【正文】 在許多高校的相關(guān)專業(yè)，數(shù)字信號處理都被列為專業(yè)必修課。模擬網(wǎng)絡(luò)的精度由元器件決定，模擬元器件的精度很難達(dá)到 103以上，而數(shù)字系統(tǒng)只要 14位字長就可達(dá)到 104的精度。這是由于數(shù)字部件有高度規(guī)范性，便于大規(guī)模集成、大規(guī)模生產(chǎn)，對電路參數(shù)要求不嚴(yán)，故產(chǎn)品成品率高。 （ 7）二維與多維處理。 GUI設(shè)計既可以以基本的 MATLAB程序設(shè)計為主，也可以用鼠標(biāo)利用 GUID工具進(jìn)行設(shè)計，也可以綜合以上兩種方法進(jìn)行設(shè)計。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好 第 6頁 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 一個較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（ M文件）后再一起運行。在計算要求相同的情況下，使用 MATLAB的編程工作量會大大減少。另外新版本的 MATLAB 還著重在圖形用戶界面（ GUI）的制作上作了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。工具箱是 MATLAB函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學(xué)科專業(yè)和應(yīng)用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應(yīng)用。 圖 系統(tǒng)流程圖 首先進(jìn)入 GUI主界面，讓用戶可以自由選擇想了解的內(nèi)容和實驗。 （ 3）編寫 GUI界面的回調(diào)函數(shù)下的程序，將各個子界面整合在 GUI界面中，即通過 GUI界面就可以進(jìn)入任何一個子界面并進(jìn)行操作。 （ 5） Visible：控件是否可見。 （ 7） Units：設(shè)置控件的位置及大小的單位。 （ 5） DeleteF：刪除對象過程中執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)。 句柄圖形之間的層次關(guān)系 圖 句柄圖形之間的層次關(guān)系圖 可以創(chuàng)建圖形句柄的常見函數(shù)： 第 13頁 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1． figure函數(shù)：創(chuàng)建一個新的圖 形對象。 9． uimenu函數(shù)：生成圖形窗口的菜單中層次菜單與下一級子菜單。通過退出按鈕可以關(guān)閉這個界面。右鍵單擊 “正弦信號 ”，選擇 View Callbacks 中的 Callback菜單項就可以打開 m文件（ ），這個文件是 MATLAB自動生成的，在 functionpushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)下添加程序如下： axes() %將句 柄值為 的坐標(biāo)軸指定為當(dāng)前坐標(biāo)軸 第 16頁 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 clc A=str2num(get(,?String?))。 ft=A*exp(a*t)。 ft=A*sin(W*t+P)。 實驗主界面 點擊 ‘ 第一章 基本信號的產(chǎn)生 ‘ 按鈕之后出現(xiàn)實驗主界面。 第 14頁 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 4章 系統(tǒng)界面設(shè)計 MATLAB 將所有 GUI 支持的用戶都集成在 GUID 工具箱里，并且提供界面諸多元素，例如界面外觀、界面屬性和行為響應(yīng)方式的設(shè)置方法。 5． patch函數(shù)：填充多邊形。 （ 3） Min：最小值。 （ 2） ButtonDownF屬性：按鈕按下時的處理函數(shù)。 （ 4） TooltipString屬性：提示信息顯示。 （ 1） BackgroundColor：設(shè)置控件背景顏色，使用 [R G B]或顏色定義。界面設(shè)計完成后，只是一些靜態(tài)的畫面，而沒有實際操作意義，還不能用于實驗操作，想要達(dá)到實驗演示和分析的功能，還必須借助于 callback函數(shù)調(diào)用一系列的程序。本系統(tǒng)按功能要求主要劃分以下幾個模塊： GUI模塊、實驗主界面模塊、實驗結(jié)果和實驗內(nèi)容模塊。 （ 6）實用的程序接口和發(fā)布平臺 新版本的 MATLAB可以利用 MATLAB編譯器和 C/C++數(shù)學(xué)庫和圖形庫，將自己的 MATLAB程序自動轉(zhuǎn)換為獨立于 MATLAB運行的 C和 C++代碼。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動畫和表達(dá)式作圖。 （ 3）強大的科學(xué)計算機數(shù)據(jù)處理能力 MATLAB 是一個包含大量計算算法的集合。隨著 MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級， MATLAB的用戶界面也越來越精致，更加接近 Windows 的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機交互性更強，操作更簡單。 MATLAB簡介與特點 MATLAB的簡介 MATLAB是矩陣實驗室（ Matrix Laboratory）的簡稱，MATLAB 是美國 MathWorks 公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和 Simulink兩大部分，和 Mathematica、 Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。處理器運算速度越高，能處理的信道數(shù)目也就越多。 （ 3）可靠性強。 第 4頁 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2章 數(shù)字信號處理與開發(fā)環(huán)境的簡介 數(shù)字信號處理的簡介 隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息時代和數(shù)字世界悄然到來，數(shù)字信號處理已成為一門重要的學(xué)科和一個極其重要的科學(xué)領(lǐng)域。 本實驗系統(tǒng)以 MATLAB 為開發(fā)平臺，保證了該系統(tǒng)具有一定的通用性，它采用圖形交互的界面，不僅可以用于實驗教學(xué)，也可以用于輔助理論教學(xué)，操作起來非常方便，形象直觀。學(xué)生在學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容的時候，通常感覺比較抽象，對其中的基本理論和分析方法難以具體地理解和掌握。 MATLAB 是用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境。 二、主要內(nèi)容 通過研究利用 MATLAB 實現(xiàn)基本序列的計算、基本信號的產(chǎn)生、離散傅里葉變換、數(shù)字濾波器設(shè)計等實驗，讓基于 MATLAB的教學(xué)實驗系統(tǒng)更具體化，充分利用 MATLAB仿真軟件以加深對課程原理和方法的理解。數(shù)字信號處理的核心內(nèi)容主要是信號的獲取、傳輸和處理、識別及綜合等。 teaching experiment。隨著對仿真和程序設(shè)計通用性及可視化需求的日益增加，MATLAB著重改善了圖形用戶界面的制作，極大地滿足了用戶的需求。但是，它涉及的知識廣泛，包括微積分、概率論、信號與系統(tǒng)等。在高精度系統(tǒng)中，有時只能采用數(shù)字系統(tǒng)。尤其是對于低頻信 號，例如地震波分析，需要過濾幾赫茲到幾十赫茲信號，用模擬網(wǎng)絡(luò)處理時，電感器、電容器的數(shù)值、體積和重量都非常大，性能亦不能達(dá)到要求、而數(shù)字信號處理系統(tǒng)在這個頻率處卻非常優(yōu)越。利用龐大的存儲單元，可以存儲一幀或數(shù)幀圖象信號，實現(xiàn)二維甚至多維信號的處理，包括二維或多維濾波、二維及多維譜分析等。 MATLAB的特點 （ 1）友好的工作平臺和編程環(huán)境 MATLAB由一系列工具組成 。新版本的 MATLAB 語言是基于最為流行的 C＋＋語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與 C＋＋語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式。 MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡單最基本的函 數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)。 （ 5）應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 MATLAB對許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強大的模塊集和工具箱。 （ 7）應(yīng)用軟件開發(fā)（包括用戶界面） 在開發(fā)環(huán)境中，使用戶更方便地控制多個文件和圖形窗口；在編程方面支持了函數(shù)嵌套，有條件中斷等；在圖形化方面，有了更強大的圖形標(biāo)注和處理功能，包括對性對起連接注釋等；在輸入輸出方面，可以直接向 Excel 和 HDF5進(jìn)行連接。在每個實驗的窗口 第 9頁 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 上又分別安放了實驗內(nèi)容和實驗結(jié)果，學(xué)生可以通過實驗主界面了解想要了解的知識，也可以通過輸入?yún)?shù)得到不同的實驗結(jié)果，即把幾個實驗放在一個界面上，這樣便于比較和分析。 GUI 創(chuàng)建 Matlab GUI界面通常有兩種方式：第一種，在 .m文件中動態(tài)添加，即自己編寫程序，設(shè)置 參數(shù)；第二種，使用 GUIDE幫助創(chuàng)建 GUI；在 Command 里面輸入 GUIDE 或者從菜單里面，或者從快捷按鈕均可進(jìn)入 GUIDE。 （ 1） Enable 屬性： 表示此控件的使能狀態(tài)，設(shè)置為 on”，表示可選，為 “off”時則表示不可。 （ 8）有關(guān)字體的屬性，如 FontAngle， FontName等。 （ 6） Interruptible 屬性：指定當(dāng)前的回調(diào)函數(shù)在執(zhí)行時是否允許中斷，去執(zhí)行其他的函數(shù)。 2． newplot函數(shù)：做好開始畫新圖形對象的準(zhǔn)備。 幾個實用的小函數(shù)： uigetfile 選擇文件對話框 uiputfile 保存文件對話框 uisetcolor 設(shè)置顏色對話框 fontsetcolor 設(shè)置字體對話框 msgbox 消息框 warndlg 警告框 獲取與設(shè)置對象屬性 常用函數(shù)： gcf函數(shù)：獲得當(dāng)前圖形窗口的句柄 gca函數(shù)：獲得當(dāng)前坐標(biāo)軸的句柄 gco函數(shù)：獲得當(dāng)前對象的句柄 gcbo函數(shù)：獲得當(dāng)前正在執(zhí)行調(diào)用的對象的句柄 gcbf函數(shù)：獲取包括正在執(zhí)行調(diào)用的對象的圖形句柄 delete函數(shù)：刪除句柄所對應(yīng)的圖形對象 findobj 函數(shù)：查找具有某種屬性的圖形對象 設(shè)置方法： （ 1） get函數(shù)返回某