【正文】 我當(dāng)在接受意見的同時加以改正，將其完善。大學(xué)畢業(yè)設(shè)計是我們所必須經(jīng)歷的一個過程，是對我們大學(xué)四年學(xué)的知識的總結(jié)，是對自己能力的一種提高。最后我們設(shè)計出了需要的實驗平臺并進(jìn)行檢測，基本符合我們的要求。編寫一個功能完善的軟件是需要經(jīng)過多次的測試調(diào)試才能夠運行出來的，本實驗考查編寫人員的耐心和分析能力的過程，思考問題要全面，有問題不可怕，可怕的是你在問題面前的驚慌失措，不能很好解決問題。但是波形選擇比較單調(diào)，用戶可以再增加多個種類信號，讓觀察人員對所有信號的產(chǎn)生變化都能有一個大體的了解。沖激信號的平移量2，2對比圖如下圖512所示:圖512 沖激信號平移量+2，2對比圖抽樣信號的平移量2，2的對比圖如下圖513所示：圖513 抽樣信號平移量+2，2的對比圖通過兩張圖的比較不難發(fā)現(xiàn)沖激信號，抽樣信號平移量的準(zhǔn)確性，符合實驗的要求。正弦信號：用戶在正弦信號輸入?yún)?shù)幅值=2，頻率=2，相位=2，如下圖53所示：圖53 正弦信號輸入框點擊“正弦信號”按鈕，生成波形如圖54所示：圖54 幅值為2的正弦信號波形圖正弦信號是周期信號，根據(jù)正弦信號的關(guān)系式和周期與頻率的關(guān)系式能輕易驗證出此圖形的正確性。仿真平臺的正確性需要用戶做出客觀公正的評價，一方面更進(jìn)一步對軟件進(jìn)行驗證給用戶一個滿意的軟件平臺，另一方面也能發(fā)現(xiàn)軟件本身一系列的問題從而進(jìn)行修改，提高用戶的工作效率。本實驗的最終要求是能脫離開發(fā)工具M(jìn)ATLAB軟件能獨立運行，用戶在做GUI的時候主要參考了別人生成可執(zhí)行文件的方法。plot(y)。)。axis(39。x39。y = x。string39。在復(fù)平面上，零點用表示，極點用表示，系統(tǒng)函數(shù)的表達(dá)式為： ()系統(tǒng)函數(shù)的零點：使時的s值，系統(tǒng)函數(shù)的極點：使時的s值。xlabel(39。 %一個周期的采樣點數(shù)為fs/f+1。采樣頻率要進(jìn)行適當(dāng)選取來滿足實驗的需要。plot(t,cos(2*pi*f*t))。在抽樣信號驗證的模塊當(dāng)中用戶使用了3個靜態(tài)文本，2個觸控按鈕，2個坐標(biāo)軸和2個可編輯文本控件組成。)。)。f(t)39。r39。 ylabel(39。 plot(t,f,39。)。 hold on。 % 一次諧波和三次諧波疊加f3=A*4*sin(2*t*pi/T)/pi+A*4*sin(6*t*pi/T)/(pi*3)+A*4*sin(10*t*pi/T)/(pi*5)。))。本實驗為了方便演示，設(shè)置了周期方波的圖像，經(jīng)傅里葉級數(shù)的展開式得到方波的信號沒有偶次諧波，只有奇次諧波分量，用戶在信號疊加時要注意到參數(shù)的設(shè)置，所以用彈起式菜單來進(jìn)行選擇，用戶輸入的變量值為1，3,5,7來進(jìn)行試驗。 % 畫原始方波圖形axis([4 4 *A *A])。string39。用戶運用MATLAB軟件來分析方波信號的構(gòu)成，仿真了直流信號和有限次諧波近似于合成方波信號。主要表現(xiàn)在各頻率的正弦分量所占比重的大小。xlabel(39。String39。String39。xlabel(39。 %用stairs命令畫步進(jìn)圖形axis([str2num(get(,39。 % 制定畫圖的軸 t1=str2num(get(,39。)。))10,str2num(get(,39。String39。ylabel(39。plot(t,ft)。 % 制定畫圖的軸A=str2num(get(,39。t39。 % 讀取相位 t=0:.001:10。String39?；拘盘栍泻芏喾N，為了方便快捷地觀察波形，也為了設(shè)計的方便，選取了5個平時學(xué)習(xí)當(dāng)中常用到的連續(xù)時間信號：正弦信號，指數(shù)信號，階躍信號，沖激信號，抽樣信號。每個模塊之間是互相獨立的，不影響用戶對實驗的進(jìn)行，當(dāng)某個模塊不能運行時，其他模塊必須可以獨立運行才能基本達(dá)到實驗要求。為了使主界面看起來醒目，用戶把標(biāo)題的顏色設(shè)置成紅色，體現(xiàn)了本次課題的研究對象，其他控件里的文本字體顏色不變。其具體的設(shè)計步驟如下：1）利用MATLAB 的GUI設(shè)計方法，設(shè)計實驗系統(tǒng)的主界面及擬定設(shè)計的“信號與系統(tǒng)”課程中具體實驗的子界面。 小結(jié)通過本章的簡述，用戶應(yīng)該對MATLAB中的GUI界面的設(shè)計有了一個大體的了解，本章對一些常用的控件也做了介紹，方便用戶在下面的設(shè)計中能夠靈活的運用。⑸Callback：當(dāng)Enable屬性為on，在Popup Menu上單擊鼠標(biāo)左鍵時，才能調(diào)用此函數(shù)；每執(zhí)行一次Callback函數(shù)，Popup Menu的選項列表會彈出一次。（Popup Menu）彈起式菜單也叫下拉菜單（Popup Menu），與Listbox類似，都是定義String來顯示一組選項，但是兩者之間也有一些區(qū)別：①下拉菜單更加節(jié)省界面空間，需要單擊左鍵才能夠調(diào)出這些選項；②下拉菜單不能夠同時選擇多個選項。⑷ButtonDownF:當(dāng)Enable屬性為on時，在axes上單擊右鍵或者在axes周圍5像素范圍內(nèi)單擊左鍵或者右鍵，調(diào)用此函數(shù)；當(dāng)Enable屬性為off或者inactive時，在axes上或者axes周圍5像素范圍內(nèi)單擊左鍵或者右鍵，調(diào)用此函數(shù)。⑸FontName，F(xiàn)ontSize：設(shè)置標(biāo)簽字體。GUI中包含了觸控按鈕（Push Button），靜態(tài)文本（Static Text），切換按鈕（Toggle Button），滑動條（Slider），單選按鈕（Radio Button），可編輯文本（Edit Text），復(fù)選框（Check Box），列表框（Listbox），彈起式菜單（Popup Menu），按鈕組（Buttongroup）。它根據(jù)傳入的參數(shù)來確定執(zhí)行回調(diào)函數(shù)還是打開GUI運行OpeningF和OutputF。所以用戶首先需要對GUI對象屬性布局設(shè)置，然后再編輯回調(diào)函數(shù)。本次的實驗都是最基礎(chǔ)的信號與系統(tǒng)的研究，所以選擇Blank GUI樣板。本小節(jié)將簡述一下GUI界面的基本操作，具體操作步驟流程在以后的章節(jié)中具體闡述。第二種方法是基本代碼法，就是在M文件當(dāng)中用Matlab語言來編寫出所有圖像對象控件所對應(yīng)的代碼，通過這種方法，用戶可以很輕松靈活的來實現(xiàn)所需要的功能，本實驗中所用到的一些控件就是按照這種形式定義好了，方便用戶的編寫，這種方法的優(yōu)點在于功能比較強大，能滿足用戶的任何需求，可以通過編碼來實現(xiàn)許多復(fù)雜的功能，調(diào)試起來也比較方便，但是缺點在于編寫程序比較復(fù)雜難懂，上手十分困難。當(dāng)用戶不確定自己的編寫程序是否出現(xiàn)問題時，可以上網(wǎng)進(jìn)行查證，方便了用戶的使用。功能性工具箱主要有擴充符號計算，圖示建模仿真和文字處理及與硬件實時交互功能。Matlab之所以可以在世界范圍之內(nèi)流行，具有以下幾個特點：（1）語言簡潔緊湊，編程效率高因為Matlab定義了專門用于矩陣運算的運算符，所以矩陣運算可以像列出算式一樣簡單方便，而且這些運算符本身就能執(zhí)行標(biāo)量和向量的多種運算，關(guān)鍵是庫函數(shù)都是由本領(lǐng)域的專家編寫，不用質(zhì)疑它的正確性。此外本章還分析了課題設(shè)計的一些工作，總體介紹了該課題的設(shè)計方法和設(shè)計思路，最后敘述了論文的主要工作。顯然第二種方案更適合日常的學(xué)習(xí)理解，所以學(xué)生需要一套這種操作系統(tǒng)，這種操作系統(tǒng)不需要編程，只要輸入?yún)?shù)和改變數(shù)據(jù)，就可以形象，直觀地觀察出課程中難以理解的復(fù)雜公式。在教學(xué)中Matlab能為同學(xué)們提供大量的實例, 同時它也可以改變信號的周期、幅值、頻率等參數(shù) , 進(jìn)而觀察信號與系統(tǒng)的相應(yīng)變化。在設(shè)計界面內(nèi)，用戶可以根據(jù)要求來完成整個實驗，而不用擔(dān)心實驗內(nèi)部是如何進(jìn)行運作的。當(dāng)今社會是一個信息化的社會，對信息的研究變得越來越重要，信號波形的模擬可以使研究人員方便，快捷，直觀地觀察出結(jié)果，加深對波形的理解。Matlab是由美國MathWorks公司生產(chǎn)的一款具有商業(yè)科技價值應(yīng)用的軟件，作為最常用的虛擬實驗仿真軟件，具有適合多學(xué)科性，功能強大，仿真度高等特點。 研究意義Matlab作為編程語言和可視化工具 , 可以開發(fā)出多個不同種的實驗平臺模塊。為以后研發(fā)工作打下堅實的基礎(chǔ)，積累寶貴的經(jīng)驗。，利用Matlab的圖形用戶界面設(shè)計工具GUI來進(jìn)行整個系統(tǒng)的設(shè)計。Matlab使用解釋方式工作，鍵入程序就可以立即得到結(jié)果，人機交互性高，深得科研人員的喜愛，特別是Matlab能適應(yīng)多種平臺，能隨著計算機硬件的更新而及時升級，不影響實驗的需求。正是這種能力給數(shù)據(jù)的可視化提供了方便，使數(shù)據(jù)的展示更加形象生動，有利于描繪出數(shù)據(jù)間的內(nèi)在關(guān)系。命令（Command）窗口仍然是用戶主界面，圖形窗口用來顯示圖形信息和創(chuàng)建圖形界面用戶，文本編輯器用來創(chuàng)建和編輯Matlab代碼。圖形用戶界面是由各種圖形對象，如圖軸，圖形窗口，菜單，按鈕，文本框按鈕等構(gòu)建的用戶界面，是人機交流信息的工具和方法。GUI 的每一個組件都必須安排圖像窗口中。只要執(zhí)行 GUI 的單個圖形組件，必須有一個響應(yīng)。②GUI with Uicontrols：打開之后包含uicontrol對象的編輯器，具有單位換算功能。 基于命令行的控件：可以通過uicontrol函數(shù)按照指定的屬性值來創(chuàng)建控件對象。當(dāng)用戶建立GUI界面時，系統(tǒng)會自動生成其M文件的大體框架，所以用戶就可以在其框架下編寫該控件的回調(diào)函數(shù)。特別聲明：主函數(shù)是已經(jīng)編輯好的不能修改，否則會導(dǎo)致GUI界面的初始化失敗。⑵String：標(biāo)簽，即Push Button上所顯示的文本文字。用戶首先在GUI中創(chuàng)建一個axes，放在布局區(qū)適當(dāng)?shù)奈恢?，調(diào)整它的窗口大小，如下圖32所示：圖32 坐標(biāo)軸坐標(biāo)軸的一些基本屬性如下：⑴Box，Title：坐標(biāo)軸方框與標(biāo)題。⑶String：標(biāo)簽，即靜態(tài)文本顯示的文本文字。⑶Value：選中的項所對應(yīng)的序號。⑵String：文本內(nèi)容。當(dāng)用戶希望從子界面退到主界面進(jìn)行另一個實驗時，用戶只需要點擊右上角關(guān)閉按鈕就可以了。這樣才能滿足用戶的基本需求。 % 調(diào)用“采樣定理驗證”子界面 function btn_Impulse_Callback(hObject, eventdata, handles)ZeroImpulse。信號常指的是時間函數(shù)，其函數(shù)的圖像稱為信號的波形。正弦信號，一般寫做： （） 式中A為振幅，ω是角頻率，P為初相位。 % 讀取頻率P=str2num(get(,39。正弦信號39。正弦信號產(chǎn)生的波形圖44如下所示：圖44 正弦信號指數(shù)信號的表示式為： （） 在式中,a和K為兩個主要的參數(shù)，a是實數(shù)，若a0時，信號隨著時間增加而增長，若a0時,信號則隨著時間增加而衰減。))。xlabel(39。 % 制定畫圖的軸 t=str2num(get(,39。 % 階躍信號實現(xiàn)plot(t,ft)。)。沖激函數(shù)具有對稱性，時域擴壓性和抽樣特性等特性。 %時間樣本點向量長度x=zeros(1,n)。title(39。)。String39。title(39。)。當(dāng)選取的項數(shù)越多，所合成的波形中出現(xiàn)的蜂起越靠近信號的不聯(lián)系點。在周期信號的合成與分解模塊當(dāng)中用戶使用了4個靜態(tài)文本，2個觸控按鈕，2個坐標(biāo)軸，2個可編輯文本控件和1個彈起式菜單構(gòu)成。 % 讀取方波周期f=A*square(2*pi*t/T,50)。ylabel(39。⑤將七次諧波加到第四步上面，畫出結(jié)果并顯示，觀察與原始周期方波信號的誤差大小。 % 方波信號的合成f=A*square(2*pi*t/T,50)。% 根據(jù)選擇的N來畫不同的圖形switch PopValue case 1 % 畫一次諧波圖形 axes()。 grid on。 cla。 xlabel(39。 plot(t,f3)。t39。 hold on。)。相信大家對采樣定理的結(jié)論已經(jīng)倒背如流了，所以本實驗用Matlab編程來驗證抽樣定理正確與否，來加深抽樣定理的理解。))。f(t)39。string39。 % 畫采樣波形stem(t1,cosfs,39。)。string39。 %將極點列向量轉(zhuǎn)置為行向量q = q39。plot([0 0],[y y])。)。)。 % 畫沖激響應(yīng)曲線[y,t] = impulse(B,A)。f(t)39。本章是整個論文的重中之重，花了差不多一個月的時間，編寫實現(xiàn)了整個程序系統(tǒng)，在此過程中也遇到了技術(shù)上的難題，咨詢過老師同學(xué)才能順利地完成。如在主界面內(nèi)點擊按鈕“抽樣定理的驗證”則彈出它的子界面如圖52所示：圖51 主界面圖52