MATLAB数字信号仿真平台课题描述[完美运行，详细解释，GUI界面，万字文稿]

MATLAB数字信号仿真平台课题描述

1题目来源
教师推荐
2研究目的和意义
数字信号处理是应用最快、成效最显著的新科学之一,泛地应用在通信、控制、生物医学、遥测遥感、地址勘探、航空航天、自动化仪表等领域,内外高校都为相关专业的学生开设了这门课程。我校除通信电子信息类的专业外,算机科学与技术、光信息科学与技术、地理信息系统、信息安全、生物医学工程、测控技术与仪器等专业都在教学计划中相继设置了《数字信号处理》课程。《数字信号处理》课程的特点是概念多,式、性质的推导和证明繁琐,需《信号与系统》等相关课程的基础,公认为大学课程中最难的课程之一,学生对上课内容的理解往往跟不上老师授课的进度。现在很多大学教师在课堂上采用了多媒体教学,媒体授课具有教学信息量大,息传递便捷、交互性较强、感官刺激效果好等特点。对于讲授《数字信号处理》课程的老师来说,要提高学生对这门课的认识,从丰富教学手段人手,了考虑制作具有动态效果的幻灯片之外,可以采用像matlab这样的软件设计多媒体课件，而利用MATLAB大的数值计算和信号处理功能可以很方便地得到设计结果,并能直观地分析和比较滤波器的各项性能指标以及各种设计方法的优劣,为学生理解算法和简化运算带来了极大的方便。
3阅读的主要参考文献及资料名称
[1]怀琛等.《MATLAB及在电子信息课程中的应用》［M］.北京：电子工业出版社，2002.br> [2]志涌等.《精通MATLAB6.5版》[M].京：北京航空航天大学出版社,003.3]小平，王艳芬，史良.基于MATLAB数字信号处理课程的实验教学[J]实验室研究与探索，2002.br> [4]玉梅.MATLAB立理工科教学虚拟实验室[J].重庆：重庆大学学报(社会科学版),2001.br> [5]（美）Vinay.Ingle,John.Proakis.《数字信号处理—应用MATLAB（英文影印版）》[M].学出版社，2003.br> [6]葛祥,李娜.MATLAB真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2003.7]秋红,李玉忍.用MATLAB作图形用户界面[J].电脑开发与应用，2003.8]智星.ALAB序设计与应用[M.北京：清华大学出版社，2002.br> [9]新.《数字信号处理实验指导书》［M］.桂林：桂林工学院电子与计算机系，2007.10]新.《<数字信号处理>实验教学大纲》［M］.桂林：桂林工学院电子与计算机系，2007.br> 4国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向
随着人类社会的进步和科学技术的发展，人们对信息处理和信息及交流的要求越来越高。人们传递信息的主要媒介是数字信号。在接受的信息中，听觉信息占20%，视觉信息占60%，其它如味觉，嗅觉，触觉总的加起来不超过20%。数字信号处理是人们视觉延续的重要手段。人的眼睛只能看到波长为380到780nm的可见光部分，而迄今为止人类发现可成像的射线已有很多种，他们扩大了人类认识客观世界的能力。
数字信号处理是一个跨科学的前沿科技领域，在工程学，计算机科学，信息学，统计学，物理，化学，生物医学，地址，海洋，气象，农业，冶金等许多科学中的应用取得了巨大的成功和显著地经济效益。
MATLAB既是一种直观、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台。它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。根据它提供的500多个数学和工程函数，工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程以完成各自的计算。MATLAB中集成了功能强大的信号处理工具箱。由于MATLAB语言的语法特征与C语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式，而且这种语言可移植性好、可扩展性强，再加上其中有丰富的信号处理函数，所以MATLAB在信号处理的应用中具有很大的优势。而它的GUI是一个人机交互界面，在现实中有广泛的应用。
国内在此领域的研究中具有代表性的是清华大学研制的数字信号处理实验开发系统TDB—IDK和南京东大互联技术有限公司研制的数字信号采集传输与处理实验软件。TDB-IDE系列产品是一款基于TMs320c6000 DSP数字信号处理器的高级视频和信号系统，也是一套DSP的完整的视频、信号解决方案，该系统适合院校、研究所和企业进行视频、信号方面的实验与开发。该软件能够完成信号采集输入程序、信号输出程序、信号基本算法程序。该系统的特点是实现对信号信号的实时分析，信号数据相对DSP独立方便开发人员对信号进行处理，该产品融合DSP和FPGA／CPLD两个高端技术，可以根据用户的具体需求合理改动，可以分析黑白和彩色信号，可以完成图形显示功能。
目前大量的信号处理软件如PHOTOSHOP，PAINTSHOP等都是基于广告策划和信号修饰处理而设计的应用软件，针对信号处理技术基本知识的理解与掌握以及相关处理方法研究的软件甚少，不适合学习研究使用。随着计算机辅助设计的日益提高和成熟，用于学习与研究的软件也越来越多．如美国Southern Illinois University开发的CVlPtools计算机视觉与信号处理实验软件就是专门针对信号处理技术的实验软件，为初学者提供了一个消化理论知识的实验环境。
5主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路
5.1 主要研究内容
运用matlab实现虚拟实验仿真平台的设计开发，与数字信号处理课程实验互相补充,有效地克服了传统虚拟实验的局限性,很好地达到实验教学的目的和要求。要包括：
1、掌握数字信号处理的基本原理和方法；
2、完成一个数字信号处理实验平台的建立 ；
3、实现常用序列的建立及序列的基本运算；
4、实现对模拟到离散信号的抽样，分析其频谱；
5、实现信号的Z变换，离散时间傅里叶变换DTFT，离散傅里叶变换DFT
6、无限长冲激响应IIR滤波器的设计
7、有限长冲激响应FIR滤波器和窗函数的绘制；
8、实现对信号的滤波
5.2 需重点研究的关键问题：
设计实验仿真系统的结构，实现，测试，演示及论文写作。
运用matlab可视化编程能力的图形用户界面GUI开发虚拟实验平台。MATLAB提供的设计向导(GUDE)包括控制面板、属性编辑器、事件过程编辑器、对齐工具和菜单编辑器五个图形用户界面编辑工具。可实现利用该向导用户可以将图形界面的外观,包括所有的按钮以及图形的位置确定下来,然后用MATLAB的回调程序编辑器来编写完成约定任务的函数代码,从而方便快捷地设计一个图形用户界面。
6 GUI界面

来源：Matlab图形设计