毕业设计（论文）-信号与系统教学实验辅助软件的设计.doc.doc

1 课题研究背景 “信号与线性系统”是电类各专业本科生的一门重要的专业基础课, 也是电子信息类研究生入学考试科目。该课程一方面以“高等数学”,“工程数学”及“电路理论”等课程为基础, 同时又是后继的“数字信号处理”、“通信原理”和“自动控制原理”等专业课程的基础, 在教学环节中起着承上启下的作用[1]。该课程理论性较强且具一定的实践性, 其基本方法和原理广泛应用于信号处理和系统分析的各个领域。随着近几年对大学生素质要求的提高单纯的理论教学已远远不能现在教学任务的需要，试验教学的地位显示出越来越重要的地位，以前也没有对“信号与线性系统”教学实验教学辅助软件，在这种形似下开发一种教学实验软件是十分必要的，经我院信号教研室的老师研究决定把该课题的研发工作列为今年毕业设计之列，希望通过老师和学生的共同努力来完成这一课题。 “信号与线性系统”课程所用数学工具较多, 因为其核心内容就是三大变换, 即傅里叶变换、卷积计算和Z 变换, 而物理概念往往来源于复杂的数学运算及推导, 这就导致学生将大量的时间用于数学运算, 所以学生在学习的过程中感到大部分时间是在学数学, 而未真正理解最本质的物理意义。为了减轻学生在数学运算上的负担, 使学生把注意力集中到对课程最本质的概念和方法的把握上, 我们初步决定利用研制可用于教学和实验的软件系统, 用直观的形式把结果显示出来[2]。 我们设想用一种可视语言设计界面用一种计算能力强的软件来完成后台的计算工作，Matlab 现已成为计算机辅助分析和仿真分析中的重要分析软件,并逐步成为工科研究生必须掌握的基本工具语言。Matlab也存在自身的缺陷,如只提供C 和Fortran [3]语言使用的编程接口无法在VB、VC 中直接调用,编写可视化界面的能力弱等。这就给开发带来了一定的困难但经过研究这一课题的同学和老师努力和探讨这一问题最终得以解决下面我们将在各章中详细的讨论该课题的实现以及在设计过程中所遇到的困难和解决方案以及该设计的不足与改进方案。 2 方案论证 经讨论决定用vb设计界面，在vb环境下输入数据后台的计算工作由matlab来完成。Vb是1991年Microsoft 公司推出了Windows应用程序开发工具——V isualBasic。V isual 意为“可视化的”[ 4], 指的是一种开发图形用户界面(GUI) 的方法, 所以Visual Basic 是基于basic的可视化的程序设计语言[5]。在VisualBasic 中, 既继承了先辈Basic 所具有的程序设计简单易用的特点, 其编程系统又采用了面向对象[6], 事件驱动的编程机制, 用一种巧妙的方法W indows 的编程复杂性封装起来[7], 提供了一种所见即所得的可视界面设计方法[8], 给广大的用户学习、使用、研究和开发Windows 环境下的应用程序带了福音。在此有两个问题： (1)：如何在vb环境下实现对matlab程序的调用[9]； (2)：但Matlab也存在自身的缺陷,如只提供C 和Fortran 语言使用的编程接口没有vb的编程接口如何实现两种语言的数据交换呢！ 2.1：如何在vb下进行matlab的调用 经翻阅大量的资料发现能实现调用的方法用一下几种： (1)：采用动态链接库DLL 方法[10] （2）：采用动态数据交换DEE 方法[11] （3）：采用ActiveX 自动化技术[12] 2.1.1 动态链接库DLL 方法 在介绍这种方法前我们首先引入一种软件Matcom，Matcom 是一个从MA TLAB 到C++的编译器, 它可以节省用户的运算时间和内存要求。Math tools 公司利用Matcom4 技术编写了Mideva 工具软件, 它可以借用C++编译器将Matlab下的M - 文件转换为可被VB调用的DLL或独立便可执行文件。VB 中要使用DLL , 必须VB 工程中包含DLL 的声明文件(即模块文件) , 同时还要将DLL 放在工程文件所在的目录下。在使用前先安装Matcom （安装方法查附录）如下操作可以一个M - 文件编译成DLL，启动Matcom4的Mideva, 点菜单File/Compile, 选要转换的M - 文件应该是能作为函数被其他集城环境调用的M-文件, 设文件名为（myfile)。编译完成后, 在对应的Debug 或Release 目录下, 可以找到一些编译生成的文件如要编译hwplot.m文件成Dll文件则启动maths tools4.5/MIDEVA界面如下图2-1所示： 图2-1：MIDEVA界面 然后单击file/compile to dll在对话框中选择browse在路径中找到你所要编辑的文件单击“o