数字调制GUI仿真平台的设计

1、湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 通信原理 题 目数字调制GUI仿真平台的设计 专业班级： 电 信1202 学生姓名： 王 杰 学号： 201201030232 指导老师： 曾 志 刚 审 批： 任务书下达日期 2014年 月 日设 计 完成日期 年 月 日 设计内容与设计要求一、设计内容：利用MATLAB的GUI图形界面设计工具设计数字调制的仿真平台。1、熟悉GUI图形界面的设计方法；2、利用MATLAB的GUI工具设计仿真实验平台。二、设计要求1、给出系统框图以及仿真界面；2、给出各模块的后台程序设计；主要设计条件MATLAB软件；说明书格式1. 课程设计封面；2. 任务书；

2、3. 说明书目录；4. 设计基本原理与系统框图。5. 各单元电路设计；6. 系统进行调试结果；7. 总结与体会；8. 附录；9. 参考文献。进度安排D1：下达设计任务书，介绍课题内容与要求； D2：查找资料；D3D5：设计系统框图、完成仿真界面的设计；D6D9：设置调试仿真参数，设计后台程序；D10D14：编写并打印设计报告；D15：答辩。参考文献1、樊昌信主编，通信原理，国防工业出版社。2、南利平主编，通信原理简明教程，清华大学出版社。 3、浣喜明，通信原理实验指导书，湖南工程学院。4、施晓红，周佳精通GUI图形界面编程，北京大学出版社。 目 录一.绪论41 前言42 设计框图5二.单元电路

3、51 二进制振幅键控（2ASK）52 二进制频移键控（2FSK）63 二进制相移键控（2PSK）64 二进制差分相移键控（2DPSK）7三.GUI仿真71新建GUI72 2ASK 仿真83 2FSK仿真94 2PSK仿真115 2DPSK 仿真126 退出14四总结与体会15五.附录16参考文献23一.绪论1 前言目前数字信号在生活中越来越普遍，越来越受欢迎。低频基带信号只能适合短距离传输，要进行远距离的传输需要调制到高频，所以数字调制的设计越来越有必要性。本设计主要设计了我们生活中常见的调制方式，有2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK。具体的设计会在单元电路中体现，本设计的仿真是在MAT

4、LAB下GUI设计的。2 设计框图载波信号乘 法 器2ASK判决2FSK判决2PSK2DPSKA(t)二.单元电路1 二进制振幅键控（2ASK）二进制振幅键控信号码元表达式如下： 式中为载波的角频率；A(t)是随基带调制信号变化的时振幅，即：A 当发送“1”时0 当发送“0”时本设计采用相乘电路，用基带信号A(t)与载波相乘就得到已调信号。2 二进制频移键控（2FSK）二进制频移键控信号码元的“1”和“0”分别用两个不同频率余弦波形来传送。而其振幅和初相位不变。故其表达式如下： 当发送“1”时 当发送“0”时A为一常数，表明码元的包络是矩形脉冲，本设计采用根据基带信号判断输出不同频率的余弦波。

5、3 二进制相移键控（2PSK）2PSK信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初相位来表示，而其振幅和频率保持不变。故2PSK信号表达式如下： ）；式中，当发“0”时，。当发“1”时，。具体表达式如下： 当发送“0”时 当发送“1”时本设计采用选择法，根据基带信号来判断选择输出不同初相位的余弦波。4 二进制差分相移键控（2DPSK）2DPSK是利用相邻码元载波相位的相对值表示基带信号“0”和“1”的。现在用表示载波的初相位。用表示当前码元与前一码元的相位之差： 当发送“0”时 当发送“1”时则信号码元可以表示为： 三.GUI仿真1新建GUI在MATLAB中打开GUI，进入后调用需要的图标，然后

6、运行，得到m文件，然后再到m文件中修改每一个按钮所指定的功能。新建的GUI如下图：2 2ASK 仿真首先用get语句得到文字框中输入的基带信号，再计算基带信号的的长度，再使用for语句进行循环，并让每个码元与载波相乘得到调制信号并画出其图形，再画出基带信号的图形与之作比较对照。源代码如下：function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future versio

7、n of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)input=get(handles.edit2,'String');n=size(input);for a=1:n(2) t=a-1:0.005:a;y=cos(2*pi*t-pi/2)*(input(a)-48);plot(t,y)hold ony1=input(a)-48;plot(t,y1,'r')legend('调制信号','基带信号')xlabel('bit');y

8、label('幅值');title('2ASK')hold onylim(-1.4 1.8);endhold offgrid on% - Executes on button press in pushbutton2.仿真图如下：3 2FSK仿真2FSK通过if语句来判断输出不同频率的余弦波。源代码如下：function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be de

9、fined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)?%?handles?structure?with?handles?and?user?data?(see?GUIDATA)?input=get(handles.edit1,'String');?input=get(handles.edit2,'String');n=size(input);for a=1:n(2) t=a-1:0.005:a; if input(a)-48=0

10、 y=cos(2*pi*t-pi/2); else y=cos(4*pi*t-pi/2); end plot(t,y) hold on y1=input(a)-48; plot(t,y1,'r')legend('调制信号','基带信号')xlabel('bit');ylabel('幅值');title('2FSK')hold onylim(-1.4 1.8);endhold offgrid on仿真图如下：4 2PSK仿真2PSK采用判决法产生当基带信号为“0”时，初相位为0，当为“1”时，初相位为

11、180。源代码如下：function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton3 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)input=get(handles.edit2,'String');n=size(input);for a=1:

12、n(2) t=a-1:0.005:a; if input(a)-48=0 y=cos(2*pi*t+pi/2); else y=cos(2*pi*t-pi/2); end plot(t,y) hold on y1=input(a)-48; plot(t,y1,'r')legend('调制信号','基带信号')xlabel('bit');ylabel('幅值');title('2PSK')hold onylim(-1.4 1.8);endhold offgrid on仿真图如下：5 2DPSK 仿真2

13、DPSK是通过前后码元的相位差值来编码输出的，是把2PSK变为相对码元。源代码如下：function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton5 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)input=get(handles.edit2,'Str

14、ing');n=size(input);dp=0;for a=1:n(2) t=a-1:0.005:a; dp=dp+pi*(input(a)-48); y=cos(2*pi*t+dp+pi/2); plot(t,y,'b') hold on y1=input(a)-48; plot(t,y1,'r')legend('调制信号','基带信号')xlabel('bit');ylabel('幅值');title('2DPSK')hold onylim(-1.4 1.8);endh

15、old offgrid on仿真图如下：6 退出退出GUI的代码如下：function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton4 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)exit;四总结与体会 在本次课程设计中，我学会了一种新技能就是使用MATLA

16、B中的GUI，之前只学会了MATLAB中如何编制M文件，现在能够自己设计一个图形化的界面，感觉十分有成就感。非常高兴能有这样的机会锻炼自己的学习能力，一方面在锻炼自己的学习能力的同时，也表现出了自己有能力学好一门新技能。学习的技能不只是看书，还有上网查资料，图书馆借资料，对资料的分类，整理与分析。通过此次课设，我感觉我的学习能力得到了大大的提升。五.附录全过程源代码如下：function varargout = untitled2(varargin)% UNTITLED2 M-file for untitled2.fig% UNTITLED2, by itself, creates a new

17、 UNTITLED2 or raises the existing% singleton*.% H = UNTITLED2 returns the handle to a new UNTITLED2 or the handle to% the existing singleton*.% UNTITLED2('CALLBACK',hObject,eventData,handles,.) calls the local% function named CALLBACK in UNTITLED2.M with the given input arguments.% UNTITLED2

18、('Property','Value',.) creates a new UNTITLED2 or raises the% existing singleton*. Starting from the left, property value pairs are% applied to the GUI before untitled2_OpeningFunction gets called. An% unrecognized property name or invalid value makes property application% stop. All

19、inputs are passed to untitled2_OpeningFcn via varargin.% *See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one% instance to run (singleton)".% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES% Copyright 2002-2003 The MathWorks, Inc.% Edit the above text to modify the response to help

20、 untitled2% Last Modified by GUIDE v2.5 21-Dec-2014 15:55:06% Begin initialization code - DO NOT EDITgui_Singleton = 1;gui_State = struct('gui_Name', mfilename, . 'gui_Singleton', gui_Singleton, . 'gui_OpeningFcn', untitled2_OpeningFcn, . 'gui_OutputFcn', untitled2_Ou

21、tputFcn, . 'gui_LayoutFcn', , . 'gui_Callback', );if nargin && ischar(varargin1) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin1);endif nargout varargout1:nargout = gui_mainfcn(gui_State, varargin:);else gui_mainfcn(gui_State, varargin:);end% End initialization code - DO NOT EDIT

22、% - Executes just before untitled2 is made visible.function untitled2_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)% This function has no output args, see OutputFcn.% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and us

23、er data (see GUIDATA)% varargin command line arguments to untitled2 (see VARARGIN)% Choose default command line output for untitled2handles.output = hObject;% Update handles structureguidata(hObject, handles);% UIWAIT makes untitled2 wait for user response (see UIRESUME)% uiwait(handles.figure1);% -

24、 Outputs from this function are returned to the command line.function varargout = untitled2_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) % varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT);% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles st

25、ructure with handles and user data (see GUIDATA)% Get default command line output from handles structurevarargout1 = handles.output;% - Executes on button press in pushbutton1.function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)% eventdata reserved - t

26、o be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)input=get(handles.edit2,'String');n=size(input);for a=1:n(2) t=a-1:0.005:a;y=cos(2*pi*t-pi/2)*(input(a)-48);plot(t,y)hold ony1=input(a)-48;plot(t,y1,'r')legend('调制信号','基带

27、信号')xlabel('bit');ylabel('幅值');title('2ASK')hold onylim(-1.4 1.8);endhold offgrid on% - Executes on button press in pushbutton2.function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a fu

28、ture version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)?%?handles?structure?with?handles?and?user?data?(see?GUIDATA)?input=get(handles.edit1,'String');?input=get(handles.edit2,'String');n=size(input);for a=1:n(2) t=a-1:0.005:a; if input(a)-48=0 y=cos(2*pi*t

29、-pi/2); else y=cos(4*pi*t-pi/2); end plot(t,y) hold on y1=input(a)-48; plot(t,y1,'r')legend('调制信号','基带信号')xlabel('bit');ylabel('幅值');title('2FSK')hold onylim(-1.4 1.8);endhold offgrid on% - Executes on button press in pushbutton3.function pushbutton3_C

30、allback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton3 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)input=get(handles.edit2,'String');n=size(input);for a=1:n(2) t=a-1:0.005:a; if input(a)-

31、48=0 y=cos(2*pi*t+pi/2); else y=cos(2*pi*t-pi/2); end plot(t,y) hold on y1=input(a)-48; plot(t,y1,'r')legend('调制信号','基带信号')xlabel('bit');ylabel('幅值');title('2PSK')hold onylim(-1.4 1.8);endhold offgrid on% - Executes on button press in pushbutton5.funct

32、ion pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton5 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)input=get(handles.edit2,'String');n=size(input);dp=0;for a=1:n(2) t=a-1

33、:0.005:a; dp=dp+pi*(input(a)-48); y=cos(2*pi*t+dp+pi/2); plot(t,y,'b') hold on y1=input(a)-48; plot(t,y1,'r')legend('调制信号','基带信号')xlabel('bit');ylabel('幅值');title('2DPSK')hold onylim(-1.4 1.8);endhold offgrid on% - Executes on button press in p

34、ushbutton4.function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton4 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)exit;function edit2_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to edit2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handl