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1、精品基于MATLAB的信号与系统实验仿真系统设计 摘 要本文主要介绍了信号与系统仿真系统的需求、总体结构、基本功能。着重介绍了利用Matlab软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，利用Matlab软件提供图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI）设计具有人机交互、界面友好的用户界面。本设计采用Matlab的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实验界面。在本实验软件中, 集成了信号与系统中的多个实验, 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
2、基本知识。关键词信号与系统，MATLAB，图形用户界面，实验软件Based on Matlab signaling system solid platform design Abstract: This article has outlined the signal simulation systems demand, the gross structure, the basic function. Introduced with emphasis realizes the signal simulation system basic principle and the function us
3、ing 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 uses Matlab the graphical user interface design functio
4、n, 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 tool, by the graph and dynamic simulations way demon
5、stration 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，Graphical user interface，Experimental Software精品目 录第一章 引言
6、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 开发语言和开发工具介绍74.2.1 Windows XP74.2.2 Matlab 7.074.2.3图
7、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精品第一章 引言1.1概述“信号与系统”在电子信息专业中是一门很重要的课程，它涉及的知识广泛，包括微积分、概率论、信号与系统等。学生在学习这方面的内容的时候，通常感觉比较抽象
8、，对其中的基本理论和分析方法难以具体地理解和掌握。为此，我们借助一些优良的软件平台（如MATLAB等）来解决这一实际问题，帮助学生更好地理解和掌握数字信号处理中的基本理论和分析方法，激发学生的的学习兴趣，从而达到良好的教学效果。信号与系统实验环节在教学过程中是非常重要的，实验有助于学生理解和掌握所学的理论。MATLAB是用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。作为强大的科学计算平台，它几乎满足所有的计算要求。随着对仿真和程序设计通用性及可视化需求的日益增加，MATLAB着重改善了图形用户界面的制作，极大地满足了用户的需求。MATLAB的GUID是专门用于图
9、形用户界面的快速开发环境，本文利用该工具设计教学实验系统,该系统将MATLAB软件和多媒体硬件结合，将信号与系统的实验内容融入进去，形成一种新的计算机教学实验方式。该系统的形象直观，总体界面友好，具有开放性，便于学生对所学理论知识的理解，大大提高教学的效果和效率。本次课程设计是以MATLAB为开发平台，保证了该系统具有一定的通用性，它采用图形交互的界面，不仅可以用于实验教学，也可以用于辅助理论教学，操作起来非常方便，形象直观。它开发了基本信号的产生，常用序列的计算，傅里叶变换，滤波器的设计等MATLAB辅助分析与设计实验。通过这个实验系统，可以将数字信号处理课程中许多抽象的理论知识形象地表示出
10、来，使得原先实验中较难观察到的现象以及繁琐的设计计算等，都能较简单的解决。该实验系统为学生提供了一个形象而全面的演示，激发学生的学习兴趣，加深学生对数字信号处理课程中理论知识的理解，并且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
11、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。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语言作为工作环境，Matlab语言成为第四代编程语言，程序简洁、可读性很强而且调试十分容易
12、，自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，历经十几年的发展，现成为国际公认的优秀科技应用软件，是信号与系统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形的传输特性，以及在信道中的传输特性。使他们直观，感谢地了解和掌握通信系统的概念，传输性能等。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“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
13、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
14、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1、运用 Matlab的图形用户界面(GUI)设计方法, 设计整个实验系统的开始引导界面、实验主界面及其实现信号处理课程中具体实验的各个子界面，设计系统的说明界面及其各个实验的说明界面。2、完成分别编写各个子界面的各个控件对象的回调函数, 来实现控件相应控制功能, 达到直接通过界面上各个控件就可以控制数据的输
15、入输出, 并可以方便地对实验结果的数据及其图形进行读取和分析的目的。编写主界面的回调函数, 将各个实验子界面整合在信号处理系统实验主界面中, 即通过主界面就可以进入任何一个实验子界面进行实验。3、编写开始引导界面的回调函数, 实现从引导界面直接进入主界面，完成基本信号的产生、实验结果、序列的基本运算、生成可执行文件等。4、调试界面同时进行修改和完善。3精品第二章 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MathWorks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，
