论文题目：基于MATLAB GUI 的数字信号处理实验平台设计摘要数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科，主要应用在通信、电气控制、生物医学、遥测遥感、地质勘探、航空航天、自动化仪表等领域，它涵盖内容多、概念抽象、原理复杂、推理繁琐，因此，在有限的的课堂时间内掌握这门课程的知识是对学生的基本要求。
本文主要研究了数字信号处理实验平台的设计，首先，利用MATLAB GUI完成数字信号处理课程中的离散系统时频域分析、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换、IIR滤波器和FIR滤波器设计5个模块的界面构建，然后，利用MATLAB语言完成图形用户界面（GUI）的编程，最后，对数字信号处理实验平台的各个实验界面进行测试与优化。
该实验平台将数字信号处理课程中的重点、难点用交互式、实时、可视化界面进行展示，有利于教师的教学和学生的学习，具有一定的应用价值。
【关键词】数字信号处理实验平台MATLAB 图形用户界面（GUI）【论文类型】设计型Title: The Design of Digital Signal Processing Experiment Platform Based On MATLAB GUIMajor: Communication EngineeringName: Feng Xu Signature:＿＿＿＿＿Supervisor: Zhang Ming Signature:＿＿＿＿＿ABSTRACTDigital signal processing is a new discipline which involves many subjects and widely used in many fields. It mainly used in communications, electrical control, biomedical, remote sensing, geological exploration, aerospace, automation instrument and other fields. It includes much more content and abstract concept. It has more complex principles and complicated reasoning. Therefore, in the limtited classroom time ,to master the knowledge of the course is a basic requirement of students.This paper mainly studies the design of digital signal processing experiment platform. Firstly,using MATLAB GUI to complete the construction of digital signal processing course in the five modules: the frequency domain analysis and the time domain analysis of discrete system, discrete Fourier transform, fast Fourier transform, FIR filter design and IIR filter design .after that, using MATLAB programming language to complete graphical user interface (GUI) programming. finally ,through testing and optimizing the digital signal processing experiment platform, we can display the key and difficult content by the interactive, real time and visual experiment platform. It is helpful for the teaching of teachers and students' learning, and it has some application value.【Key words】Digital Signal Processing Experiment Platform MATLAB Graphical User Interfaces（GUI）【Type of Thesis】Design目录1 绪论 (1)1.1 研究目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 MATLAB GUI简介 (2)1.4 本文研究内容 (2)2 数字信号处理实验平台设计 (4)2.1 实验平台分析 (4)2.1.1 实验平台的基本结构 (4)2.1.2 实验平台设计的步骤 (5)2.2 开始引导界面与实验主界面设计 (5)2.3 子界面的设计 (6)2.3.1 离散系统时频域分析实验界面设计 (6)2.3.2 离散信号傅里叶变换实验界面设计 (8)2.3.3 离散序列快速傅里叶变换实验界面设计 (9)2.3.4 IIR滤波器实验界面设计 (10)2.3.5 FIR滤波器实验界面设计 (11)2.4 本章小结 (13)3 实验平台测试 (14)3.1 离散信号时频域分析 (14)3.1.1 常见离散信号 (14)3.1.2 离散信号时域变换 (15)3.1.3 离散信号时域运算 (15)3.1.4 离散信号的卷积 (16)3.1.5 离散LTI系统的时域分析 (17)3.1.6 离散LTI系统的频域分析 (19)3.2离散傅里叶变换 (20)3.2.1 离散时间序列傅里叶变换（DTFT） (20)3.2.2 周期序列离散傅里叶级数（DFS） (21)3.2.3 离散信号傅里叶变换（DFT） (22)3.3 快速傅里叶变换 (23)3.3.1 基二快速傅里叶变换原理 (23)3.3.2 离散序列的快速傅里叶变换实验测试 (24)3.4 IIR滤波器设计 (25)3.4.1 常见的模拟低通滤波器设计 (25)3.4.2 模拟滤波器的频带变换 (29)3.4.3 脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器 (31)3.4.4 双线性变换法设计IIR数字滤波器 (32)3.4.5 直接函数法设计IIR数字滤波器 (34)3.4.6 IIR滤波器的应用 (36)3.5 FIR滤波器设计 (36)3.5.1 常见的窗函数 (37)3.5.2 窗函数法设计FIR滤波器 (38)3.5.3 频率采样法设计FIR滤波器 (41)3.5.4 等波纹法设计FIR滤波器 (42)3.5.5 FIR滤波器的应用 (44)3.6 本章小结 (45)4 结论 (46)4.1 工作总结 (46)4.2 工作展望 (46)致谢 (48)参考文献 (49)1 绪论1.1 研究目的及意义数字信号处理是通信类专业核心主干课程，该课程是一门理论与实践、原理与应用紧密结合的课程。
它涵盖内容多、概念抽象、原理复杂、推理繁琐，仅靠课堂上的理论教学和习题演练，学生根本无法将所学的内容与实践、应用相结合，同时，传统模式的教学也早已满足不了新时代学生的兴趣。
在计算机快速发展的今天，MATLAB的交互式界面为数字信号处理课程的教学提供了很大的帮助，其数值计算功能强大，拥有可视化信号处理能力和建模仿真功能，为数字信号处理的学习提供了良好的氛围：将抽象理论知识运用图像、文字、数据等多种形式展现，而且为实验教学提供一个界面美观、操作简便的虚拟环境。
在课堂教学中老师运用MATLAB GUI设计的平台对所讲内容进行仿真演示，同时适量结合多媒体课件进行理论讲解，使学生从直观形象的角度，理解和巩固了所学知识。
课后学生可以将课堂中的重点、难点及部分课后练习用MATLAB GUI进行可视化计算机模拟与仿真实现。
学生也可以自己进行设计和编程，既提高了动手能力，又充分激发学习数字信号处理的积极性。
1.2 国内外研究现状数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科,广泛地应用在通信、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，国内外高校都为相关专业的学生开设了这门课程。
该课程本身是通信类专业核心主干课程，同时也是学习后续专业课程的基础。
它涵盖内容多、概念抽象、原理复杂，推演繁琐，仅依靠教师在黑板上的板书理论教学，学生对概念难以理解，难以将所学的知识和原理很好的与实际相结合。
虽然各高校在与这门课对应的实验上投入大量的设施，但是发现其效果并不是很好, 学生只是单纯地验证实验，对实验原理与所涉及的数学基础往往只是一知半解。
而且大部分时间学生仅依靠做习题来巩固和理解教学内容，对课程中大量的应用性较强的内容不能实际动手操作严重影响和制约了教学效果。
MATLAB是当今最优秀的科技应用软件之一。
在国外，数年前就已经将MATLAB 应用在了教学领域，尤其在数字信号处理的教学中，MATLAB的可视化交互界面为数字信号处理的学习提供了一个卓越的平台，它强大的数值运算能力有助于数字信号处理中的复杂运算，同时，它将传统模式的一维黑板教学完成不了的二维、三维信号处理展现的清晰、直观，在一定程度上影响学生对知识的深入了解与掌握。
课后学生也可以将课1堂中的重点、难点及部分课后练习用MATLAB GUI进行可视化计算机模拟与仿真。
学生也可以自己进行设计和编程，既提高了动手能力，又充分激发学习数字信号处理的积极性。
1.3 MATLAB GUI简介图形化用户界面（Graphical User Interfaces，简称GUI），是一种图形化人机交互界面，通过用户与计算机或者计算机程序进行通信、交互的方式来完成相应的操作。
在GUI 中，可以自行设计按钮，滑动条，下拉菜单，窗口，对话框等，MATLAB全面支持GUI 的编程，用户可以根据自己设计的界面来编程M文件，通过M文件的编译实现可以实现相应的操作方式。
图形用户界面是由图形对象构成的界面，在MATLAB中，最典型的就是通过GUIDE （Graph User Interface Development Environment）建立GUI，GUIDE能帮助用户方便设计出的各种符合用户需求的图形用户界面。
在MATLAB中，打开GUIDE的方法有两种，第一种是在MATLAB界面中点击GUIDE按钮直接进入，第二种是在命令窗口输入命令Guide来实现调用。