matlab課程設(shè)計---虛擬信號發(fā)生器

1、<p>　　課程名稱：計算機輔助分析大作業(yè)</p><p>　　設(shè)計題目： 虛擬信號發(fā)生器 </p><p>　　院 系: </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　年

2、級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2011 年 5 月 20 日</p><p><b>

3、;　　原理分析</b></p><p>　　該虛擬信號發(fā)生器的設(shè)計由GUI界面及其對應(yīng)的程序組成。信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛地應(yīng)用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、方波、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的用途。本文設(shè)計了一種可以產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波的虛擬信號發(fā)生

4、器。</p><p><b>　　建立圖形用戶界面</b></p><p>　　圖形用戶界面（Graphical User Interface，簡稱GUI，又稱圖形用戶接口）是指采用圖形方式顯示的計算機操作用戶界面。</p><p><b>　　具體步驟如下：</b></p><p>　　在Comm

5、and 里面輸入 GUIDE 或者從菜單里面，或者從快捷按鈕均可進入GUIDE，然后新建一個GUI，進入布局編輯器。</p><p>　　為GUI添加控件：編輯框（Edit Text）控件、靜態(tài)文本（Static Text）、 滾動條（Slider）控件、按鈕（Push Button）控件  、坐標(biāo)軸（Axes）控件、面板（Panel）控件，并按照自己的想象擺放GHI控件，即做布局設(shè)計。<

6、;/p><p><b>　　設(shè)置控件的屬性</b></p><p><b>　　圖1 對象瀏覽器</b></p><p><b>　　控件主要屬性列表：</b></p><p>　　注：其余屬性中，大小位置就不敘述了，其他默認，或者在m文件中有設(shè)置</p><

7、p>　　為各個控件添加回調(diào)函數(shù)，然后保存或者運行它，自動生成FIG文件和M文件</p><p>　　在M文件對應(yīng)回調(diào)函數(shù)中編程</p><p><b>　　界面外觀：</b></p><p>　　圖2 GUI界面</p><p><b>　　GUI程序設(shè)計</b></p>&

8、lt;p>　　1）正弦按鈕的Callback函數(shù)：</p><p>　　global p1;%GLOBAL Define global variable.</p><p>　　global p2;</p><p>　　global p3;</p><p>　　global p4;</p><p><b>

9、;　　p2=0;</b></p><p><b>　　p3=0;</b></p><p><b>　　p4=0;</b></p><p>　　p1=get(handles.pushbuttonZHENGXIAN,'value');%獲取正弦按鈕的當(dāng)前值并賦給p1</p><p

10、>　　while p1==1</p><p>　　j=get(handles.sliderfuzhi,'value');%獲取幅值滾動條的值，并且賦給j</p><p>　　k=get(handles.sliderpinlv,'value');</p><p>　　l=get(handles.sliderxiangwei,

11、9;value');</p><p>　　set(handles.editfuzhi,'string',num2str(j));%修改editfuzhi 的值為滾動條當(dāng)前的值</p><p>　　set(handles.editpinlv,'string',num2str(k));</p><p>　　set(handles.

12、editxiangwei,'string',num2str(l));</p><p>　　A=str2num(get(handles.editfuzhi,'string'));%獲取幅值選擇框的值，并且賦給A</p><p>　　f=str2num(get(handles.editpinlv,'string'));</p>&l

13、t;p>　　P=str2num(get(handles.editxiangwei,'string'));</p><p>　　t=0:0.001:8*pi;</p><p>　　y=A*sin(2*pi*f*t+P*2*pi);</p><p>　　plot(t,y);</p><p>　　axis([0,8*pi,-1

14、.2,1.2]); </p><p><b>　　grid on;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　方波按鈕的Callback函數(shù)：</p><p>　　globa

15、l p1;</p><p>　　global p2;</p><p>　　global p3;</p><p>　　global p4;</p><p><b>　　p1=0;</b></p><p><b>　　p3=0;</b></p><p>&

16、lt;b>　　p4=0;</b></p><p>　　p2=get(handles.pushbutton2FANGBO,'value');</p><p>　　j=get(handles.sliderfuzhi,'value');</p><p>　　k=get(handles.sliderpinlv,'va

17、lue');</p><p>　　l=get(handles.sliderxiangwei,'value');</p><p>　　set(handles.editfuzhi,'string',num2str(j));</p><p>　　set(handles.editpinlv,'string',num2s

18、tr(k));</p><p>　　set(handles.editxiangwei,'string',num2str(l));</p><p>　　A=str2num(get(handles.editfuzhi,'string'));</p><p>　　f=str2num(get(handles.editpinlv,'st

19、ring'));</p><p>　　P=str2num(get(handles.editxiangwei,'string'));</p><p>　　t=0:0.001:6; </p><p>　　y=A*square(2*pi*f*t+4*P/f,50);</p><p>　　plot(t,y);</p>

20、;<p><b>　　grid on;</b></p><p>　　axis([0,6,-1.2,1.2]);</p><p>　　鋸齒波按鈕的Callback函數(shù)：</p><p>　　global p1;</p><p>　　global p2;</p><p>　　global

21、 p3;</p><p>　　global p4;</p><p><b>　　p1=0;</b></p><p><b>　　p2=0;</b></p><p><b>　　p4=0;</b></p><p>　　p3=get(handles.push

22、button3JUCHIBO,'value');% --- Executes on slider movement.</p><p>　　j=get(handles.sliderfuzhi,'value');</p><p>　　k=get(handles.sliderpinlv,'value');</p><p>　

23、　l=get(handles.sliderxiangwei,'value');</p><p>　　set(handles.editfuzhi,'string',num2str(j));</p><p>　　set(handles.editpinlv,'string',num2str(k));</p><p>　　se

24、t(handles.editxiangwei,'string',num2str(l));</p><p>　　A=str2num(get(handles.editfuzhi,'string'));</p><p>　　f=str2num(get(handles.editpinlv,'string'));</p><p>

25、;　　P=str2num(get(handles.editxiangwei,'string'));</p><p>　　t=0:0.001:20; y=A*sawtooth(pi*f*t+4*P/f,1);</p><p>　　plot(t,y);</p><p><b>　　grid on;</b></p>&l

26、t;p>　　axis([0,20,-1.2,1.2]);</p><p>　　三角波按鈕的Callback函數(shù)：</p><p>　　global p1;</p><p>　　global p2;</p><p>　　global p3;</p><p>　　global p4;</p><p

27、><b>　　p2=0;</b></p><p><b>　　p3=0;</b></p><p><b>　　p1=0;</b></p><p>　　p4=get(handles.pushbutton4SANJIAO,'value');</p><p>　

28、　j=get(handles.sliderfuzhi,'value');</p><p>　　k=get(handles.sliderpinlv,'value');</p><p>　　l=get(handles.sliderxiangwei,'value');</p><p>　　set(handles.editfu

29、zhi,'string',num2str(j));</p><p>　　set(handles.editpinlv,'string',num2str(k));</p><p>　　set(handles.editxiangwei,'string',num2str(l));</p><p>　　A=str2num(get

30、(handles.editfuzhi,'string'));</p><p>　　f=str2num(get(handles.editpinlv,'string'));</p><p>　　P=str2num(get(handles.editxiangwei,'string'));</p><p>　　t=0:0.00

31、1:20; y=A*sawtooth(pi*f*t+4*P/f,0.5);</p><p>　　plot(t,y);</p><p><b>　　grid on;</b></p><p>　　axis([0,20,-1.2,1.2]);</p><p>　　滾動條的Callback函數(shù)（各個滾動條都一樣）</p&g

32、t;<p>　　global p1;</p><p>　　global p2;</p><p>　　global p3;</p><p>　　global p4;</p><p>　　j=get(handles.sliderfuzhi,'value');%獲取幅值滾動條的值，并且賦給j</p>&l

33、t;p>　　k=get(handles.sliderpinlv,'value');%獲取頻率滾動條的值，并且賦給k</p><p>　　l=get(handles.sliderxiangwei,'value');%獲取相位滾動條的值，并且賦給l</p><p>　　set(handles.editfuzhi,'string',num2s

34、tr(j));%修改editfuzhi 的值為滾動條當(dāng)前的值</p><p>　　set(handles.editpinlv,'string',num2str(k));</p><p>　　set(handles.editxiangwei,'string',num2str(l));</p><p>　　A=str2num(get(ha

35、ndles.editfuzhi,'string'));%獲取幅值選擇框的值，并且賦給A</p><p>　　f=str2num(get(handles.editpinlv,'string'));</p><p>　　P=str2num(get(handles.editxiangwei,'string'));</p><p&

36、gt;　　while 1 %一直判斷，遇到有按鍵就執(zhí)行，然后退出。</p><p>　　if p1==1 %如果選擇了正弦波</p><p>　　t=0:0.001:8*pi;</p><p>　　y=A*sin(2*pi*f*t+P*2*pi);</p><p>　　plot(t,y);</p><p><

37、;b>　　grid on;</b></p><p>　　axis([0,8*pi,-1.2,1.2]); </p><p><b>　　end</b></p><p>　　if p2==1 %如果選擇了方波</p><p>　　t=0:0.001:6; y=A*square(2*pi*f*t+4*P/f

38、,50);</p><p>　　plot(t,y);</p><p><b>　　grid on;</b></p><p>　　axis([0,6,-1.2,1.2]);</p><p><b>　　end</b></p><p>　　if p3==1 %如果選擇了鋸齒波&l

39、t;/p><p>　　t=0:0.001:20; y=A*sawtooth(pi*f*t+4*P/f,1);</p><p>　　plot(t,y);</p><p><b>　　grid on;</b></p><p>　　axis([0,20,-1.2,1.2]);</p><p><b&g

40、t;　　end</b></p><p>　　if p4==1 %如果選擇了三角波</p><p>　　t=0:0.001:20; y=A*sawtooth(pi*f*t+4*P/f,0.5);</p><p>　　plot(t,y);</p><p><b>　　grid on;</b></p>

41、<p>　　axis([0,20,-1.2,1.2]);</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　清除按鈕的Callback函數(shù)</p>

42、;<p>　　t=0:pi/360:8*pi;</p><p><b>　　y=0;</b></p><p>　　global p1;</p><p>　　global p2;</p><p>　　global p3;</p><p>　　global p4;</p>

43、<p><b>　　p1=0;</b></p><p><b>　　p2=0;</b></p><p><b>　　p3=0;</b></p><p><b>　　p4=0;</b></p><p>　　set(handles.sliderfuz

44、hi,'value',0);</p><p>　　set(handles.sliderpinlv,'value',0);</p><p>　　set(handles.sliderxiangwei,'value',0);</p><p>　　set(handles.editfuzhi,'string',n

45、um2str(0));</p><p>　　set(handles.editpinlv,'string',num2str(0));</p><p>　　set(handles.editxiangwei,'string',num2str(0));</p><p>　　plot(t,y);</p><p><

46、b>　　grid on;</b></p><p>　　axis([0,8*pi,-1.2,1.2]); </p><p><b>　　仿真結(jié)果</b></p><p>　　圖3 正弦波（對應(yīng)參數(shù)見圖）</p><p>　　圖4 方波（對應(yīng)參數(shù)見圖）</p><p>　　圖5

47、 鋸齒波（對應(yīng)參數(shù)見圖）</p><p>　　圖6 三角波（對應(yīng)參數(shù)見圖）</p><p><b>　　圖6 清除</b></p><p><b>　　結(jié)果分析</b></p><p>　　通過建立GUI界面，編輯控件對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，然后運行仿真，即可實現(xiàn)虛擬信號發(fā)生器的功能。通過選擇信號類型，

48、虛擬信號發(fā)生器能夠?qū)崿F(xiàn)正弦、方波、三角波、鋸齒波的信號的輸出，調(diào)節(jié)滾動條得到需要波形的頻率幅值相位參數(shù)，就能得到對應(yīng)波形。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　使用matlab 軟件產(chǎn)生信號波形，實現(xiàn)了虛擬數(shù)字信號發(fā)生器的設(shè)計。設(shè)計界面簡單直觀，具有一定的參考應(yīng)用價值。</p><p><b>　　參考文獻&