于设备或者是外界环境的原因，总存在各种干扰，使信号中混入噪声，譬如音频信号中高频成分的噪声使得音乐听起来刺耳，失去了原有悦耳的音质。为了提高信号质量，可以对信号进行滤波，从噪声中提取信号，即对一个具有噪声和信号的混合源进行采样，然后经过一个数字滤波器，滤除噪声，提取有用信号。DSP（数字信号处理器）与一般的微处理器相比有很大的区别，它所特有的系统结构、指令集合、数据流程方式为解决复杂的数字信号处理问题提供了便利，本文选用TMS320C54X作为DSP处理芯片，通过对其编程来实现FIR滤波器。对数字滤波器而言,从实现方法上,有FIR滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器之分。由于FIR滤波器只有零点,因此这一类系统不像IIR系统那样易取得比较好的通带与阻带衰减特性。但是FIR系统有自己突出的优点:①系统总是稳定的;②易实现线性相位;③允许设计多通带(阻带)滤波器。其中后两项是IIR系统不易实现的。 1.2设计方法分析 FIR滤波器的设计方法分析 数字滤波器依据冲激响应的宽度划分为有限冲激响应(FIR)滤波器和无限冲激响应滤波(IIR)。FIR 滤波器是有限长单位冲激响应滤波器，在结构上是非递归型的，有限冲激响应滤波器(FIR)，具有以下的优点：（1）可以在幅度特性随意设计的同时，保证精确、严格的线性相位；（2）由于FIR滤波器的单位脉冲响应h（n）是有限长序列，因此F I R 滤波器没有不稳定的问题；（3）由于FIR 滤
课程设计说明书（论文） 课程名称：课程设计1 设计题目：数字日历钟表的设计 院系： 班级： 设计者： 学号： 设计时间：2013-6-19
哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓名：院（系）： 专业：班号： 任务起至日期：2013 年 5 月日至2013 年 6 月19 日 课程设计题目：数字日历钟的设计 已知技术参数和设计要求： 1．数码管显示：秒、分、时（可同时显示，也可轮换显示） 2．能够设置时间，“设置按键”数量不限，以简单合理易用为好。 3．误差：1 秒／天（报告中要论述分析是否满足要求） 扩展（优秀必作） 1．设置校准键：当数字钟显示在“整点±30 秒”范围时，按动“校准键”，数字钟即刻被调整到整点，消除了±30 秒的误差。 2．加上“星期”显示（可以预置），并可以对其进行设置。 其他要求： 1．按动员老师的要求、课程设计报告规范进行设计 2．不允许使用时数字钟表、日历专用IC 电路。 3．可以使用通用器件：模拟、数字、单片机、EPLD、模块电路等。 4．设计方法不限。
工作量： 1. 查找资料 2. 设计论证方案 3. 具体各个电路选择、元器件选择和数值计算 4. 具体说明各部分电路图的工作原理 5. 绘制电路原理图 6. 绘制印刷电路图 7. 元器件列表 8. 编写调试操作 9. 打印论文 工作计划安排： 1. 查阅资料： 2. 方案论证 3. 设计、分析、计算、模拟调试、仿真、设计原理 4. 撰写报告：课程设计要求、方案论证、原理论述（原理框图、原理图）、分析、计算、仿真， PCB 图的设计，误差分析、总结，参考文献等 5. 上交课程设计论文2013-6-19 同组设计者及分工：
1 绪论 1.1 课题背景及目的 在日常生活和工作中，我们常常用到定时控制，如扩印过程中的曝光定时等。早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的，其定时准确性和重复精度都不是很理想，现在基本上都是基于数字技术的新一代产品，随着数字集成电路性能价格比的不断提高，新一代产品的应用也越来越广泛，大可构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能。小则可以用于家电控制，甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大，体积小，质量轻，灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。 随着电子技术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使用起来很不方便。根据这种实际情况，设计了一个单片机多功能定时系统，它可以避免多种控制器的混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制，同时又可以进行时钟校准和定点打铃。它可以执行不同的时间表（考试时间和日常作息时间）的打铃，可以任意设置时间。这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动，扩大了数字化的范围，为家庭数字化提供了可能。 1.2数字时钟的应用 数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到广泛的应用。虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但是人们对电子产品的应用要求越来越高，数字钟不但可以显示当前的时间，而且可以显示日期、农历、以及星期等，给人们的生活带来了方便。另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能，且闹钟铃声可自选，使一款电子钟具备了多媒体的色彩。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。电子钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展
2012级电子信息工程 模拟及数字电路课程设计报告设计题目数字时钟的设计 姓名及学号樊鹏 20120342045 冯景义 20120342022陈超 20120342032 学院工程技术学院 专业电子信息工程 班级2012级2班 指导教师胡仲秋 2014.12.12
题目：数字电压表的设计
电子信息工程专业《数字电路》课程设计 数字时钟设计 目录 1.设计要求 (4) 2.方案论证 (4) 3.采用主要芯片的资料 (5) 4.电路实现原理 (11) 5.模块电路原理图 (12) 6.原理图 (14) 7.PCB板全图 (15) 8.在调试与组装过程中的问题与解决方法 (15) 9.存在的缺陷与不足 (16) 10.总结 (16) 11.参考文献 (16) 12.元件清单 (18) 13.作品图 (19)
1.设计要求 <1>设计要求 （1）基本要求 ①时间显示：××时××分××秒（24小时制）； ②计时精度：≤±60s/D （设计保证，可不测试; ③时分调整； （2）发挥部分 ①计时精度：≤±10s/D （设计保证，可不测试）； ②时间连续增减快速调整。 2.方案论证 1：采用CD4060集成块产生2hz 的脉冲，利用74LS74进行分频，从而得到秒脉冲 2：计数器采用74LS160和74LS161两种，74LS160为10进制的同步清零计数器，74LS161为16进制的异步清零计数器。我们知道1小时60分，一分60秒。所以，用74LS160计数，计到11111进位清零，用74LS161计数到110进位。 3.采用主要芯片资料 芯片74LS48 74LS48引脚图 表3 74LS48功能表 14 16 15 13 12 11 10 9 1 4 2 3 6 7 8 5 7126345131211109151416 8