matlabgui的数字信号处理课程仿真平台研究(附件)
摘 要 此次毕设是数字信号处理课程仿真平台的研究，此系统是以MATLAB的开发软件为基础，并且通过图形用户界面（Graphical User Interface）来实现。首先，利用MATLAB GUI完成数字信号处理课程中的快速傅里叶变换、FIR数字滤波器、IIR数字滤波器设计界面构建，然后使用MATLAB开发软件完成GUI的编程，最后，生成可执行文件，并对数字信号处理课程平台的系统进行测试与优化。本毕设将数字信号课程中的重点可视化界面进行展示，突出了理论与实践的结合。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 研究的目的 1
1.3 研究的内容 1
1.4 国内外研究发展情况 2
第二章 MATLAB的介绍 3
2.1 MATLAB简介 3
2.2 ?MATLAB的工作环境 3
2.3 工作环境的特点 3
第三章 仿真平台的实现 4
3.1 界面的设计方法 4
3.1.2? GUI的设计过程 4
3.1.3 基于MATLAB的数字信号处理课程仿真平台界面 5
3.2系统设计步骤 5
3.3 界面设计 5
3.4小结 11
第四章 系统测试 12
4、1 引言 12
4.2?测试背景 12
4.3测试分析 12
4.4数字信号处理课程仿真平台的特点? 12
结束语 13
致 谢 14
参考文献 15
第一章 绪论
1.1 引言
近年来，在信息领域，技术发展的速度很快，高校培养的毕业生不仅需要丰富的理论基础知识，同时也需要在工程技术方面，经过一系列严格并且系统的学习，才能适应社会所需要的需求。学生可以通过学习教程过程里面的几个实验环节，在学习之后，学生有关于在解决实际的问题的能力以及分析分析问题的能力都可以得到充分有效的提升。作为一种科学研究手段和实验实物的补充，仿真实验具有以下优点：既不受到设备的限制和环境条件影响，也不受时间地点和地点限制，无需增加额外
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的投资，其设备也不用定期进行维护和修理等，因此越来越多的科研人员开始重视这一门工具，与此同时一系列仿真分析的通用工具也应运而生。，MATLAB是一种功能丰富的编程软件，它经常被用作为一种可视化工具，通过对它的运用，可以解决许多关于数学方面，科学计算方面以及工程方面的问题，他是现在许多的高等院校和科研院教学中被广泛运用的一款应用软件。这一款软件拥有强大的功能，它的界面直观，在编程的时候，使用起来十分方便，语言流畅自然，在处理信号、对系统进行识别、进行自动控制、对小波进行分析、非线性系统、优化技术、模糊控制和神经网络等许多相关领域中应用可谓是相当的广泛。
在目前，有关于数字信号的处理理论和信号处理的技术越来越成熟，它已经成为了一项很实用的学科。和数字信号处理有关的应用领域范围越来越广阔，它已经深入到很多的学科以及技术方面的领域。以数字信号处理为基础的知识已经成为了计算机科学、电子信息和通信等相关专业学生一定需要掌握的一类专业基础知识。因为“数字信号处理”这个课程本身具有许多独有的特点，这个课程主要是通过在黑板上面进行传统的单一的教学，如果学生只通过做习题的方法来巩固并且理解和教学相关的内容，这样子不仅制约了这个课程的教学效果，也会在一定程度上产生影响。
所以，这个课程急需进行新型的教学方法和新型的教学手段，即改变传统老套的教学模式，加强实践教学，使得教学模式不在单一，同时把计算机仿真这个模块引进到“数字信号处理”这个课程里面进行教学，这样子实验环境将会变为可视型的交互式实验环境，把计算机作为一种辅助教学的手段，学生可以用信号分析软件来完成很多的学习工作，比如说：离散信号、数值计算以及系统分析出来的可视化建模和它的仿真，这样就对以后的专业课学习先打下一个厚实的基础。
1.2 研究的目的
在matlab环境中搭建一个教程平台，在这个平台中，可以对许多简单的实验进行模拟。比如以下等方面：Z反的变换、把极点留数进行分解、绘出关于滤波器的零极点图、计算出数字滤波器的频率响应等。由于很多理论方面的知识十分复杂，需要在这个平台上面先开始进行模拟，如果成功以后再和理论知识相结合，这样能够大大提高学习的效率。这个平台主要的作用是帮助学生学习，在教学条件力所能及之下，可以让学生学习到基本的理论知识，通过不断的实践能进一步地掌握、理解相关方面的知识。
1.3 研究的内容
本论文主要研究和涉及的内容有有以下几方面：
（1）使用MATLAB软件对数字信号处理课程中的系统响应及其稳定性、FFT、FIR滤波器、IIR滤波器等进行仿真；
（2）用MATLAB GUI实现仿真参数设置及仿真结果的可视化平台，使基础理论知识得以直观演示和验证。
1.4 国内外研究发展情况
对于现今的科学技术的状况,再使用传统的方法来教学，越来越不能满足社会所要的需求,此外在实验室中进行操作的时候，学生往往不能在较短的时间里面达到预期的效果.MATLAB软件因为现今的计算机技术快速飞速发展而被推出,采用计算机来实现对实验的模拟仿真越来越流行。MATLAB作为数字信号处理的一种平台,它的性能十分卓越，具有许多的优点，它的环境开放、矩阵运算功能强大、数据处理速度快、图形绘制丰富、含有各种工具箱,它使得数字信号的学习有了一个很实用并且方便的工具。
关于仿真教学额平台已经有了许多年的发展历史，尤其很多的高校在实验研究的时候，仿真教学早就成为其中必不可少的一步。尤其对于数字信号处理这一门课程而言，它的公式又多、推导性质又特别的复杂繁琐、含有很多概念性的内容，而且还要信号与系统和一些相关课程作为它的基础，传统模式的教学完全不能够满足新时代对于的教学需求，通过对MATLAB的图形设计的一些工具的使用，不仅可以完成课堂中的教学，还能把它和实验内容结合在一起。
第二章 MATLAB的介绍
2.1 MATLAB简介
MATLAB是一套性能很高的数值计算软件，也是一款可以用于可视化的软件,因为它的用途广泛,用法简便,所以应用在很多地方,它是现如今在国际上面都被公认的在科学技术方面最优秀的一款应用软件。在许多高等的院校,它已经被用作很多高级课程的教学，比如：图像处理、数字信号处理、数据统计、时间序列分析、应用线性代数、自动控制理论、动态系统仿真等。利用MATLA，不仅对使用计算机来进行的语言的编程能够做到实时的交互利用，还能具有轻松解释的好处，它所使用的编程语言也是和我们接触过的数学公式及其相似的，这样就使得我们能够更好的学习与利用其中的高效可利用的数学式值、具备强大运算能力的符号、具有丰富可视化的能力的图形；除了上述优点，本课题所需要使用的一些工具包，MATLAB中也是拥有极其专业性的内容存在的，并且它拥有的诸多接口也是能够高度匹配其他高级语言的。而对于现在普遍使用的应用型学科，MATLAB也能充分体现出其自身所具有的超强适应性的优异特性,并且做为一款基础软件，在我们处理科学文字、仿真设计、分析建模、数学计算时，也是完全能无压力胜任的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 研究的目的 1
1.3 研究的内容 1
1.4 国内外研究发展情况 2
第二章 MATLAB的介绍 3
2.1 MATLAB简介 3
2.2 ?MATLAB的工作环境 3
2.3 工作环境的特点 3
第三章 仿真平台的实现 4
3.1 界面的设计方法 4
3.1.2? GUI的设计过程 4
3.1.3 基于MATLAB的数字信号处理课程仿真平台界面 5
3.2系统设计步骤 5
3.3 界面设计 5
3.4小结 11
第四章 系统测试 12
4、1 引言 12
4.2?测试背景 12
4.3测试分析 12
4.4数字信号处理课程仿真平台的特点? 12
结束语 13
致 谢 14
参考文献 15
第一章 绪论
1.1 引言
近年来，在信息领域，技术发展的速度很快，高校培养的毕业生不仅需要丰富的理论基础知识，同时也需要在工程技术方面，经过一系列严格并且系统的学习，才能适应社会所需要的需求。学生可以通过学习教程过程里面的几个实验环节，在学习之后，学生有关于在解决实际的问题的能力以及分析分析问题的能力都可以得到充分有效的提升。作为一种科学研究手段和实验实物的补充，仿真实验具有以下优点：既不受到设备的限制和环境条件影响，也不受时间地点和地点限制，无需增加额外
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的投资，其设备也不用定期进行维护和修理等，因此越来越多的科研人员开始重视这一门工具，与此同时一系列仿真分析的通用工具也应运而生。，MATLAB是一种功能丰富的编程软件，它经常被用作为一种可视化工具，通过对它的运用，可以解决许多关于数学方面，科学计算方面以及工程方面的问题，他是现在许多的高等院校和科研院教学中被广泛运用的一款应用软件。这一款软件拥有强大的功能，它的界面直观，在编程的时候，使用起来十分方便，语言流畅自然，在处理信号、对系统进行识别、进行自动控制、对小波进行分析、非线性系统、优化技术、模糊控制和神经网络等许多相关领域中应用可谓是相当的广泛。
在目前，有关于数字信号的处理理论和信号处理的技术越来越成熟，它已经成为了一项很实用的学科。和数字信号处理有关的应用领域范围越来越广阔，它已经深入到很多的学科以及技术方面的领域。以数字信号处理为基础的知识已经成为了计算机科学、电子信息和通信等相关专业学生一定需要掌握的一类专业基础知识。因为“数字信号处理”这个课程本身具有许多独有的特点，这个课程主要是通过在黑板上面进行传统的单一的教学，如果学生只通过做习题的方法来巩固并且理解和教学相关的内容，这样子不仅制约了这个课程的教学效果，也会在一定程度上产生影响。
所以，这个课程急需进行新型的教学方法和新型的教学手段，即改变传统老套的教学模式，加强实践教学，使得教学模式不在单一，同时把计算机仿真这个模块引进到“数字信号处理”这个课程里面进行教学，这样子实验环境将会变为可视型的交互式实验环境，把计算机作为一种辅助教学的手段，学生可以用信号分析软件来完成很多的学习工作，比如说：离散信号、数值计算以及系统分析出来的可视化建模和它的仿真，这样就对以后的专业课学习先打下一个厚实的基础。
1.2 研究的目的
在matlab环境中搭建一个教程平台，在这个平台中，可以对许多简单的实验进行模拟。比如以下等方面：Z反的变换、把极点留数进行分解、绘出关于滤波器的零极点图、计算出数字滤波器的频率响应等。由于很多理论方面的知识十分复杂，需要在这个平台上面先开始进行模拟，如果成功以后再和理论知识相结合，这样能够大大提高学习的效率。这个平台主要的作用是帮助学生学习，在教学条件力所能及之下，可以让学生学习到基本的理论知识，通过不断的实践能进一步地掌握、理解相关方面的知识。
1.3 研究的内容
本论文主要研究和涉及的内容有有以下几方面：
（1）使用MATLAB软件对数字信号处理课程中的系统响应及其稳定性、FFT、FIR滤波器、IIR滤波器等进行仿真；
（2）用MATLAB GUI实现仿真参数设置及仿真结果的可视化平台，使基础理论知识得以直观演示和验证。
1.4 国内外研究发展情况
对于现今的科学技术的状况,再使用传统的方法来教学，越来越不能满足社会所要的需求,此外在实验室中进行操作的时候，学生往往不能在较短的时间里面达到预期的效果.MATLAB软件因为现今的计算机技术快速飞速发展而被推出,采用计算机来实现对实验的模拟仿真越来越流行。MATLAB作为数字信号处理的一种平台,它的性能十分卓越，具有许多的优点，它的环境开放、矩阵运算功能强大、数据处理速度快、图形绘制丰富、含有各种工具箱,它使得数字信号的学习有了一个很实用并且方便的工具。
关于仿真教学额平台已经有了许多年的发展历史，尤其很多的高校在实验研究的时候，仿真教学早就成为其中必不可少的一步。尤其对于数字信号处理这一门课程而言，它的公式又多、推导性质又特别的复杂繁琐、含有很多概念性的内容，而且还要信号与系统和一些相关课程作为它的基础，传统模式的教学完全不能够满足新时代对于的教学需求，通过对MATLAB的图形设计的一些工具的使用，不仅可以完成课堂中的教学，还能把它和实验内容结合在一起。
第二章 MATLAB的介绍
2.1 MATLAB简介
MATLAB是一套性能很高的数值计算软件，也是一款可以用于可视化的软件,因为它的用途广泛,用法简便,所以应用在很多地方,它是现如今在国际上面都被公认的在科学技术方面最优秀的一款应用软件。在许多高等的院校,它已经被用作很多高级课程的教学，比如：图像处理、数字信号处理、数据统计、时间序列分析、应用线性代数、自动控制理论、动态系统仿真等。利用MATLA，不仅对使用计算机来进行的语言的编程能够做到实时的交互利用，还能具有轻松解释的好处，它所使用的编程语言也是和我们接触过的数学公式及其相似的，这样就使得我们能够更好的学习与利用其中的高效可利用的数学式值、具备强大运算能力的符号、具有丰富可视化的能力的图形；除了上述优点，本课题所需要使用的一些工具包，MATLAB中也是拥有极其专业性的内容存在的，并且它拥有的诸多接口也是能够高度匹配其他高级语言的。而对于现在普遍使用的应用型学科，MATLAB也能充分体现出其自身所具有的超强适应性的优异特性,并且做为一款基础软件，在我们处理科学文字、仿真设计、分析建模、数学计算时，也是完全能无压力胜任的。
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