【正文】 低通濾波器 [b,a]=butter(n,Wn)。string39。wp2=2*Fp2_value/Fs_value。Fs_value=str2double(get(,39。)。Fp1_value=str2double(get(,39。visible39。Value39。set(,39。)。off39。) end 圖8 IIR濾波器選擇 圖 9 FIR濾波器選擇Filter Type下拉菜單在下拉菜單Filter Type中選擇濾波器類型選擇低通或者高通濾波器時，隱藏相應(yīng)的帶通和帶阻的第二個臨界頻率，使其頻率參數(shù)不能輸入，程序和效果圖（圖10 、圖11 ）如下：function FilterType_Callback(hObject, eventdata, handles)%讀取此時設(shè)計(jì)的濾波器的類型，“Lowpass、Highpass、Bandpass、Bandstop”FilterType_value=get(,39。,39。該環(huán)境下要設(shè)計(jì)一個界面友好的仿真軟件，一般應(yīng)完成以下兩個步驟：（1）GUI界面設(shè)計(jì)。 （2）Max：最大值。 （2）Style：控件對象類型。 （1）BackgroundColor：設(shè)置控件背景顏色，使用[R G B]或顏色定義。 %生成頻率響應(yīng)參數(shù)plot(f,20*log(abs(h))) %畫幅頻響應(yīng)圖plot(f,angle(h))。Windows指定窗函數(shù)類型，默認(rèn)為Hamming窗；可選Hanning、Hamming、Blackman、triangle、bartlett等窗，每種窗都可以由Matlab的相應(yīng)函數(shù)生成。 型橢圓filter. 圖 2 Butterworth低通濾波器 FIR數(shù)字濾波器 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理根據(jù)數(shù)字濾波器沖激響應(yīng)的時域特征,可將數(shù)字濾波器分為2種,即無限長沖激響應(yīng)濾波器( IIR DF)和有限長沖激響應(yīng)濾波器( F IR DF) 。 %畫相頻響應(yīng)圖%[N, Wn] = buttord(Wp, Ws, Rp, Rs) 確定butterworth 的N 和Wn%[N, Wn] = cheblord ( (Wp, Ws, Rp, Rs) 確定Chebyshev濾波器的N 和Wn%[N, Wn] = cheb2ord (Wp, Ws, Rp, Rs) 確定Chebyshev2濾波器的N 和Wn%[N, Wn] = ellipord (Wp, Ws, Rp, Rs) 確定橢圓(Ellipse) 濾波器 的N 和Wn%[B,A] = butter(N,Wn,39。 IIR濾波器設(shè)計(jì)思想IIR濾波器設(shè)計(jì)思想是：利用已有的模擬濾波器設(shè)計(jì)理論，首先根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個合適的模擬濾波器，然后再通過脈沖響應(yīng)不變法或雙線性變換法，完成從模擬到數(shù)字的變換。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++ ，JAVA的支持。數(shù)字濾波器因其精度高、可靠性好、靈活性大等優(yōu)點(diǎn), 在語音信號處理、信號頻譜估計(jì)、信號去噪、無線通信中的數(shù)字變頻以及圖像處理等工程實(shí)際應(yīng)用中都很廣泛。2 MATLAB GUI的簡介　　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(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。 IIR數(shù)字濾波器 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理濾波器的設(shè)計(jì)質(zhì)上是尋找一個既能物理實(shí)現(xiàn)，又能滿足給定頻率特性指標(biāo)要求的系統(tǒng)傳輸函數(shù)。型巴特沃斯(Butterworth)濾波器filter。type39。因此,這種方法的重點(diǎn)在于選擇某種恰當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)和一種合適的理想濾波器。% w=triang(n+1)。 圖 5 GUI設(shè)計(jì)的圖形界面 圖6 “濾波器設(shè)計(jì)軟件”GUI界面設(shè)計(jì) “濾波器設(shè)計(jì)軟件”回調(diào)函數(shù)編寫設(shè)計(jì)總框圖如圖7所示 圖7 設(shè)計(jì)總框圖Digital Filter下拉菜單在下拉Digital Filter菜單里選擇IIR和FIR濾波器設(shè)計(jì)選擇IIR或者FIR屏蔽相應(yīng)的選項(xiàng)，當(dāng)選擇IIR選項(xiàng)時，使FIR的Windows的選擇窗口不能使用，程序和效果圖（圖8 、圖9 ）如下： function DigitalFilter_Callback(hObject, eventdata, handles)%讀取此時選擇的濾波器選擇，“IIR、FIR” DigitalFilter_value=get(,39。)。off39。)。 set(,39。visible39。)。,num2str(n))②當(dāng)選擇了自定義階數(shù)時，讀取自定義階數(shù)if(MinOrder_value==0) n=str2double(get(,39。FilterDesign_value=get(,39。String39。))。,num2str(n)) else if((FilterType_value==3)||(FilterType_value==4)) [n,Wn]=cheb1ord(wp,ws,Rp_value,Rs_value)； set(,39。,num2str(n)) end end endend MinOrder_value=get(,39。axes()。axes()。如果希望界面可控，那么最好用Callback屬性。,hObject,eventData,handles,...) calls the local% function named CALLBACK in with the given input arguments.%% FILTER(39。, [] , ... 39。String39。202。194。String39。,39。175。182。162。)。BackgroundColor39。ws2=2*Fs2/Fs, 185。0163。200。206。defaultUicontrolBackgroundColor39。amp。39。199。212。String39。String39。)) set(hObject,39。243。235。172。233。), get(0,39。Fs_value=str2double(get(,39。212。end function Fp1_Callback(hObject, eventdata, handles)%188。% hObject handle to figure% eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default mand line output from handles structurevarargout{1} = 。, Filter_OpeningF, ... 39。通過這次的課程設(shè)計(jì)我們鞏固了數(shù)字信號處理課程中的濾波器的設(shè)計(jì)，也了解了利用MATALB創(chuàng)建圖形用戶界面GUI的知識，不管以后利用這個功能的機(jī)會多不多，我們都提過了學(xué)習(xí)新知識的能力，這也是我們應(yīng)該要收獲的能力。同時還需要詳細(xì)掌握菜單和控件。 case 4 %帶阻濾波器[b,a]=butter(n,Wn,39。 case 2 %高通濾波器 [b,a]=butter(n,Wn,39。string39。,num2str(n)) else if((FilterType_value==3)||(FilterType_value==4)) [n,Wn]=buttord(wp,ws,Rp_value,Rs_value)； set(,39。String39。Order_value=get(,39。%當(dāng)選擇了Filter（Butterworth、 ChebyshevⅠ等）中一種Filter運(yùn)行AutoChoose,m文件 if(AutoRun_value==1) AutoChoose(handles) endQuit按鈕退出濾波器設(shè)計(jì)窗口，其程序如下：function Quit_Callback(hObject, eventdata, handles)%點(diǎn)擊Quti按鈕退出Closefunction AutoChoose(handles)Nn=128。on39。 else set(,39。,39。visible39。 set(,39。)。) %當(dāng)選擇了FIR時，使IIR的濾波器（Butterworth、 ChebyshevⅠ等）選項(xiàng)屏蔽 else set(,39。按要求設(shè)計(jì)好的“濾波器設(shè)計(jì)軟件”主面板見圖4, 共包括5個區(qū)域：（1）圖形區(qū)：用于顯示各模塊的仿真曲線（2）參數(shù)設(shè)區(qū)：由個靜態(tài)文本框和個編輯框以及類型選擇按紐組成, 實(shí)時的進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定和濾波器原型的選定（3）對象模型區(qū)：由下拉菜單選定數(shù)字濾波器類型, 當(dāng)用戶的輸人參數(shù)發(fā)生變化時, 可通過單擊響應(yīng)的“ Run”按鈕, 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的實(shí)時刷新與顯示（4）數(shù)據(jù)顯示區(qū)：對應(yīng)于圖形顯示結(jié)果, 實(shí)時顯示濾波器階次和分子分母多項(xiàng)式系數(shù)。 （3）Min：最小值。該屬性值應(yīng)該為一個可以直接求值的字符串，在該對象被選中和改變時，系統(tǒng)將自動地對字符串進(jìn)行求值。 （1）BusyAction：處理回調(diào)函數(shù)的中斷。 （3）Tag：控件表示（用戶定義）。 （2）CData：在控件上顯示的真彩色圖像，使用矩陣表示。 FIR濾波器設(shè)計(jì)編程實(shí)現(xiàn)例如選擇設(shè)計(jì)FIR的Blackman窗的低通濾波器，其Fs=22050Hz，F(xiàn)p1=3400Hz，F(xiàn)s1=5000Hz,Rp=2dB,Rs=20dB 程序和效果圖（圖 3）如下：Fs=22050；Fp1=3400；Fs1=5000；Rp=3；Rs=20；n=75。FIR DF的沖激響應(yīng)h ( k)是有限長的M 階F IR DF系統(tǒng)函數(shù)可表示為濾波器的輸出它的設(shè)計(jì)問題實(shí)質(zhì)上是確定能滿足所要求的轉(zhuǎn)移序列或脈沖響應(yīng)的常數(shù)問題,設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)法、頻率采樣法和等波紋最佳逼近法等。type39。如[B,A] = butter(N,Wn,39。在數(shù)字信號處理中,數(shù)字濾波器占有極其重要的地位。關(guān)鍵詞：MATLAB GUI IIR濾波器 FIR濾波器目 錄1設(shè)計(jì)任務(wù) 12 MATLAB GUI的簡介 23 濾波器設(shè)計(jì)原理 3 3 IIR數(shù)字濾波器 4 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理 4 IIR濾波器設(shè)計(jì)思想 5 IIR濾波器設(shè)計(jì)編程實(shí)現(xiàn) 6 FIR數(shù)字濾波器 8 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理 8 FIR濾波器設(shè)計(jì)思想 94 基于Matlab GUI的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn) 124. 1 GUI界面設(shè)計(jì)概述 12 “濾波器設(shè)計(jì)軟件”設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)任務(wù) 14 基于Matlab GUI的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 16 “濾波器設(shè)計(jì)軟件”GUI界面設(shè)計(jì) 16 “濾波器設(shè)計(jì)軟件”回調(diào)函數(shù)編寫 17 22 運(yùn)行和結(jié)果顯示 285 設(shè)計(jì)總結(jié)和心得 33 設(shè)計(jì)總結(jié) 33 設(shè)計(jì)心得 34Abstract 35參考文獻(xiàn) 36附錄1設(shè)計(jì)任務(wù)1 設(shè)計(jì)目的 GUI設(shè)計(jì)工具應(yīng)用平面2 設(shè)計(jì)要求要求：“濾波器設(shè)計(jì)軟件”設(shè)計(jì)要有人機(jī)交互界面。MATALB 可以創(chuàng)建圖形用戶界面GUI ( GraphicalUser Interface) ,它是用戶和計(jì)算機(jī)之間交流的工具。而且具有強(qiáng)大的繪圖功能,可以輕松的獲得更高質(zhì)量的曲線圖?？晒┻x用的階數(shù)選擇函數(shù)有:buttord，cheblord，cheb2ord，ellipord 等。型巴特沃斯(Butterworth)濾波器filter.%[B,A] = cheby1 (N,R,Wn, 39。濾波器階數(shù)越高將占用更多的DSP運(yùn)算時間。, Windows)，同時選擇在此函數(shù)中選擇要設(shè)計(jì)的濾波器的類型。因此在設(shè)置這些屬性時, 要注意下面幾個常用又很重要的屬性設(shè)置： （7）Units：設(shè)置控件的位置及大小的單位 用戶應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)好的圖形界面的功能，針對各個不同的圖形對象來編寫出能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的函數(shù)代碼，確保這個圖形界面能夠完成所預(yù)定的功能。enable39。visible39。,39。on39。)。,39。 else set(,39。%如果不在[0,1]之間，顯示輸入錯誤對話框if(wp1=1) errordlg(‘wp1=2*Fp1/Fs,歸一化頻率不在【0，