基于GUI的仿真平台的设计

3 基于GUI的《信号与系统实验》仿真平台的设计

设计思想

3.1.1 设计步骤

本课题设计的界面布局是先设计GUI总界面，然后设计子界面，再在子界面上设置按钮、坐标轴、文本框等一系列控件，最后借助于callback函数调用程序。在函数调用程序的设计中先编写各个子界面中的回调函数下的程序，再编写GUI界面的回调函数下的程序。

1. 用MATLAB的GUIDE提供的创建图形界面工具设计整个实验仿真界面的主界面，在设计子界面；

2. 在实验子界面中添加各个控件对象，编写控件按钮回调函数，实现每个控件的控制功能，直接通过界面上的控件实现对结果的分析；

3. 最后编写GUI总界面的回调函数程序，把所有的子界面集合在总界面中，通过总界面可以进入任意子界面中并可以进行操作；

4. 退出实验界面。

设计流程如图3-1：

3.1.2

验界面、快速傅里叶实验界面。在菜单设计时，在实验子界面中除了使用系统约定的

菜单条外，还增加了几个控制背景和退出实验的菜单。系统的整体结构如图3-2所示：

图3-2 实验系统的整体结构

基于的系统总界面的设计

3.2.1 设计步骤

在GUIDE 的编辑界面中，在空白处双击或者单机右键选择property inspector ，

出现属性设置对话框，可以对GUI 的属性风格进行个性化。Color 选项可以改变背景

颜色，选择自己喜欢的颜色，本课题是插入图片。Position 选项可以对界面窗口的大小进行调整，窗口的大小可以通过设置width 和height 进行调整，也可以用鼠标拖拽窗口，用鼠标拖拽窗口设置比较方便、快捷，也更容易设置适合于实验设计内容的大

小GUI 界面。

下面详细介绍主界面的设计过程：

点击运行MATLAB 软件后，在软件界面中直接点击GUIDE 工具，选择Create New

GUI 中的Blank GUI(Defarlt)点击OK ，在弹出的新建窗口中拖入7个静态文本框

（Statec Text ）和7个按钮（Push Button ）如图3-4所示。设置静态文本的String

为“基于GUI 的信号与系统仿真实验平台的设计”Background Color 为浅红色，

FontSize 为，Foreground Color 位黑色。依次设置另外六个静态文本框String 为“实

验一基本信号的产生”、“实验二信号的基本运算”、“实验三卷积”、“实验四傅里叶变

换”、“实验五连续系统零状态响应”、“实验六低通滤波器”这几个实验的Fonsize 为，

另外的六个按钮依次设计的Fonsize 为。点击每个实验后的按钮编写回调函数进入相

应的实验子界面中，也可参考图3-3流程：

的产生。 基

本信号信号的

基卷积 傅立叶变连续系统

低通滤波 主界面 退出界

还可在主界面中插入一些背景图片，使主界面看起来更加的美观，如添加学校LOGO、风景图片等来美化实验主界面。插入背景图片相应的需要编写回调函数，点击主界面背景函数Callback中的CreateFcn进入相应的程序编写位置，编写的背景插入图片的程序参考附录，点击主界面中的运行按钮如图3-5所示是设计完成后的实验系统主界面。

3.2.2 主界面仿真平台设计

在设计的主界面平台添加相应的按钮、文本框、设置字体的大小和字体背景的颜色，编写回调函数和界面背景图片插入。如图3-4所示：

图3-4 主界面

3.2.3 仿真结果分析

点击运行按钮后的主界面仿真结果如图3-5所示，可以点击任意一个实验按钮进入相应的子界面实验中，实验仿真结果结束后，可点击退出按钮结束本次实验。

图3-5 运行后的主界面

基于GUI的系统子界面的设计

3.3.1 设计步骤

子界面的设计和主界面的设计有些相似，主要由每个控件的属性，并加入相应的回调函数callback程序实现其相应的功能。如图3-7所示以“基本信号的产生”子界面为例，点击Menu Editor 中的New Menu会出现Untitled1，在其上点击出现Menu Properties，修改其中的Label选项，命名为“基本信号的产生”。

点击Axes按钮，在GUIDE界面空白处适当位置点击，会出现一个坐标轴图标，用鼠标拖拽到想要的大小。在此图标上点击右键，在View Callback选项中选择buttondownfcn,编写回调函数。选择Static text按钮，在空白处点击左键，把出现在窗口中的Static文本拖拽到适当大小，单击右键或双击左键，设置背景颜色“Background color”，字体颜色“Foreground color”，字体大小“Font size”；选择Edit text按钮，在空白处适当位置处点击，把出现的文本框拖拽到适当大小，双击左键，设置“String”为“”等的属性。本课题设计的字体大小一般设置为15，有

的会适当调整。“退出”的设置：在Push button5上双击左键将“String ”选项内容改为“退出”，在这个按钮的回调函数view Callback 中的Callback 选项下写入“Close jbxhdcs ”就可实现子界面的关闭。可参考流程图3-6：

3.3.2 1 3 2

（1）正弦信号

式中A 其周期T 与角频率f 满足下列关系式： f T /1= (3-2)

（2）指数信号

指数信号一般分为实指数信号与复指数信号，指数信号的表达式为：

at e k t f *)(= (3-3)在式中，a 是实数。若0>a ，信号将随着时间而增长；若0

（3）单位脉冲信号

冲激函数)(t δ表示在0=t 处的冲激，在1t t =处出现的冲激可写为)(1t t -δ

狄拉克(Dirac)给出了冲击函数的另一种定义：⎪⎩⎪⎨⎧=≠=⎰∞∞

-1dt δ(t)0,1)(t t δ