MSP430无硬件乘法器FIR滤波器设计与高效编程工具

本文档深入探讨了在电池供电仪器中，尤其是在资源有限且对低功耗、低成本设计有严格要求的情况下，如何有效地利用MSP430单片机进行FIR（有限 impulse response，有限冲激响应）滤波的问题。MSP430系列单片机因其低功耗特性而被广泛应用于这类设备，但传统的FIR滤波器实现通常需要硬件乘法器，这对电池供电设备来说是个挑战。 文章首先提出了一个针对无硬件乘法器MSP430单片机的创新FIR滤波算法。这个算法旨在提高时间效率，通过改进的Horner算法和CSD（Cooley-Tukey Fast Fourier Transform）编码，实现了在不依赖硬件乘法器的情况下，高效地执行FIR滤波计算。作者强调了这种算法在节省硬件成本的同时，也保持了FIR滤波器在精度、稳定性和灵活性上的优势。 为便于实际应用，作者还开发了一款专用的工具软件，它能接收Matlab生成的FIR滤波器系数文件和用户指定的A/D转换精度参数，自动将这些信息转化为MSP430的汇编语言源码。这一工具显著提高了FIR滤波程序的开发效率，生成的代码质量与人工编码相当，但运行速度却快于等效的C语言编码约8.7%。 论文通过实际测试验证了这个工具的有效性和实用性，证明它适用于所有没有内置乘法器的MSP430单片机，对于电池供电仪器的开发者来说，这是一个重要的优化工具，能够帮助他们在满足低功耗需求的同时，提升滤波性能。 这篇论文不仅提供了MSP430单片机在FIR滤波器设计中的创新策略，而且还提供了一个实用的工具解决方案，这对于降低能耗、简化编程过程并提高开发效率具有重要意义，对于从事单片机开发特别是嵌入式系统工作的工程师来说，具有很高的参考价值。