基于Matlab的滤波器分析界面设计

基于Matlab的滤波器分析界面设计

《现代电子技术》2009年第10期总第297期　 计算机应用技术

基于Matlab的滤波器分析界面设计

陈　亮1,郝卫东1,乔建华2

(1.桂林电子科技大学机电工程学院　广西桂林　541004;2.太原科技大学电子信息工程学院　山西太原　030024)

摘　要:Matlab的GUIDE是专门用于图形用户界面(GUI)程序设计的快速开发环境。在此结合具体的软件图形界面设计实例,介绍利用GUIDE制作图形用户界面的基本方法。在利用GUIDE,用户不仅可以调入不同类型的滤波器,还可以对输入参数进行修改,具有开放性,既可方便不同用户使用,也可不断完善和扩充其功能。

关键词:Matlab;图形用户界面;;中图分类号:TP319　　　　　:10042373X(2009)102039203

ofFilterAnalysisInterfaceBasedonMatlab

CHENLiang1,HAOWeidong1,QIAOJianhua2

(1.Mechano2eletronicsEngineeringCollege,GuilinUniversityofElectronicTechnology,Guilin,541004,China;2.CollegeofElectronic&InformationEngineering,TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,Taiyuan,030024,China)

Abstract:GUIDEofMatlabisaquickdevelopmentenvironment,whichisspeciallyusedforGUIprogramdesign.Basedonanidiographicdesignexample,thispaperintroducesbasicmethodstogenerateGUIwithGUIDE.Inthisexample,bytheinter2facedesignedwithGUIDE,itcannotonlyloaddifferenttypesoffilter,butalsomodifyinputparameters,andgivefigureandtextshowofsimulationresult.Thisinterfaceisfriendlyandopen,andisveryconvenientfordifferentuser,toperfectandex2tenditsfunction.

Keywords:Matlab;graphicaluserinterfaces;interfaceofthefilteranalysis;digitalsignalprocessing

0　引　言

随着信息时代和数字世界的到来,信号处理已在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在信号处理中起着重要的作用并已获得广泛应用的是滤波器。在设计滤波器时,通常采用Matlab来进行辅助设计和仿真。

Matlab是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。作为强大的科学计算平台,它几乎能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,新版本的Matlab着重改善了图形用户界面(GUI)的制作,极大地满足了用户的要求。

在此以Matlab7.1为设计平台,利用Matlab的图形用户界面开发环境(GUIDE)设计滤波器的分析界面。

1　设计的基本内容及特点

息类专业学生的必修课程,也是工科学生受益较多的一

门课程。但是课程的许多理论都基于繁琐的数学理论和数学推导,特别是滤波器分析的内容,因其理论及设计抽象难懂,容易使学生感到乏味。这里设计的基于Matlab平台的滤波器分析界面,不仅可以简单方便地设计和分析各种滤波器,而且有助于提高学生学习的效率,帮助学生理解课堂所学理论。该系统的基本内容及特点如下:

(1)具有数据输入、图形输出、数据修改和文件保存、打印等功能,系统内容丰富,结果直观易懂,便于分析;

(2)通过选择和滤波器参数输入,可以显示输出基于Matlab设计出的多种FIR和I2R数字滤波器;

(3)可以对FIR或I2R的滤波器进行幅频响应、单位脉冲响应、零极点分析和群延迟特性分析,并可打印输出分析结果;

(4)界面可视性强,操作简单方便,且系统易于扩展新的分析内容及仿真。2　GUI设计工具简介

GUIDE(GraphicalUserInterfaceDevelopment

数字信号处理课程不仅是高等院校电类专业和信

收稿日期:2008208206

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基于Matlab的滤波器分析界面设计

软件技术陈　亮等:基于Matlab的滤波器分析界面设计

设计和主界面的设计。系统的整体结构框图见图1

。

Environment)是Matlab中一个专用于GUI程序设计

的向导设计器,而GUI是由各种图形对象,如图形窗

口、图轴、菜单、按钮、文本框等构建的用户界面,是人机交互的有效工具和方法,通过GUIDE可以很方便地设计出各种符合要求的图形用户界面。用户可以根据界面提示完成整个工程,却不必去了解工程内部是如何工作的。GUI设计既可以基本的Matlab程序设计为主,也可以鼠标为主利用GUIDE工具进行设计,也可综合以上两种方法进行设计。调用GUIDE的方法有两种,在Matlab主菜单中点击File菜单的New子菜单,选择GUI选项,或在Matlab命令窗口输入guide命令,打开一个可编辑的新窗口要用到的工具,(控件布置编辑器(、菜单编辑器(MenuEditor)、(ObjectBrowser)、网格标

　、欢迎图形、进入

(WELCOM)及退出按钮(CLOSE)。,当用户单击命令按钮时,会产生相应的动作,例如当按下WELCOM键时,会自动执行命令并跳转到滤波器分析系统的主界面。

在滤波器分析系统的主界面中,总共包含4个模块,主显示模块、菜单模块、滤波器设计模块和滤波器分析模块。其中,主显示模块负责显示选中的滤波器设计和分析的结果;菜单模块中除了一般系统均使用的菜单外,还增加了几个控制背景和退出系统等特色菜单,以方便用户使用;滤波器设计和分析模块中,分为若干个子界面,分别调用已编写的函数来实现设计和分析功能。4.2　滤波器分析界面系统的实现

设计出的主界面是用来进入各个子界面的。系统使用菜单及其一些按钮控件是用来实现各个子界面的有机联系,界面美观大方,易于操作。在主界面中有4个菜单分类,分别是System系统、Analysis分析、Tool工具以及Help帮助。

(1)系统(System):System中包含了两大项:I2RSystem和FIRSystem。这两个子系统中又包含许

尺设置编辑器(GridandRulers)以及GUI应用属性设置编辑器(GuideApplicationOptions)。利用这些工具就可设计出需要的图形操作界面。3　系统总体设计步骤

在该系统的设计中,界面布局设计采用自顶向下的设计方法,即先设计引导界面和主界面,再设计各个子界面。界面设计完成后,只是一些静态的画面,而没有内涵,还不能用于实验操作,想要达到仿真分析的功能,还必须借助于函数调用。在设计中,各个回调函数的编写顺序则是采用自底向上的设计方法,即先编制各个子界面中回调函数,再编写主界面和引导界面的回调函数。

其设计的具体操作步骤如下:

(1)使用Matlab图形用户界面开发环境(GUIDE)提供了一系列创建用户图形界面(GUI)的工具,设计整个界面的开始引导界面、主界面和具体各个子界面。

(2)分别编写各个子界面的各个控件对象的回调函数,以实现控件相应的控制功能,达到直接通过界面上各个控件就可以控制数据的输入输出,并可以方便地达到对结果数据及其图形进行读取和分析的目的。

(3)编写主界面的回调函数,将各个子界面整合在主界面中,即通过主界面就可以进入任何一个子界面进行操作。

(4)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。

4　滤波器分析界面的设计及实现4.1　滤波器分析界面系统的设计

多子项,涵盖了比较常用的典型滤波器,如图2所示。

在I2RSystem和FIRSystem这两个子系统中,又分别分为数字滤波器(DigitalFilter)与模拟滤波器(AnalogFilter)两个子项,而在这两个子项下都同样包含着LowPass(低通)、HighPass(高通)、BandPass(带通)、BandStop(带阻)滤波器(Filter),另外在FIRsys2tem中还加入对窗函数的分析比较。

在设计I2R模拟滤波器的时候,设计者可 …… 此处隐藏：6007字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……