二进制数字调制GUI用户界面设计毕业论文.doc

1、 摘 要当今,大部分现代通信系统都使用数字调制技术。由于数字通信具有建网灵活，容易采用数字差错控制技术和数字加密，便于集成化，并能够进入综合业务数字网（ISDN网），所以通信系统都有由模拟方式向数字方式过渡的趋势。因此，对数字通信系统的分析与研究越来越重要，数字调制作为数字通信系统的重要部分之一，对它的研究也是有必要的。在数字通信的教学和设计中，传统的方法是手工分析与电路板试验。较为麻烦，易使人们感到乏味。所以利用MATLAB语言作为工具，制作出了数字调制演示系统GUI设计方案。方便其他对这一方面不太了解，但又用到二进制调制各个阶段波形的人群。设计的演示系统设计简单、结构一致，易于别人能快速利

2、用。本文中设计的数字调制演示系统，利用的是MATLAB 中GUI图形用户界面。在此界面中可以自主选择二进制调制的方式（这里主要包括2ASK,2FSK,2PSK这三种二进制调制技术），以及各方式中哪一阶段的波形，点击按钮便可展示出其选择的波形。关键词：MATLAB；二进制调制；GUI用户界面设计。 ABSTRACTToday, most modern communication systems use digital modulation techniques. Because the digital communication techniques is flexible network, e

3、asy to use digital error control technology and digital encryption techniques and integration. Besides it can enter the integrated services digital network (ISDN network), so the communication system has the transition trend that it change from analog to digital .Therefore , the analysis and researc

4、h of digital communication system is more and more important. Digital modulation is one of the important part of digital communication system, so it is necessary to study it.In this paper， the traditional method is manual analysis and circuit board test in the teaching and the design of digital comm

5、unication. It is very complicated and it is easy to make people boring. So using MATLAB language as a tool, we produce the GUI design of digital modulation system. It is convenient to someone who dont know much about this aspect, whereas he use all stages waveform of the binary modulation. Design of

6、 the demonstration system is very simple, consistent structure, and easy that others can quickly use it.Digital modulation system designed in this paper uses the GUI graphical user interface in MATLAB. In this interface you can choose the binary modulation method (include three kinds of binary modul

7、ation such as 2ASK, 2FSK, 2PSK), and the waveform of every stage . Clicking on the button can display the selected waveforms. Key words：MATLAB；Binary modulation ; the design of user interface.- II -目 录摘 要IABSTRACTII1前言11.1研究背景和意义11.2MATLAB在通信系统仿真中的应用11.3研究内容及研究方法2 1.3.1 主要研究内容21.3.2 研究方法22 基本原理42.1二

8、进制数字调制的基本原理42.1.1二进制幅度键控（2ASK）52.1.2二进制相移键控（2PSK）72.1.3二进制频移键控（2FSK）92.2 MATLAB中GUI的原理123设计内容及过程133.1二进制数字调制的MATLAB实现133.2用户界面设计173.3系统实现194仿真及相应实验结果21结论30参考文献31致谢32- III -1 前言1.1 研究背景和意义当今，数字调制技术的发展越来越快，人们使用的也慢慢变多。所以现实中大多数数字调制系统都是性能较好的系统，都是经过改良优化的。无论什么样的数字调制系统，最基本的这三种在现在这个社会依然特别重要。它是一个基础，其他的方式都是由它这

9、三种才演变而生的。要想学习其他的数字调制系统，就应先学习最基本的。只有这样我们才能更好地理解。虽然它们的研究都以很成熟，但ASK，FSK，PSK 等的研究仍然有很大的意义，所以我选择了这三种基本的调制方式做仿真研究。通信系统的一个重要组成部分就是数字调制系统，所以，设计的数字调制仿真系统在输入端与调制器间增加信源编码、加密、信道编码等数字基带处理模块，在解调后增加相应的解码解密器即可能够扩展成通信系统的仿真。数字调制是这样定义的。所需载波的某种参量，往往只一种参量，被随机的二进制序列所控制着，使上述载波的这一种参量随上面提到的随机的二进制序列的变化而变化。根据所选择载波参量的差异，它又分为调幅

10、、调相和调频这三种基本形式，别的复杂形式的调制方式都是由这三种最基本的发展变化而来,与这三种最基本的相比,性能都有所提升,但也会产生一些其他方面的缺陷。因为种种原因,如传输失真、传输损耗等等，基带信号若在信道上进行长距离传输,就会产生特别大的失真，失去传输的意义。解决这一问题的方法就是对载波调制传输信号进行，将信号频谱搬移到高频处。再在信道中进行传输，从而减小失真。所以，现代的通信很多都使用数字调制技术。又因为数字通信的其他优点，比如说建网灵活，可以使用数字差错控制和数字加密等技术等等，现代通信有由模拟方式向数字方式过渡的趋势。所以，进步学习数字通信系统意义远大，数字调制就是重中之重，更需要我

11、们学习，研发1。利用MATLAB对基本的三种调制系统进行编码，仿真。并设计一个用户界面，用户可自主选择调制方式，通过按键可观察到其各个阶段的波形。使人们更加方便的明白数字调制系统的性能。1.2 MATLAB在通信系统仿真中的应用人们对通信的研究越来越深，通信系统也跟着慢慢变得越来越复杂,那些传统的分析设计方法变得使用起来越来越繁琐,浪费人们的精力与时间。随着人们对计算机技术的逐步了解，这一问题得到解决。利用计算机模拟的仿真技术就越来越表现出它的性能好。计算机仿真的含义就是分析自己所研究的通信系统的模型,然后借助计算机来实现通信系统。计算机仿真具有费用少,对于真实情况下难以实现的方式也易实现和可

12、以多次进行重复独立实验，并且节省时间等等一系列的优点，从而被广泛使用，并推广。这些计算机仿真技术中有一个经常被使用的就是MATLAB仿真软件2。MATLAB就是特定的软件开发环境, 它是交互式的、依靠的基础为矩阵的。在科学和工程的计算与可视化中经常被使用。那是因为MATLAB具有很多优点。如它的编程与其他的计算机仿真技术相比更简单一些,还有易扩展和产生其他新的命令与函数；它还易解决比较复杂的一些数值计算问题；有强大的Simulink动态仿真环境,建模可以被实现和文件互用和数据交换在多工作环境间可以被实现。Simulink有一个图形接口，在此接口中用方框图进行建模。与那些用差分方程和微分方程建模

13、的传统软件相比,具有直观、方便和灵活等特点。我们随意在MATLAB和Simulink这两种环境下，运行、解析和更改，美化自己的模型。MATLAB的通信工具包具有算数、对所模拟的研究、设计整个系统和解析等一些功能,在MATLAB环境下独立使用和配合Simulink使用都可以。还有，图形界面功能GUI能为仿真系统产生个人与机相交互的界面，便于仿真系统的实现。基于上述的种种优点，所以，在通信系统仿真中MATLAB被广泛使用，并得到发展。本文也选用MATLAB对二进制数字调制系统进行仿真，具体包括对二进制数字调制信号中的二进制幅度键控信号即ASK、二进制频移键控信号即FSK和二进制相移键控PSK。并利

14、用GUI的相应控件搭建通信系统数字信号的仿真平台，产生一个用户界面，用户可自主选择调制方式，通过按键可观察到其各个阶段的波形。使人们更加方便的明白数字调制系统的性能。1.3研究内容及研究方法1.3.1主要研究内容编写2ASK、2FSK和2PSK这三种二进制数字通信系统的MATLAB代码。并能够正确运行，可以生成各个阶段的波形。在此论文中2ASK、2FSK和2PSK这三种数字通信系统的代码主要包含三部分：产生一个随机二进制信号，调制，解调。由于正弦信号就有单调好记忆的形式，易于产生与接收，所以在很多数字通信系统中，人们一般选择正弦信号为载波。此论文中二进制调制技术都没有加入信道，噪声等，也没有进

15、行误码率比较，编写的代码是比较简单的。并利用MATLAB 中GUI图形用户界面设计一个用户二进制数字调制演示系统。在这个系统的演示界面中可以根据自己的意愿随意添加按钮。在此界面中的特定区域可以自主选择二进制调制的方式（这里主要包括2ASK,2FSK,2PSK这三种二进制调制技术），以及选择自己想要的各方式中哪一阶段的波形，点击按钮便可在演示界面中的特定位置中展示出其选择的波形。1.3.2研究方法利用仿真软件MATLAB 的GUI图形用户界面，先自己设计一个界面,在此界面中安装了三个按钮，用来选择二进制数字调制的方式，即在2ASK、2FSK和2PSK中任选一个。有一个下拉按钮，选择下拉框里面的内

16、容分别选择要展示的是哪个阶段的波形，点击旁边的“仿真”按钮，便能在右边的两个框内展示出来。然后编写2ASK、2FSK和2PSK这三种数字通信系统的MATLAB代码。毕业设计中，最难的是如何建立2ASK、2FSK和2PSK的编码与设计的用户界面自动生成的Callback的链接。我使用的是最简单的方法，把2ASK、2FSK和2PSK这三种数字通信系统的MATLAB代码分别插入到用户界面的编码的“仿真”按钮的CALLBACK中。把要展示的图像的句柄设为共有的，然后再判断下拉框的内容，从而分别展示出不同阶段的波形3。2 基本原理2.1 二进制数字调制的基本原理 通常，数字信号的传输方式往往被分为两种，

17、也就是基带传输和带通传输，在现实情况中，由于基带信号具有丰富的低频分量，很多信道却不能直接传输基带信号，因为它们往往有带通的性能。为解决这一问题，通常对所需的载波用二进制信号进行调制，达到信号的特性与信道的特性相符的目的。数字调制是这样定义的。所需载波的某种参量，往往只一种参量，被随机的二进制序列所控制着，使上述载波的这一种参量随这个随机的二进制序列的变化而变化。所谓数字解调就是在接收端把收到的信号，用解调器还原成原来的二进制信号的过程。我们就把产生基带信号以及调制的过程与解调的过程叫做数字通带传输系统。带通传输也叫载波传输，因为通带传输是用正弦信号作为载体的，因此靠的是正弦信号的幅度，频率和

18、相位来传输的4。 数字调制技术有两种方法：用模拟调制的方法来实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当成模拟信号的特殊情况处理；利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制5。这种方法通常称为键控法. 常用第二种方法实现数字调制，比如对载波的振幅、频率和相位进行键控。基本键控方式：振幅键控(简写为ASK） 频移键控(简写为FSK) 相移键控(简写为PSK)其键控方式示意图如图所示2.1所示： 图2.1 基本键控方式数字调制又可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是在二进制调制的基础上推广而来的，二进制调制是基础，所以在此毕业设计中主要讨论的是二进

19、制调制。最常见的二进制数字调制方式有三种，分别为二进制振幅键控（2ASK）、二进制移频键控（2FSK）和二进制移相键控（2PSK）。在下面这部分将详细介绍这几种调制方式的相关原理6。2.1.1二进制幅度键控（2ASK）二进制的幅度键控可以来实现，通过乘法器和开关电路。在二进制随机信号1或0的控制下，载波通或断。在信号为1时，是接通的，信道上有载波出现；在信号为0，被关断，此时无载波传送。所以在接收端能够依据载波的有无从而还原出信号是1还是0。此种方式中的振幅键控是载波的幅度随二进制随机信号而变化的数字调制，其中正弦载波的频率与相位不发生改变。当为二进制信号时，则为二进制振幅键控。 设二由0、1

20、序列组成进制符号序列，概率为P时发送0符号，概率为相反的，即1-P发送1符号，且相互独立。相对的载波的幅度也随着二进制基带信号的变化而变化。当为一时载波的幅度有，当为0时载波的幅度就为0。当发送的二进制信号该二进制符号序列可表示为。其中码元持续时间用表示的，根据原本的设定，=0时，发送概率为P；=1时，发送概率为1-P。其中可以令，则。二进制振幅键控信号时间波形如图2.2所示。图2.2 2ASK信号时间波形2ASK信号功率谱密度有如下的特点： （1）由连续谱和离散谱两部分构成2ASK信号功率谱密度；波形g(t)经线性调制后决定了连续谱，而于此相对的载波分量决定了离散谱；（2）基带脉冲波形带宽是

21、已调信号的带宽的二分之一。2ASK 信号功率谱密度的示意图如下图2.3所示：图2.3 2ASK信号的功率谱密度示意图在二进制的振幅调制中，想要载波的幅度随着二进制信号的改变而改变，有两种方式，实现这种调制：（1）模拟相乘法：将载波和数字信号相乘，通过相乘器便可得到输出信号，这种直接用信号的振幅来调制所需载波的方法称为模拟相乘法，其电路如图2.4所示7。在此电路图中同时被输入到相乘器中的载波和二进制信号完成调制。（2）数字键控法：把输出的信号被开关电路控制，当有信号输出时就是开关接载波，当就没信号输出时是开关接地，其电路如图2.5所示。 图2.4 2ASK信号模拟相乘法实现 图2.5 2ASK信

22、号数字键控法实现相对2ASK的解调原理，2ASK信号最常用的解调方法有两种：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法），相应的示意图如图2.6、图2.7所示。图2.6 2ASK信号非相干解调方式图图2.7 2ASK信号相干解调方式图其中，抽样判决器的作用是：经过它的信号，接收到的码元是“1”还是“0”便可判断。让我们假如它的门限为b，当信号的抽样大于这个值时，判为“1”；相对的，小于这个值时，就为“0” 8。当本毕业设计为简单代码的编写，所有的二进制数字调制在调制部分不带带通滤波器，而且也没有加噪声，我们设定是理想的信道，在解调部分的末端没有带通滤波器，所以前后都不加也没有什么太大的影响

23、。但在现实情况中，它受噪声的影响特别的大。这样改变振幅的因素还包括了噪声，最后判断的码可能发生错误，也就是说1码变成0码，同样的0码变成1码。由于上述原因，在实际情况下，已经很少使用。但它是基础，我们必须要了解它的调制解调原理，优缺点以及功率谱密度的特点等基本知识9。2.1.2 二进制相移键控（2PSK）相移键控是来传递二进制信号利用载波的相位的改变，而保持不变的是振幅和频率。在2PSK中，用二进制“1”和“0” 初始相位0和分别表示。在此键控中，所需的载波相位被二进制信号控制，比如信号为0时，相位为0或，为1时载波相位为或0。载波相位和信号有一一对应的关系，从而达到调制的目的。2PSK信号的

24、典型波形图如2.8所示： 图2.8 2PSK信号的时间波形2PSK信号的解调方法原理框图如图2.9所示：图2.9 2PSK信号的解调原理框图2PSK信号的解调常用的相干解调法。由于PSK信号是采用改变载波的相位来传输信号的，所以在接收端必须来解调信号利用相位信息。上图2.9中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图10。图中从带通滤波出来的信号在相乘器中与载波相乘，再经过低通滤波器滤除高频分量，经过抽样判决器进行定时抽样判决。抽样判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0，从而产生解调信号。当然，当本毕业设计为简单代码的编写，所有的二进制数字调制在调制部分不带带通滤波器，而且

25、也没有加噪声，我们设定是理想的信道，在解调部分的末端没有带通滤波器，所以前后都不加也没有什么太大的影响。2PSK信号如图 2.10所示是相干解调的波形图. 由于2PSK的有的相位模糊载波恢复中，也就是说恢复之后的与自己所需的可能同相，也有可能异象。当相干载波产生180倒相时,解调出的二进制信号将与发送的二进制信号是相反的,解调器输出的信号全部出错. 图2.10 2PSK信号相干解调各点时间波形此现象是倒现象.由于在载波恢复过程中存在着180的相位模糊,所以它的相干解调有倒现象,从而使得2PSK方式在实际中很少采用的原因。 2PKS信号的功率谱密度为 2PSK信号的功率谱密度有如下特点：（1）由

26、连续谱与离散谱两部分组成；（2）带宽是绝对脉冲序列的二倍；（3）与2ASK功率谱的区别是,当P=1/2时，2PSK无离散谱，而2ASK存在离散谱。2.1.3 二进制频移键控（2FSK）频率调制可叫做频移键控（FSK），二进制的就是2FSK。数字频移键控是传送数信号靠的是所需载波的频率，也就是说载波的频率被信号所控制着。2FSK信号便是符号“1”对应于载频f1，而“0”对应于f2的已调波形，载波的频率在f1和 f2之间变化，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的11。其表达式为： (2.1)典型波形如下2.11图所示。由图可以看出来,2FSK信号可以看作由两个ASK信号的叠加而成。所以可以这样写2

27、FSK信号的表达式： (2.2)其中是脉宽为的矩形脉冲表示的二进制信号。 其中，与互为反码，即若，则；若，则。 图2.11 2FSK信号调制原理框图对于2FSK调制原理，如图2.11所示,2FSK调制就是传输产生的二进制信息序列根据使用两个不同的频率的载波信号12。用 “1”来对应f1，而“0”用来对f2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源f1、f2进行选择通过。2FSK信号有两种的产生方法，分别如下：（1） 模拟法，即用要传输的信号作为调制信号采用模拟调频电路进行调频。如图2.12（a）所示。（2） 键控法，用数字基带信号和它的反码相分别控制两个开关门

28、电路，用这种方法对两个发生器进行是通还是断，让它在每一个码元期间输出f1或 f2的载波。如图2.12（b）所示。用这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，有一点差异在于，即由调频器产生的信号是是连续的，尤其在相邻码元之间的相位，而键控法则不一定是连续的。 (a) (b) 图2.12 2FSK信号产生原理图 对于2FSK解调原理，2FSK的有两种解调方式:相干解调方式和非相干解调方式，本次毕业设计采用的是相干解调方式。根据已调信号由是两个载波f1、f2调制而成，所以相干解调就先用两个f1、f2带通的滤波器对信号进行滤波，然后再分别将信号与相应的本地载波f1、f2相乘，再分别经过低通滤波器，再

29、用抽样信号进行定时抽样判决，从而产生解调信号。其原理如下图2.13所示：带通滤波f0带通滤波f1相乘相乘低通滤波低通滤波抽样判决输入输出Vo(t)V1(t)(t)(t)y(t)y(t)定时脉冲图2.13 2FSK信号的相干接收原理图2FSK功率谱密度有两个特点，由于,2FSK信号可以看作由两个不同载频的ASK信号的叠加而成。所以它的频谱可以近似表示成两个2ASK信号的组合，特点分别如下：(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,离散谱出现在f1和f2位置；(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差|f1 -f2|fs，则出现单峰。2.2 MATLAB中GUI的原

30、理为了使整个数字调制仿真系统便于操作，我们利用MATLAB 中的GUI图形用户界面将各种调制模型集合到一个操作界面上，使该仿真系统成为一个整体。GUI全称Graphical User Interface即，图形用户界面，就是通过窗口、选单、按钮、文字说明等对象构成一个美观的界面，提供用户利用鼠标或键盘方便地实现操作。GUI是MATLAB自带的用于生成人机交互界面的工具，MATLAB设计图形用户界面的方法有两种：使用可视化的界面环境和通过编写程序13。用户可根据自己的需要生成符合用户要求的图形界面，并通过编写各控件的回调函数（callback function）使控件和该控件所要实现的功能联系起

31、来，从而实现图形界面的操作功能。GUI的具体设计方法请参见有关书籍，这里不做详细介绍。3 设计内容与过程本文中设计的数字调制演示系统，是以二进制数字调制为基础，利用MATLAB 中GUI图形用户界面，设计而来。在此数字调制演示系统的界面中可以自主选择二进制调制的方式（这里主要包括2ASK,2FSK,2PSK这三种二进制调制技术），以及各方式中哪一阶段的波形，点击按钮便可展示出其选择的波形。这一过程共分为三步。第一，编写2ASK、2FSK和2PSK这三种数字通信系统的MATLAB代码，并能够正确运行，可以生成各个阶段的波形。在此论文中2ASK、2FSK和2PSK这三种数字通信系统的代码主要包含三

32、部分：产生一个随机二进制信号，调制，解调。第二，利用MATLAB 中GUI图形用户界面设计一个用户二进制数字调制演示系统，生成一个用户界面14。第三，有了二进制数字调制的程序和用户界面的程序，就要进行二进制数字调制与用户界面的链接。从而实现在此界面中可以自主选择二进制调制的方式（这里主要包括2ASK,2FSK,2PSK这三种二进制调制技术），以及各方式中哪一阶段的波形，点击按钮便可在此用户界面中展示出其选择的波形。3.1二进制数字调制的MATLAB实现编写二进制数字调制，即2ASK、2FSK和2PSK这三种数字通信系统的代码，不断进行调试改正，并能够正确运行，能够生成各个阶段的波形。2ASK的

33、波形图如下图3.1和3.2所示，其中图3.1 分别表示2ASK的原始信号的波形，2ASK已调信号的波形与2ASK已调信号经低通滤波器后的波形。而图3.2 表示2ASK的经过解调之后恢复出来的原信号波形15。由于信号在系统传输中会出现时间的延迟，由如下图3.1和3.2所示的波形可知在无噪声情况下解调之后得出的波形与基带数字信号即原始信号的波形完全相同，但在时间上有一定的延迟。这是属于正常现象，并不是出差错。2ASK的波形图如下图3.1 2ASK原始信号，已调信号与经低通滤波器后的波形 图3.2 2ASK解调信号的波形2PSK的波形图如下图3.3和3.4所示，其中图3.3分别表示2PSK的原始信号

34、的波形，2PSK已调信号乘以本地载波之后的波形与经低通滤波器后的波形。而图3.4 表示2PSK信号经过解调之后恢复出来的原信号波形。相同的道理，由于信号在系统传输中会出现时间的延迟，由如下图3.3和3.4所示的波形可知在无噪声情况下解调之后得出的波形与基带数字信号即原始信号的波形完全相同，但在时间上有一定的延迟。这是属于正常现象，并不是出差错。2PSK的波形图如下：图3.3 2PSK原始信号，已调信号与经低通滤波器后的波形图3.4 2PSK解调信号的波形同样的，2FSK的波形图如下图3.5和3.6所示，其中图3.5分别表示2FSK的原始信号的波形，2FSK已调信号的波形与经滤波只保留一个小频率

35、的信号乘以本地载波之后的波形。而图3.6 表示经低通滤波器后的波形和解调之后恢复出来的原信号波形。同样的道理，由于信号在传输中会花费时间，由如下图3.5和3.6所示的波形可知在没有噪声的情况下解调之后得出的波形与原始信号的波形完全相同，但在时间上有一定的延迟。这是属于正常现象，并不是出差错。2FSK的波形图如下： 图3.5 2FSK原始信号，已调信号与乘本地载波后的波形图3.6 2FSK经低通滤波器后和解调信号的波形3.2用户界面设计双击打开MATLAB，在MATLAB 的命令窗口中输入guide，点ENTER，从而运行guide 命令，便出现guide界面，选择空模板，点击OK，即可打开gu

36、ide 的设计界面，如下所示： 图3.7 打开guide的设计界面 在左边的按钮栏中可任意选择自己需要的按钮，点击一下，然后拖到guide界面内，便能在guide界面内产生自己选择的按钮，并双击此按钮，便能打开属性窗口，修改它的属性。根据我自己的毕业设计，我选择按钮，并修改过其属性之后产生的界面如下图所示。在此图中有四个Button Group按钮，用来锁定一定的范围空间。有二个Static Text的按钮，一个将其String属性改为“二进制调制的演示系统”，是此用户界面的标题；另一个改为“选择方式”，用来提示用户选择二进制调制的方式。有三个竖着排列的Radio Button的按钮，将其St

37、ring属性分别改为“2ASK”，“2PSK”，“2FSK”。用来选择二进制数字调制的方式，即在2ASK、2FSK和2PSK中任选一个。下面有两个Push Button的按钮，将其String属性分别改为“仿真”，“关闭”，FontSize改为14.0。点击“关闭”按钮，就能关闭此界面。在仿真按钮的右边，有一个下拉按钮，Pop-up Menu，将其String属性改为“none”，选择下拉框里面的内容分别选择要展示的是哪个阶段的波形，点击旁边的“仿真”按钮，便能在右边的两个框内展示出来。在用户界面的右边画两个坐标轴，一个显示原信号，一个显示处理后的。将第一个的坐标轴的Tag 属性变为axes_

38、src,第二个的变为axes_dst。更改之后，点击此图工具栏中“保存”按钮，弹出保存的对话框。 图3.8 设计的yong2.fig的界面点击工具栏中“保存”按钮，界面保存为yong2.fig.会弹出yong2.m 文件，此文件里面包含所有的代码。在编程中，我们的每一个按钮都对一个Callback函数。之后，点击工具栏的运行按钮(Run Figure)，运行代码。点击界面工具栏中View按钮，便可查看任意按钮的Callback函数。单击鼠标右键选择“Property Inspector”，即可打开属性窗口。当双击不同的控件，它的属性框就都会显示，便可更改属性。Tag 属性和String 属性是

39、最主要的。设置当前Figure 窗口的Tag 属性为：figure_yong2，窗口的标题(Name 属性)为：二进制调制的用户界面。点击工具栏中“运行”按钮，程序运行，如下图所示： 图3.9 二进制数字调制的用户界面3.3系统实现我觉得在此毕业设计的实验部分中，最难得是如何建立2ASK、2FSK和2PSK的编码与设计的用户界面自动生成的Callback的链接。记得自己在做的过程中，很早就已经完成了前面提到的前两步，即编写二进制数字调制的代码以及设计用户界面的按钮构成。原本看过一个实例，是关于练习MATLAB的GUI的使用的。上面是把句柄设为全局变量，再别处使用的时候再声明一下，便可使用。而我

40、自己当初的设定也是想这样，二进制调制的程序是一个文件，用户界面的程序是另一个文件。把二进制调制的程序的某些变量设为全局变量，在用户界面中的程序中相应的按钮下面，引用二进制调制程序的某些变量的句柄，便可在用户界面的那两个坐标轴中显示出想要显示的波形图。那时，我查阅了大量的资料，看了很多实例，但依然找不到关于句柄的自己想知道的那部分内容。最后实在没有办法，向老师请教，他教给我一个最简单的法子。我使用的就是这个最简单的方法，即把2ASK、2FSK和2PSK这三种数字通信系统的MATLAB代码分别插入到用户界面的编码的“仿真”按钮的CALLBACK中。把要展示的图像的句柄设为共有的，然后在判断选择二进

41、制调试的方式及下拉框的内容，选择显示的是哪个调制方式的哪个阶段的波形，点击“仿真”按钮，从而分别展示出不同阶段的波形。其中，源波形是在第一个坐标轴，即axes_src中显示出来，其他经处理的波形都是在第二个坐标轴，即axes_dst中显示出来。4 仿真及相应实验结果 设计好二进制数字调制的用户界面之后，并且也建立好了GUI的程序与二进制数字调制的程序之间的链接之后，便可在yong2.m 文件的工具栏中点击“运行”按钮，便出现如图3.9所示的二进制数字调制的用户界面。在此界面中可以在“选择方式”框中任意选择二进制调制的方式，即点击2ASK、2FSK和2PSK这三个选项的按钮，再在下拉框中选择任意

42、一项，点击“仿真”按钮，便在右边的两个坐标轴中显示出你自己选择的波形图。点击“关闭”按钮，便可关闭此用户界面。 仿真如下： 选择2ASK的二进制方式，选源信号时如图4.1所示，在第一个坐标轴中显示： 图4.1 选择2ASK的二进制方式和原信号时的波形图选已调信号时如图4.2所示，在第二个坐标轴中显示： 图4.2 选择2ASK的二进制方式和已调信号时的波形图选乘本地载波后时如图4.3所示，在第二个坐标轴中显示： 图4.3 选择2ASK的二进制方式和乘本地载波时的波形图选择经低通滤波器之后时如图4.4所示在第二个坐标轴中显示： 图4.4 选择2ASK的二进制方式和经低通滤波器后的波形图选解调后时如

43、图4.5所示，在第二个坐标轴中显示： 图4.5 选择2ASK的二进制方式和解调后时的波形图选择2PSK的二进制方式，选源信号时如图4.6所示，在第一个坐标轴中显示： 图4.6 选择2PSK的二进制方式和原信号时的波形图选已调信号时如图4.7所示，在第二个坐标轴中显示： 图4.7 选择2PSK的二进制方式和已调信号时的波形图选乘本地载波后时如图4.8所示，在第二个坐标轴中显示： 图4.8 选择2PSK的二进制方式和乘本地载波时的波形图选择经低通滤波器之后时如图4.9所示在第二个坐标轴中显示： 图4.9 选择2PSK的二进制方式和经低通滤波器的波形图选解调后时如图4.10所示，在第二个坐标轴中显示

44、 图4.10 选择2PSK的二进制方式和解调后的波形图选择2FSK的二进制方式，选源信号时如图4.11所示，在第一个坐标轴中显示： 图4.11 选择2FSK的二进制方式和原信号的波形图选已调信号时如图4.12所示，在第二个坐标轴中显示： 图4.12 选择2FSK的二进制方式和已调信号的波形图选乘本地载波后时如图4.13所示，在第二个坐标轴中显示： 图4.13 选择2FSK的二进制方式和乘本地载波的波形图选择经低通滤波器之后时如图4.14所示在第二个坐标轴中显示： 图4.14 选择2FSK的二进制方式和经低通滤波器后的波形图选解调后时如图4.15所示，在第二个坐标轴中显示： 图4.15 选择2FSK的二进制方式和解调后的波形图如果没有选择任何调制方式，点击“仿真”按钮，就会弹出一个警告对话框，如下图4.16所示： 图4.16 警告对话框点击“关闭”按钮，就会就会弹出一个对话框，确定是否要关闭界面，如下图4.17所示： 图4.17 关闭窗口结 论这几个月内，主要做基于MATLAB的二进制数字调制的用户界面的演示系统的设计与实现这一毕业设计，感觉收获特别大，初步的掌握的MATLAB软件的使用，以及GUI用户界面的基本原理，使用等等。还有就是对信号的2ASK，2FSK,2PSK的调制解