实验2－MATLAB数组与绘图

课时授课计划（教案）备课日期：年月日第4页课题名称：实验2数组与绘图教学重点、难点和教学方法设计：重点：1.掌握数组的生成及基本运算2.掌握两种基本的绘图函数使用方法3.了解M文件的编写方法难点：无学时：2学时授课方法：实验课，以MATLAB程序演示为主，配合基本知识点讲授，布置学生上机练习，并对学生上机练习进行指导。说明：课时授课计划（教案）教学主要内容：1.数组的生成方法数字信号处理这门课，主要处理的数据形式，为数组。即一列数据，可以看作是经采样后的一列模拟数据，进行处理。因此我们重点学习与数组有关的一些操作方法。1）递增数组X=1:10%生成10个元素，依次递增1X=1:0.5:10%递增量为0.5实验：如果最后的数不是递增的整数倍呢？X=1:1:10.8X=0:0.5:1.9%最后一个数据不大于最右限。一种方法：试验，观察结果，得出结论，调试程序。练习1：生成时间序列，采样频率为100hz，时间长度为2sT=0:1/00:22）linspace();知起、终点，共多少个数Linspace(0,2*pi,10)3）获取数组长度及元素的位置如何知道某个数据有多长？人工计算？太麻烦了吧。L=length(T)第1个元素的标号是多少？如何获取某个指定标号的值？X(1)第一个元素标号为1（这个与c语言不一样，c语言是0），用小括号标识元素位置。4）多个数组组合成一个数组的方法A=1:3;b=4:6;C=[a,b]c=[ab]用中括号，空格或逗号均可2.数组的基本运算1)加减乘法、指数、平方等用小黑点。比如：X=1:10;求每个元素的平方：x.^2;求每个元素乘以常数:100*x2)数组群的操作sin/cos/tan/exp/log10/log2/abs/round/floor这些函数不用小黑点，直接可操作数据。因为是函数，因此用小括号指明变量。例：求三角函数表X=0:0.1:pi/4;[x;sin(x);cos(x);tan(x)]例：生成采样频率为100Hz，长度为1000的时间序列T=0:999;T=T/100;3）常用的数组函数zeros(1,10)ones(1,10)rand(1,10)%0-1之间的随机数;randn(1,10)%正态分布的随机数，+－rand(1,10)-0.5%－0.5~0.5之间的随机数max()最大值，abs()取绝对值3.Plot绘图函数上次课已经使用plot函数绘制了单条曲线。接下来我们详细讨论一下这个函数看似简单，实则丰富的绘图功能。plot(x)%x的值为纵坐标，横坐标为元素的序号plot(x,y)%x,y的长度必须相同1）线型及颜色的设置设置曲线的颜色的线型。plot(x,y,’*b’)%单引号，线型和颜色同时出现。颜色有r\g\b\w\k\y;线型有*\+\-\-.\:\--;足够用了。2）多条曲线的绘制在一张图上绘制多条曲线，便于对比，应用广泛。MATLAB提供了多种方法，我们只用其中的两种即可应付数字信号处理这门课程。A:hold命令绘制完一张图后。执行holdon再绘制另一条曲线，上一条曲线仍然保持。X=0:0.1:2*pi;Plot(x,sin(x));holdon;plot(x,cos(x),’--r’);B:多输入变量方法plot(x,sin(x),x,cos(x),’-.b’)3）添加图形标注图形名称title横坐标xlabel;纵坐标ylabel加网格:gridon/gridoff;控制显示坐标范围axis([x1,x2,y1,y2])标示图例legend(‘sin’,’cos’);4.stem绘图函数Plot函数将所有的函数值用直线连接起来，而stem函数的状态呢？试验一下就知道了。用stem画出正弦曲线。每个函数值是一个灯柱状，我们叫它脉冲图。记得《数字信号处理》课本上的一些序列图吧，就是用stem来绘制的。Stem的用法与plot相同。一个是直接连线，一个是脉冲图而已。5.M文件的编写命令窗口只能一行一行的写，像dos命令一样。不是程序。批处理命令，我们可以把所需要的命令集中起来放在一个文件中，M文件中。理解为批处理命令。运行M文件，同时执行。“新建－脚本文件”，这样就新建了一个文件为untitled.m的文件，我这在这里写命令，要求绘制出一个正弦曲线。电脑控制教室展示。t=0:0.01:4*pi;s=sin(t);c=cos(t);subplot(211);plot(t,s,'--b');subplot(212);plot(t,c,'+r');xlabel('rad');ylabel('amp');title('sinandcos');保存，单击运行。直接在命令窗口输入文件名运行。一个M程序诞生了。6课堂练习要求：1）绘制常用数字序列的脉冲波形（stem）。文件名：e2_base.m一张图从上到下分2部分，分别绘制长度为50个点的单位脉冲序列，单位阶跃序列。要求:横坐标显示范围[-1,50],纵坐标显示范围[-1,1.5]2)产生随机数文件名：e2_rand.m分别用rand和randn产生100个范围为－100~100的随机数，并在一张图分上下两部分用stem绘制随机数波形。3）绘制两个频率的叠加信号e2_sincos.m数据长度N＝300；正弦波频率f1=10hz,正弦波频率f2=30hz，采样频率fs=1khz分两部分：上部分同时绘制1