实验五 卷积算法

实验五卷积算法

一．实验目的

1．掌握卷积算法的原理和计算方法

2., 熟悉卷积算法特性

3. 学习卷积算法的程序实现

二．实验设备

PC 兼容机一台，操作系统为Windows2000(或Windows98，WindowsXP ，以下默认为 Windows2000) ，安装Code Composer Studio 3.1 软件。

三. 实验原理

1. 卷积的基本原理和公式：

卷积和：对离散系统“卷积和”也是求线性时不变系统输出响应（零状态响应）的主要方法。 卷积和的运算在图形表示上可分为四步：

①翻褶先在亚变量坐标M 上作出x(m)和h(m)，将m=0 的垂直轴转为轴翻褶成h(-m)。 ②移位将h(-m)移位n ，即得h(n-m)。当n 为正整数时，右移n 位。当n 为负整数时，左移n 位。 ③相乘再将h(n-m)和x(m)的相同m 值的对应点值相乘。

④相加把以上所有对应点的乘积叠加起来，即得y(n)值。

依上法，取n=„,-2,-1,0,1,2,3, „各值，即可得全部y(n)值。

2．源程序及注释：

* 程序的自编函数及其功能：

①processing1(int *input2, int *output2)：

调用形式：processing1(int *input2, int *output2)

参数解释：intput2、output2 为两个整型指针数组。

返回值解释：返回了一个“TRUE ”，让主函数的while 循环保持连续。

功能说明：对输入的input2 buffer 波形进行截取m 点，再以零点的Y 轴为对称轴进行翻褶，把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT2 指针开始的一段地址空间中。 ②processing2(int *output2, int *output3)：

调用形式：processing2(int *output2, int *output3)

参数解释：output2、output3 为两个整型指针数组。

返回值解释：返回了一个“TRUE ”，让主函数的while 循环保持连续。

功能说明：对输出的output2 buffer 波形进行作n 点移位，然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT3 指针开始的一段地址空间中。

③processing3(int *input1,int *output2,int *output4)：

调用形式：processing3(int *input1,int *output2,int *output4)

参数解释：output2、output4、input1 为三个整型指针数组。

返回值解释：返回了一个“TRUE ”，让主函数的while 循环保持连续。

功能说明：对输入的input2 buffer 波形和输入的input1 buffer 作卷积和运算，然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT4 指针开始的一段地址空间中。

④processing4(int *input2,int *output1)：

调用形式：processing4(int *input2,int *output1)

参数解释：output1、input2 为两个整型指针数组。

返回值解释：返回了一个“TRUE ”，让主函数的while 循环保持连续。

功能说明：对输入的input2 buffer 波形截取m 点，然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT1 指针开始的一段地址空间中。

四．实验步骤

1．实验准备：

- 设置软件仿真模式；

-硬件连接；

- 启动CCS 。

2．打开工程，浏览程序工程目录

C:\ICETEK-VC5509-EDULab\Lab0504-Convolve\Convolve.pjt

3．编译并下载程序。

4．设置输入数据文件：

请在volume.c 程序中有注释“break point”的两行上设置probe point 和break point：

设置方法是把光标指示到这一行上，按鼠标右键，从显示的菜单上分别选择probe point 和 break point。

5．打开观察窗口：

- 选择菜单View->Graph->Time/Frequency…进行如下设置：

- 选择菜单View->Graph->Time/Frequency…进行如下设置：

- 选择菜单View->Graph->Time/Frequency…进行如下设置：

- 在弹出的图形窗口中单击鼠标右键，选择“Clear Display”。

6．设置波形输入文件，请按照如下设置：

-选择菜单File->File I/O…，打开“File I/O”窗口；单击“Add File”按钮，在“File Input”窗口中选择工程目录下的sine11.dat 文件，单击“打开”按钮；在“Address ”项中输入inp1_buffer，在“Length ”项中输入64，在“Warp Around”项前加上选择标记，单击“Add Probe Point”按钮；

-在“Break/Probe/Profile Points”窗口中单击“Probe Point”列表中的“Convolve.c line62

-选择“File ”菜单中的“File I/O…”，打开“File I/O”窗口；单击“Add File”按钮，在“FileInput ”窗口中选择工程目录下的sine11.dat 文件，单击“打开”按钮；在“Address ”项中输入inp2_buffer，在“Length ”项中输入64，在“Warp Around”项前加上选择标记，单击“Add Probe Point”按钮；

-在“Break/Probe/Profile Points”窗口中单击“Probe Point”列表中的“Convolve.c line63

7．运行程序，观察结果：

-在“jishu++;//在此处加断点”上设置break 断点。

-按F5 键运行程序，待程序停留上面那条语句处；观察刚才打开的三个图形窗口，其中显示的是输入和输出的时域波形；

8．输入波形文件改成其他波形，如：sin22.dat 等，观察运行结果。在修改输入波形文件时须首先将原文件删除；在重新运行程序时，先选择菜单“Debug ”的“Reset CPU”、“Restart ”、“Go Main”，再选择“Debug ”中“Run ”或按一下F5 即可。

五、实验结果

1）当输入波形均为sin11.dat 时，得到的卷积时域图为； Input 波形:

Output 波形:

2）当输入波形均为sin22.dat 时，得到的卷积时域图为； Input 波形

:

Output 波形:

3）当输入波形均为方波.dat 时，得到的卷积时域图为； Input 波形

:

Output 波形: