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1、Abstract基于Matlab的信号系统实平台设计 摘 要本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。重点介绍了利用Matlab软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，以及利用Matlab软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI）设计具有人机交互、界面友好的用户界面。本文采用Matlab的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实验界面。在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。本系统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的基本
2、知识。关键词信号处理，MATLAB，图形用户界面，实验软件Based on Matlab signaling system solid platform design Student：Yang Shuilianlian Wang Haibo Teacher：Sun XiaoqiAbstract: This article has outlined the signal simulation systems demand, the gross structure, the basic function. Introduced with emphasis realizes the signal s
3、imulation system basic principle and the function using the matlab software design, as well as the graphical user interface which provides using the matlab software (Graphical User Interfaces, GUI) designs has the man-machine interaction, the contact surface friendly user interface. This article use
4、s Matlab the graphical user interface design function, developed each experiment contact surface. In this experiment software, integrated in signal processing many experiments, the application effect has been good. This system is one kind of demonstration software, with the visualization simulation
5、tool, by the graph and dynamic simulations way demonstration part elementary signals transmission profile and the transformation, causes the trainees direct-viewing, perceptually to understand and to know the correspondence principle the elementary knowledge.Key words: Signal Processing，MATLAB，Graph
6、ical user interface，Experimental Software目录目 录第一章 引言11.1概述11.2基于Matlab的信号与系统实验平台开发现状11.3研究意义21.4本文的主要工作2第二章 系统分析32.1引言32.2 需求分析32.3可行性分析42.3.1技术可行性42.3.2 经济可行性42.3.3 操作可行性42.4 系统主要目标及功能42.4.1 系统目标42.4.2 系统主要功能42.5 小结5第三章 方案选取63.1引言63.2界面工具的选取63.3模拟信号实验的软件工具选择63.4 设计方案选择6第四章开发运行环境74.1系统开发环境和运行环境74.2
7、开发语言和开发工具介绍74.2.1 Windows XP74.2.2 Matlab 7.074.2.3图形用户界面(GUI)8第五章 系统软件平台的设计105.1引言105.2系统整体框图105.3 系统设计步骤115.4 系统模块115.4.1 模块划分简介115.4.2 模块具体设计115.5 生成可执行文件265.6 小结26第六章 系统测试276.1引言276.2 测试背景276.3 测试概要276.3.1 测试结果276.3.2 测试分析346.4 小结34第七章 结论35致 谢37参考文献38附录:主要代码39V石河子大学学士学位论文第一章 引言1.1概述随着计算机的普及应用以及科
8、技的发达，现代社会是信息的社会，对信息的研究变得非常重要，而对信号波形的模拟可以方便研究人员研究。以前的信号模拟是用硬件，对仪器和实验室的要求较高，不便于广泛应用，而且信号处理具有内容繁多、概念抽象、设计复杂等特点，学生在学习时常常会感到枯燥，难以理解和掌握。硬件模拟信号波形对设备要求较高，有时候受仪器或操作不对等因素的影响将无法正确直观的看到波形，参数改变时不能立即看到波形变化。而用软件的形式对信号波形进行仿真有着界面可视性强，操作简单方便；便于数据修改，文件保存，实验效率高，实验内容丰富，结果直观易懂，便于分析；而且系统容易扩展新的实验项目。所以仿真很有必要而且急为迫切。因而选择此课题作为
9、我们的毕业设计。1.2基于Matlab的信号与系统实验平台开发现状Matlab在全世界内都很是流行，特别是在工程计算领域。近年来越来越多的国人也喜爱上了这一套软件。Matlab的toolbox中也含有概率统计方面的库函数。概率方面的库函数主要有各种常见分布的分布函数、概率密度、分布率以及生成服从各种分布随机数的函数统计方面的库函数含盖了简单随机样本下常见的参数估计（点估计、区间估计），假设检验等等。林月美, 陈仁安研究了基于Matlab 软件的信号与系统实验平台, 弥补了教学中的不足. 通过实验, 加强学生对信号与系统课程的理解和掌握7。李世银,辛晓丽,罗驱波,岳 婷基于MATLAB Web
10、Server的远程仿真系统具有交互性强和使用简单方便等优点。介绍了Matlab Web Server的基本原理及系统配置方法,并结合通信原理远程仿真程序的开发实例,重点讨论了仿真系统的三个基本组成部分:M文档,HTML输入文档和HTML输出文档开发的关键步骤和代码,最后,给出了AM调制的仿真结果21。初秀琴,何蕾,李玉山认为Matlab是一种高性能的用于工程计算的编程软件,它具有强大的数学计算、算法推导、建模仿真、图形绘制等功能,但是这些功能只能在Matlab本身所提供的平台上使用,且具有代码执行速度慢的缺点。文中提出了实现Matlab与其它编程语言之间接口的方案,并且对与VC之间的接口进行了
11、验证,解决了Matlab函数只能在其本身所提供的平台上使用的问题,使得代码的执行速度和安全保密性都大大提高。周传胜等基于Matlab的Simulink工具箱、webserver工具箱、虚拟现实工具箱和虚拟现实语言(VRML)构建了网络交互式虚拟现实实验系统,系统由一个服务器和若干个客户机组成。学生在客户机上通过互联网可浏览服务器上的虚拟演示实验,并可根据需要在客户端实时地修改实验参数,这些参数通过网络传到服务器后,服务器会将更新的虚拟的实验现象和实验结果传到客户机,从而完成交互式虚拟现实实验过程20。1.3研究意义Matlab作为编程语言和可视化工具 , 用Matlab开发的实验为学生提供了“
12、信号分析”、“信号抽样”、“系统仿真”、“系统特性”、“滤波器设计”及“傅立叶变换”等实验模块 。 它的界面演示框如同通用示波器 , 显示了信号分析与系统设计的动态仿真过程 , 给人以直观的感受1。在教学中它能为同学们提供了大量的实例, 同时它也为同学们留下了动在实验中同学们可以改变信号、模块、仿真子系统等的参数 , 并观察信号与系统的相应变化. 在实验过程中 , 同学们对所学的书本知识会有感性的认识和直观的验证 , 加深对“信号与系统”原理的理解。本课题能避开硬件系统的不足，巧妙的运用软件来仿真硬件才能实现的实验结果，大大降低了实验设备要求，节约了人力和财力，而且有很多的库函数可以在实验时直
13、接调用，避免了用硬件做实验的局限性。可以更方便的做信号系统实验，为教学和研究提供了方便。还能够锻炼一个人在面对一个具体的项目时，遇到问题，分析问题，解决问题的能力；获得独立策划、实施课题，并按照既定计划进行开发的经验，以及查找相关文献的能力。通过自己的努力使得对于Matlab有一个全面的、深刻的认识,并且对Matlab做界面的软件有了一定的了解，对系统规划有了初步的认识。为以后研发工作打下坚实的基础，积累宝贵的经验。1.4本文的主要工作本文主要是针对以Matlab为软件平台的信号系统实验平台的设计，用Matlab语言编程开发一个适合小型的信号系统实验平台,方便学生学习。具体的工作主要有: 1)
14、通信模拟仿真系统的设计分析。2)通信模拟仿真系统的总体框架。3)通信模拟仿真系统的设计与实现。 4)系统测试与分析。5)编写文档。37第二章 系统分析第二章 系统分析2.1引言现代社会，通信与传感、仿真计算技术紧密结合，信息成为社会的高级“神经中枢”，随着我国科学技术的发展和国内外合作的加强，对通信水平的要求也日益增加，如果通信水平跟不上，社会成员之间的合作程度就受到限制，生产力的发展也必然受到限制，可见通信在现代生活中扮演的角色越来越重要，本课题以此为出发点，采用Matlab语言为工作环境，Matlab语言称为第四代编程语言，程序简洁、可读性很强而且调试十分容易,自1984年由美国MathW
15、orks公司推向市场以来，历经十几年的发展，现已成为国际公认的优秀科技应用软件，是数字信号处理方面得天独厚优势图形开发工具.本软件设计目标是以配合教学为出发点，主要是面对通信工程专业的初学者，用简单，可视化的仿真模拟图形给大家演示部分基本波的传输特性，以及在信道中的传输特性。使他们直观，感性地了解和掌握通信系统的概念、传输性能等3。为了规范和条理的进行本系统的设计以及使后续的开发维护工作变得有趣而轻松，故编写本系统需求分析说明书；旨在开发过程中进行参考，使系统在需求的规范之内，避免重复劳动，加快开发进度以及提高开发效率；同时也是为以后系统维护服务提供指南；由于时间仓促，错误之处在所难免，请见谅。2.2 需求分析通信在现今生活中已是普遍存在，在经济发展，政治军事活动，个人生活中的应运以是相当普遍，是社会发展不可缺少的工具，自1844年莫而斯在华盛顿和巴尔的摩之间发送世界第一份电报以来，通信已经经历了150多年，发展到目前数字通信趋于替代模拟通信的趋势。信号与系统课程，是高等理工科类院校通信与电子信息工程等专业中一门十分重要的基础理论课，也是电子
