CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE &
TECHNOLOGY
毕业设计（论文）
题目：基于MATALB的数据采集器设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：
指导教师签名：日期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：
一、毕业设计（论文）任务
课题内容
课题的主要内容：
1、MATLAB的国内外应用现状；
2、MATLAB数据采集工具箱；
3、基于MATLAB的数据采集器（系统）总体设计。
4、编程实现。
5、完成本科毕业论文一篇。
课题任务要求
MATLAB所处理的数据必须是现成的，因此，不能直接对硬件端口进行读写操作，不能直接实现对数据的实时采集。在传统的工程检测中，需要将采集到的数据存储起来，经过一系列的处理和转换，才能利用MATLAB进行分析和处理，从而影响了它在测控系统开发上的应用范围。但MA TLAB提供了应用程序接口API(Application Program Interface)，通过该接口，利用MEX 文件和编译器(Compiler)，用户可以在MA TLAB环境中调用C语言或FORTRAN程序、输入或输出数据，方便地完成MATLAB 与外部环境（数据和程序）的交互，与其他软件程序建立客户/服务器关系。
本课题要求学生首先了解数据采集的基本理论、数据采集的过程、不同的数据采样方式（实时采样、等效时间采样等）、MA TLAB软件的特点。然后，对比分析已有的基于MATLAB的数据采集系统的特点，提出自己的数据采集器总体设计方案，包括系统构成、接口方案、编程语言等等。可以利用MA TLAB和C（或C++）语言交互，设计基于MA TLAB的数据采集器。也可以利用集成于MATLAB中的数据采集工具箱，通过调用其中的命令和函数,直接控制各种与PC 机兼容的数据采集硬件设备的数据采集和通讯,并完成对所采集数据的实时分析或离线处理。最后，完成毕业论文撰写工作。通过本课题的工作，可以巩固和加深学生对数字信号处理技术的掌握，开阔视野，并提高学生主动发现、分析并解决问题的能力，通过毕业论文的训练，使其具备科研论文写作的基本功。
课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）
1、总体设计方案；
2、相关的设计和仿真图表及程序源码；
3、完整的毕业论文一篇。
主要参考文献与外文翻译文件（由指导教师选定）
1] 王海龙, 陈珊杰, 李茜等. 基于MATLAB的数据采集系统的研究[J]. 中国农学通讯，2007, 23(1):381-384.
[2] 邱选兵. 基于USB数据采集的虚拟仪器设计[D]. 太原理工大学硕士学位论文，2006.
[3] 法林，陈文辉，董大群.MATLAB的数据采集工具箱[J].石油仪器学报，2001，15（1）：56-58.
[4] 夏文芳，吴鸿修，李享元. 基于USB的实时数据采集系统及其在MA TLAB中的应用[J]. 电子技术应用, 2003, (2):15-17.
[5] 马海潮. 超高速数据采集技术发展现状[J]. 测试技术学报, 2003，17(4):287－292.
[6] J. Ludvig, J. Mcarthy, S. Meuendorffer etc. Reprogrammable Platforms for High-Speed Data Acquisition [J]. Design Automation for Embedded Systems，2002(7)，pp.341-364.
[7] 陈德娟.基于MATLAB的数据采集系统设计[J].应用科技，2003，30（4）：23-24.
[8] 付俊庆，李凤玲.MATLAB环境下的实时数据采集方法[J].测控技术学报，2004,32(1):30-32.
[9] 初秀琴，何蕾，李玉山.MATLAB外部接口的研究与实现[J].计算机仿真学报，2002，19（1）：107-109.
[10] H.Mülle, A.Bogaerts , J.Buytaert etc. First Experience with the Scalable Coherent Interface[Z].
[11] 徐国政，陈勇.基于Matlab/xPCTarget的数据采集系统.微计算机信息期刊，2005，21（1）：63-64.
[12] 赵祚喜，罗锡文，马瑞峻.基于MA TLAB的计算机数据采集系统设计[J].农业机械学报，2003，34（2）：146-148.
[13] 张红，赵培杰.用VB和MATLAB软件开发数据采集分析系统[J].工业控制计算机学报,2005,18(9):27-28.
[14] 余新平，张弦.基于MATLAB的实时数据采集与分析系统的实现[J].长江大学学报,2006,3(4):80-83.
[15] Vincenzo Gattulli, Marco Lepidi and Francesco Potenza. Seismic protection of frame structures via semi-active control:modeling and implementation issues[J]. EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION,2009(8)627-645.
外文翻译文件：
Muller etc. First Experience with the Scalable Coherent Interface. 1993.
同组设计者
无
注：1. 此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。
2. 此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。
3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载
二、毕业设计（论文）工作进度计划表
序号毕业设计（论文）工作任务
工作进度日程安排
周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1 查找,收集并研究资料4～7 一一一一
2 确定设计方案8，9 一一
3 软硬件设计10～12 一一一
4 仿真13 一
5 设计总结14 一
6 完成毕业设计论文，准备答辩15～1
7 一一一7
8
9
10
注：1. 此表由指导教师填写；
2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；
3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。
三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表
时间第一阶段第二阶段第三阶段
内容组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况
检
查
记
录
教师
签字日期签字日期签字日期
签字
注：1. 此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。
2. “组织纪律”一档应按《长沙理工大学学生学籍管理实施办法》精神，根据学生具体执行情况，如实填写。
3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议
4. 对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。
四、学生毕业设计（论文）装袋要求：
1. 毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。
(1) 封面(2) 扉页
(3) 毕业设计（论文）任务书(4) 中文摘要
(5) 英文摘要(6) 目录
(7) 正文(8) 参考文献
(9) 致谢(10) 附录（公式的推演、图表、程序等）(11) 附件1：开题报告（文献综述）(12) 附件2：译文及原文影印件
2. 需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。
3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。
4.《毕业设计(论文)成绩评定册》一份。
5．论文电子文档[由各学院收集保存]。
学生送交全部文件日期
学生（签名）
指导教师验收（签名）
基于MATLAB的数据采集器设计
摘要
在计算机广泛应用的今天，数据采集是计算机与外部物理世界连接的桥梁。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统也迅速地得到应用。在生产过程中，应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集，监视和记录，为提高产品质量，降低成本提供信息和手段。在科学研究中，应用数据采集系统可获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获取科学奥秘的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就越高，取得的经济效益也越高。本论文针对语音信号的采集和处理设计了基于MATLAB的数据采集器，提出了系统构成、设计方案、开发过程。
本设计采用计算机作为数据采集系统的核心，系统分为传感器模块、信号调整模块、A/D转换模块、计算机等几部分。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。系统首先由传感器将信号测量并传送到信号调整模块进行放大或滤波，再经过声卡对信号的A/D转换（采集、量化、编码处理）后，存入计算机或进行信号处理。
硬件部分引用了传声器作为声音信号的传感器，AD620作为信号调整模块的放大器，用软件控制声卡作为信号的A/D转换模块，计算机用作信号的存储和处理。软件用MATLAB，主要用到MATLAB的数据采集工具箱。通过软件先对声卡初始化，创建设备对象，然后对采集中的各个参数进行设定。最后给出了采集数据的波形，从中可以看出，开发的数据采集经过实际的测试，基本上满足技术要求。
关键词：数据采集；A/D转换；传感器；声卡
DATA ACQUISITION DESIGN BASED ON MATLAB
Abstract
Nowadays,as computers is widely used , Data Acquisition is a bridge between computer and the external physical world. Data Acquisition Systems is quickly applied with the rapid development and the popularity of computer technology. In order to improving product quality and reducing costs,this system is used to collect, monitor and record the production process parameters In the production process. applying data acquisition systems will gather a lot of dynamic information In scientific research, which is the powerful tool to study the Instantaneous physical process and one of important means of access to the mysteries of science. In short, more timely data acquire and process regardless of where applications, higher efficiency and higher economic efficiency will achieve.This thesis focuses on the collection and processing of voice signals of Data Acquisition design based on MATLAB, system structure, design and development process.
The core of Data Acquisition System is a computer, the system is divided into sensor module, signal conditioning module, A / D converter module, and computer parts.Based on this general scheme was put forward, and finally every module is testde and verified by the hardware and software. firstly, signals will be measured and transmitted to the signal adjustment module to zoom in or filter from the sensors. Secondly, the A / D conversion(collect, quantitative, coding process) of signal through the sound card.At last putting it stored into the computer or processed.
Hardware reference to the microphone as a sound signal sensor, AD620 as a signal amplifier in signal conditioning module, a sound card with software control as a A / D
converter module of signal, the computer used to signal storage and processing.Software components with MATLAB, mainly used in MATLAB's Data Acquisition Toolbox. Firstly, initialized by the software on the sound card to create device object, then all the parameters collected in the set.Finally, there is a graph sbout data acquisition waveform, from which shows, Data Acquisition after the actual test, almost meet the technical requirements.
Key words：Data Acquisition; A / D conversion; Sensor; Sound card
目录
1 绪论 (1)
1.1 课题背景及意义 (1)
1.2 数据采集器的研究状况 (2)
1.3 论文的主要内容 (3)
2 数据采集系统分析 (4)
2.1 数据采集系统构成 (5)
2.2 基于MATLAB的数据采集系统原理 (7)
2.3本章小结 (9)
3 基于MATLAB和声卡的数据采集器设计 (10)
3.1方案选取 (10)
3.2 传声器的选择 (12)
3.3 信号放大电路 (13)
3.4 声卡在A/D转换中的应用 (15)
3.4.1 声卡在A/D转换中的原理 (15)
3.4.2 声卡的驱动软件 (16)
3.4.3 采样参数设置 (16)
3.5本章小结 (19)
4 软件设计 (20)
4.1 基于MATLAB和声卡的软件流程 (20)
4.2 系统调试 (25)
4.3 本章小结 (26)
5 结论 (27)
致谢 (28)
参考文献 (29)
1 绪论
1.1 课题背景及意义
随着计算机技术的发展与普及，数字设备正越来越多地取代模拟设备，在生产过程控制和科学研究等广泛的领域中，计算机测控技术正发挥越来越重要的作用。外部世界的大部分信息是以连续变化的物理量形式出现的，例如温度、压力、位移、速度等。要将这些信息送入计算机进行处理，就必须先将这些连续的物理量离散化，并进行量化、编码，从而变成数字量，这个过程就是数据采集。它是计算机在监测、管理和控制这个系统的过程中，取得原始数据的主要手段。
数据采集系统是计算机与外部世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。数据采集技术是信息科学的重要组成部分，已广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，并且随着科学技术的发展，尤其是计算机技术的发展与普及，数据采集技术将有广阔的发展前景。
MATLAB是美国MathWorks公司推出的一种科学计算软件，被广泛地使用于从个人计算机到超级计算机范围内的各种计算机上。现在已发展成为能够同时进行数学运算,数据采集,信号分析,模型建立和可视化解释等的强大综合功能的科学软件。将数据采集器设计在MATLAB的基础上，能充分利用MATLAB的各方面长处，对数据的分析和处理将更方便。MATLAB使用方便,输入简洁,运算效率高,内容丰富,可由用户自行扩展,是当今世界上发达国家中的科学研究必不可少的工具，同时MATLAB又有强大的数值分析与处理功能、丰富的仿真功能、方便的编程接口而深受广大用户的喜爱，但若要对大量的实验数据利用MATLAB的数据分析处理功能进行处理，则首先要将实验数据转换成MATLAB的数据格式，因此，不能直接对硬件端口进行读写操作，不能直接实现对数据的实时采集。在传统的工程检测中，需要将采集到的数据存储起来，经过一系列的处理和转换，才能利用MATLAB进行分析和处理，这无疑是一件十分繁杂的任务，同时影响了它在测控系统开发上的应用范围和实践中对数据的处理速度。若能直接从MATLAB环境下采集实验数据,无疑对与实验分析和数据处理都是有益的。
MATLAB(Version 6.1)的数据采集箱(Data Acquisition Toolbox Vesion 2. 1)为此提供一个实现直接数据采集的平台。利用该工具箱配以适当的数据采集卡不仅可以进行实时数据采集,而且还可以进行实时控制,由此还可以组建成为自动测试分析系统。利用计算机的通用声卡和MATLAB的图形用户接口软件构造了一个廉价动态信号分析仪。这足以说明,在MATLAB环境下进行直接数据采集不仅切实可行,而且方便实用。
在当今的国际化的环境中，全球内的竞争日益激烈，实时的信息处理、高效的工作水平、尽可能地减少成本是每个国家每个企业所追求的，实现基于MATLAB的数据采集器是非常有用的，它将会实现数据处理的实时性，使得工程中数据能快速的被处理，在很大程度上提高了管理水平和工作效率，它对于提高企业的经济效益，促进企业的发展和社会的发展具有较强的现实意义。
1.2 数据采集器的研究状况
目前，比较常见的数据采集系统设计方案主要有以下几种：
⑴使用RS232串行通信将采集模块采集到的数据传输到PC机。
采集模块采集到的数据通过RS232串行通信传输到PC机，借助MATLAB中的仪器控制工具箱封装的串口对象，可以像操作文件一样控制串行端口与外设进行通信。先使用serial函数创建串口对象，再设置波特率、数据位、停止位等属性，使PC机和数据采集模块间具有相同的通信模式。传输数据时, 用fopen函数打开串口，再用fwrite函数和fread函数以二进制或ASCII码格式对进行读写操作。数据通信过程中，通过读串口对象属性可以实时了解串口的工作状态。数据传输结束后用fclose函数关闭串口。用智能数据采集模块采集系统的输入激励信号和输出响应，将采集到的数据通过串行通信传输到MATLAB。
⑵用AT89C51单片机(MCS51系列)与美国TI(Texas Instruments)公司的A/D芯片TLC2543制作数据采集卡。
该采集系统具有较好的可移动性并降低成本,它利用AT89C51单片机(MCS51系列)与美国TI(Texas Instruments)公司的A/D芯片TLC2543制作了一块数据采集卡, 具体的数据采集任务由单片机完成,采得的数据实时传送到计算机进行分析处理。数据采集卡设计成外置式结构,模拟信号经A/D转换成数字信号后通过串行口传至较远距离之外的计算机。TLC2543是带串行控制和11个输入
端的12位模数转换芯片,内置采样保持器,最长转换时间不超过10Ls,内置S/H及多路选择开关,单5V供电,0～5V模拟输入,需外接参考电压输入。单片机振荡频率选用2211184MHz,这样AT89C51与PC通信波特率可精确地达到115200bps,确保高速采集的数据能实时传送给计算机。模拟信号输入用TLC2274高速低噪声运放缓冲,它的输出是满幅度的(即rail-to-rail) ,采用单5V供电时,可产生0～5V 输出,用在这里是很合适的。电压源芯片AD586产生+5V精密基准电压作为TLC2543参考电压。采集设置由PC传送,采得的数据经过串行口实时传送给计算机。
（3）应用USB总线的数据采集器。
USB总线具有速度快，易扩展，能够采用总线供电，使用灵活等优点。在MATLAB中直接对USB总线进行控制实现实时数据的采集。但是MATLAB自身并不能实现对USB的控制功能。众所周知，在C语言环境中，可以非常方便地实现对USB的驱动开发和控制。如果使用C语言对USB的数据采集部分进行驱动和控制，编译成MEX文件，然后MATLAB中调用即可。
USB码（USBD）为客户提供两组工具命令：命令工具和通道工具。命令工具允许客户在配置和控制USBD操作的同时配置并控制USB设备，它提供了对设备标准通道的所有访问；通道工具允许USBD客户管理特定设备的数据，控制数据的传输，它不允许客户直接访问设备的标准通道。USBD客户可以直接命令设备或从通道直接输入和输出数据流。USBD提供了供操作系统组件特别是设备驱动程序访问设备的一组接口。这些操作系统组件只能通过USBD来访问USB。一个USBD可以访问一个或多个HCD，而一个HCD可能与一个或多个主机控制器相连。某些操作系统可能允许对USBD进行初始化设置。从客户来看，与其进行通信的USBD管理着所有连接着的USB设备。这种方案是采用普通单片机加上专用USB通信芯片。
(4) 基于ARM和GPRS的嵌入式多路数据采集系统。
该系统运行于32位微处理器和嵌入式Linux操作系统的架构上，与传统的解决方案相比，在可靠性、速度、数据处理能力、功能扩展等方面有了显著改进，并且有向其它场合下的行业应用扩展的前景。
1.3 论文的主要内容
数据采集就是将被测对象（外部世界、现场）的各种参数（可以是物理量，也可以是化学量、生物量等）通过各种传感元件做适当转换后，再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤。最后送到控制器进行数据处理或存储记录的过程。控制器一般均由计算机承担，所以说计算机是数据采集系统的核心，它对整个系统进行控制，并对采集数据进行加工处理。
由于声卡具有对信号滤波、放大及采样保持、A/D和D/A转换等功能，这些功能与数据采集卡相当，所以，基于MATLAB数据采集器用声卡来担当数据采集器的核心。本论文主要包括以下内容：
第一章阐述了本课题背景及意义、数据采集器的研究状况和论文的主要内容。
第二章对数据采集系统进行了分析，首先介绍了数据采集系统的构成，它包括传感器，信号调整，数据采集，并对各个模块的原理进行了介绍。然后介绍了基于MATLAB的数据采集工具箱的数据采集系统原理和设备对象。
第三章首先讨论和分析了数据采集器现行的几种方案，探讨和确认了基于声卡和MATLAB的数据采集器设计方案。然后对各个模块的器件进行了分析和确认，传感器用的是驻极体式EM一9767麦克风，信号的放大用AD620,基于MATLAB 的数据采集卡用WDM类型的Realtek High Definition Audio声卡。
第四章首先确定了该系统的软件模块，然后确定了基于MATLAB和声卡的程序运用面向对象的方法实现MATLAB直接对物理接口的信号采集，编出了程序，最后进行了调试。
第五章对论文进行了总结，介绍了本论文的方案，并分析了该方案的优缺点和数据采集器的展望。
2 数据采集系统分析
2.1 数据采集系统构成
由于微电子技术与数字信号处理技术的飞速发展，这使得进行数字信号处理非常容易、方便，因此，我们采用数字信号处理技术来处理各类信号。在进行信号处理之前就必须完成数据采集。
数据采集技术是信息科学的一个重要分支，它研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等方面的问题，在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域，都存在着数据的测量、传输与控制问题，将外部世界存在的温度、压力、流量、位移以及角度等模拟量转化为数字信号，再收集到计算机中并进一步予以显示、处理、传输与记录的过程，被称为数据采集。相应的系统称为数据采集系统。数据采集系统的系统框图如图2.1所示：
图2.1 数据采集系统的系统框图
传感器是能够感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常有敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件的输出转换为适于传输或测量的电信号部分，转换元件是传感器中能直接感受或响应被测量的部分。传感器在某些领域又被称为变换器、检测器或探测器。随着传感器集成技术的发展，传感器的组成如图2.2所示。
传感器的作用是把非电的物理量转变成模拟电量（电压、电流或频率，例如使用热电偶、热电阻可以使得随温度变化的电压；转速传感器常把转速转换为电脉冲等。通常把传感器输出到A/D 转换器输出的这一段信号通道称为模拟通道。 模拟
信号 传感器 信号
调整 ADC 计算机
图2.2 传感器的组成
信号调整一般是对从传感器输出的信号进行放大滤波，用放大器来放大和缓冲输入信号。由于传感器输出的信号较小，因此需要放大，以满足大多数A/D 转换器的满量程输入5~10V 的要求。此外，某些传感器内阻比较大，输出功率较小。这样放大器还起到了阻抗变换器的作用来缓冲输入信号。
A/D 转换器实现数据采样/量化/编码，并在逻辑电路的控制之下把转换后的数字信息存储在缓存之中，等待微控制器的读取。对模拟信号的转换是由A/D 转换器完成，随着超大规模集成电路的发展，为满足各种不同的检测和控制任务的需要，大量结构不同、性能各异的A/D 转换电路应运而生。有传统的并行型、逐次逼近型、积分型，也有近年来新发展起来的∑一△型和流水线型等，在选取A/D 转换器的时候要根据不同的应用场合和性能指标的要求选取不同类型A/D 转换器。低功率、高速度、高分辨率是新型的ADC 的发展方向，同时ADC 的这一发展方向将适应现代数字电子技术的发展。
数据采样原理：假设现在对一个模拟信号x(t)每隔Δt 时间采样一次。时间间隔Δt 被称为采样间隔或者采样周期。它的倒数1/Δt 被称为采样频率，单位是采样数/每秒。 t=0, Δt,2Δt,3Δt …… 等等，x(t)的数值就被称为采样值。所有x(0),xΔt),x(2Δt )都是采样值。下图显示了一个模拟信号和它采样后的采样值。采样间隔是Δt ，注意，采样点在时域上是分散的。根据采样定理，最低采样频率必须是信号频率的两倍。反过来说，如果给定了采样频率，那么能够正确显示信号而不发生畸变的最大频率叫做恩奎斯特频率，它是采样频率的一半。如果信号中包含频率高于奈奎斯特频率的成分，信号将在直流和恩奎斯特频率之间畸变。采样率过低的结果是还原的信号的频率看上去与原始信号不同。这种信号畸变叫做混叠(alias)。出现的混频偏差(alias frequency)是输入信号的频率和最靠近的采样率整数倍的差的绝对值。理论上设置采样频率为被采集信号最高频率成分的2被测
信号 敏感 元件 传感元件 辅助电源
信号调理电路
倍就够了，实际上工程中选用5～10倍，有时为了较好地还原波形，甚至更高一些。
量化分为非线性量化和线性量化，采用均匀间隔量化级进行量化的方法称为均匀量化或线性量化。这种量化方式会造成大信号时信噪比有余而小信号时信噪比不足的缺点。如果较小信号时量化级间度小些，而大信号时景化级间宽度大些，就可以使小信号时和大信号时的信噪比趋于—致。这种非均匀量化级的安排称为非均匀量化或非线性量化。非线性量化的目的是为了更好的反应小尺度内细微变化，避免因线性量化造成的信息丢失。数字电视信号大多数采用非均匀量化方式，这是由于模拟视频信号要经过伽玛校正，而伽玛校正类似非线性量化特性，可减轻小信号时误差的影响。当前的音/视频设备做A/D转换时多采用非线性量化。
编码的基本原理：将从模拟信号抽样、量化的信号变化从二进制或四进制等基本过程，叫做编码。
2.2 基于MATLAB的数据采集系统原理
MATLAB使用方便,输入简洁,运算效率高,内容丰富,可由用户自行扩展,能够同时进行数学运算,数据采集,信号分析,模型建立和可视化解释等的强大综合功能的科学软件。它有许多强有力的命令，例如：MATLAB能够用一个单一的命令求解线性系统，能完成大量的高级矩阵处理。MATLAB有强有力的二维、三维图形工具。MATLAB能与其他程序一起使用，例如：MATLAB的图形功能，可以在一个FORTRAN程序中完成可视化计算。MATLAB的25个不同工具箱可应用于特殊的应用领域。MATLAB在以下的领域里解决各种问题是一个十分有效的工具：工业研究与开发，数学教学，特别是线性代数，所有基本概念都能涉及，在数值分析和科学计算方面的教学与研究，能够详细地研究和比较各种算法。在诸如电子学、控制理论和物理学等工程和科学学科方面的教学与研究。在诸如经济学、化学和生物学等有计算问题的所有其他领域中的教学与研究。以上列出了MATLAB的诸多优点，MATLAB以其编程简单，操作容易，处理数据迅速等优点，并向着自动化、专业化的方向发展，深受广大科研人员的好评。在MATLAB 中创建的组是矩阵，MATLAB的名字取自矩阵实验室( MATrix ABoratory)。在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国
际一流学术刊物上，（尤其是信息科学刊物），都可以看到MATLAB的应用。在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。如美国National Instruments公司信号测量、分析软件LabVIEW，Cadence 公司信号和通信分析设计软件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各种硬卡、仪器等都接受MATLAB的支持。
基于MATLAB的数据采集系统的简图如图2.3所示，主要部件是数据采集工具箱，它提供了硬件驱动程序和MATLAB环境之间“对话”所需的硬件驱动程序适配器、数据采集引擎和M-文件函数。
图2.3 基于MA TLAB的数据采集系统简图
硬件驱动适配器在硬件驱动程序和数据采集引擎之间交换属性数值、数据和事件；数据采集引擎用来存储各个设备对象，以及每个设备对象的属性值；对采集到的数据进行存储并且使不同事件同步；M-文件用来创建设备对象、采集或输出数据、配置属性值和检测数据采集状态和数据采集设备。要访问硬件设备,就要使用工具箱提供的设备对象.设备对象提供了访问硬件设备功能的途径,使数据采集工具箱
M件函数
数据采集引擎
硬件驱动程序适配器
交互命令和数
据
MATLAB
磁盘文件
属性数值、数据和事件
硬件驱动程序
属性数值、数据和事件
硬件
传感器
执行器
东北石油大学MULTISIM电气应用训练 2012年3 月01日
MULTISIM电气应用训练任务书 课程MULTISIM电气应用训练 题目Multisim的正弦波振荡电路仿真 专业自动化姓名刘月莹学号0906******** 主要内容： 以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。 主要参考资料： [1] 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛电路设计[J].北京：北京航空航天大学出版社，2006. [2] 康华光.电子技术基础[J].北京：高等教育出版社，2001. [3] 张凤言.电子电路基础[M].北京：高等教育出版社，1995. [4] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].北京：高等教育出版社，2002. [5] 岳怡.数字电路与数字电子技术[J].西安工业大学出版社，2004. [6] 路勇.电子电路实验及仿真[M].清华大学出版社，2004. [7] 张俊漠.单片机中级教程——原理与应用[M].北京航天航空大学出版社，2006. 完成期限2012.2.20——2012.3.1 指导教师李宏玉刘超 专业负责人 2012年3 月1 日
目录 1 任务和要求 (1) 2 稳幅文氏电桥正弦波发生器 (5) 3文氏电桥正弦波发生器电路仿真 (5) 4设计总结 (6) 参考文献 (6)
基于matlab的毕业论文题目参考 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。以下是基于matlab的毕业论文题目，供大家参考。 基于matlab的毕业论文题目一： 1、基于遗传算法的小麦收割机路径智能优化控制研究 2、零转弯半径割草机连续翻滚特性参数化预测模型 3、基于MATLAB的PCD铰刀加工硅铝合金切削力研究 4、基于状态反馈的四容水箱控制系统的MATLAB仿真研究 5、基于Matlab软件的先天性外耳道狭窄CT影像特点分析 6、Matlab仿真在船舶航向自动控制系统中的研究与仿真 7、基于MATLAB的暂态稳定措施可行性仿真与分析 8、基于MATLAB的某专用越野汽车动力性能分析 9、基于MATLAB的电力系统有源滤波器设计 10、基于MATLAB和ANSYS的弹簧助力封闭装置结构分析 11、基于Matlab的液力变矩器与发动机匹配计算与分析 12、运用MATLAB绘制接触网下锚安装曲线 13、基于MatlabGUI的实验平台快速搭建技术 14、基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊过程稳定性评价
15、测绘数据处理中MATLAB的优越性及应用 16、基于MATLAB柴油机供油凸轮型线设计 17、基于MATLAB语言的TRC加固受火后钢筋混凝土板的承载力分析方法 18、MATLAB辅助OptiSystem实现光学反馈环路的模拟 19、基于MATLABGUI的电梯关门阻止力分析系统设计 20、基于LabVIEW与MATLAB混合编程的手势识别系统 21、基于MATLAB的MZ04型机器人运动特性分析 22、MATLAB在煤矿巷道支护参数的网络设计及仿真分析 23、基于MATLAB的自由落体运动仿真 24、基于MATLAB的电动汽车预充电路仿真 25、基于Matlab的消弧模型仿真研究 26、基于MATLAB/GUI的图像语义自动标注系统 27、基于Matlab软件GUI的机械波模拟 28、基于Matlab的S曲线加减速控制算法研究 29、基于Matlab和Adams的超速机柔性轴系仿真 30、基于Matlab与STM32的电机控制代码自动生成 31、基于Matlab的相机内参和畸变参数优化方法 32、基于ADAMS和MATLAB的翻转机构联合仿真研究 33、基于MATLAB的数字图像增强软件平台设计 34、基于Matlab的旋转曲面的Gif动画制作 35、浅谈Matlab编程与微分几何简单算法的实现
Multisim课程设计报告 课程名称：multisim电路仿真设计题目：病房呼叫系统设计 学号：王后影110914033 专业班级：11电信本（一）班
指导老师：宇安 病房呼叫系统的设计 一．实验目的 1．掌握数字电路课程所学的理论知识以及数字电子技术在生活中的应用。2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．进一步深化对电子技术的了解，强化实际动手操作能力以及发现问题解决问题的方法。 4．培养认真严谨的工作作风和实事的工作态度。 5．数电课程实验是大学中为我们提供的一次动手实践的机会，增强实际动手操作与研发的能力 二．实验原理 要求当一号病房的按钮按下时，无论其他病室的按钮是否按下，护士值班室的数码显示“1”，即“1”号病室的优先级别最高，其他病室的级别依次递减，7号病室级别最低，当7个病房中有若干个请求呼叫开关合上时，护士值班室的数码管所显示的即为当前优先级别最高的病室呼叫，同时在有呼叫的病房门口的指示灯闪烁。待护士按优先级处理完后，将该病房的呼叫开关打开，再去处理下一个相对最高优先级的病房的事务。全部处理完毕后，即没有病室呼叫，此时值班室的数码管显示“0”。
电路设计流程图 本例在设计中采用了8/3线优先编码器74LS148，74LS148有8个数据端（0~7）,3个数据输出端（A0~A1）,1个使能输入端（EI，低电平有效），两个输出端（GS,E0）。数据输出端A~C根据输入端的选通变化，分别输出000~111这0~7二进制码，经逻辑组合电路与74LS47D BCD-七段译码器/驱动器的数据输入端（A~C）相连，最终实现设计要求的电路功能，电路如图所示。电路中与门74LS08DD的输出端（3、6、8）与74LS147D BCD-七段译码器/驱动器的数据输入端的数据端（A、B、C）连接。 此例仿真可在Multisim的主界面下，启动仿真开关即可进行电路的仿真。K1~K7为病房呼叫开关，在其下方的Key=1，...Key=7分别表示按下键盘1~7数字键，即可控制相应开关的通道。L1~L7为模拟病房门口的呼叫指示灯，当呼叫开关K1~K7任何开关被按下时，相应开关上的指示灯即闪烁发光，同时护士值班室的数码管即显示相对最高优先级别的病房号，而且蜂鸣器SP会令计算机上的扬声器发声。
毕业设计用matlab仿真 篇一：【毕业论文】基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序) 基于matlab的人脸识别系统设计与仿真 第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。
如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人 类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，在不同的环境下拍摄所得到的人脸图像不同，有时更会有很大的差别，给识别带来很大难度。因此在各种干扰条件下实现人脸图像的识别，也就更具有挑战性。 国外对于人脸图像识别的研究较早，现己有实用系统面世，只是对于成像条件要求较苛刻，应用范围也就较窄，国内也有许多科研机构从事这方而的研究，并己取得许多成果。 1.2 人脸图像识别的应用前景 人脸图像识别除了具有重大的理论价值以及极富挑战
《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名 xxx 学号 院系自动控制与机械工程学院 班级 指导教师 2014 年 6 月18日
目录 1、目的和意义 (3) 2、任务和要求 (3) 3、基础性电路的Multisim仿真 (4) 3.1 半导体器件的Multisim仿真 (4) 3.11仿真 (4) 3.12结果分析 (4) 3.2单管共射放大电路的Multisim仿真 (5) 3.21理论计算 (7) 3.21仿真 (7) 3.23结果分析 (8) 3.3差分放大电路的Multisim仿真 (8) 3.31理论计算 (9) 3.32仿真 (9) 3.33结果分析 (9) 3.4两级反馈放大电路的Multisim仿真 (9) 3.41理论分析 (11) 3.42仿真 (12) 3.5集成运算放大电路的Multisim仿真（积分电路） (12) 3.51理论分析 (13) 3.52仿真 (14) 3.6波形发生电路的Multisim仿真（三角波与方波发生器） (14) 3.61理论分析 (14) 3.62仿真 (14) 4.无源滤波器的设计 (14) 5.总结 (18) 6.参考文献 (19)
一、目的和意义 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学之后安排的一个实践教学环节.课程设计的目的是让学生掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养学生的综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术工作打下基础。这一环节有利于培养学生分析问题，解决问题的能力，提高学生全局考虑问题、应用课程知识的能力，对培养和造就应用型工程技术人才将能起到较大的促进作用。 二、任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成电路的设计和仿真。完成该次课程设计后，学生应该达到以下要求： 1、巩固和加深对《电子技术2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真结果。
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 摘要 本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。重点介绍了利用Matlab软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，以及利用Matlab 软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI）设计具有人机交互、界面友好的用户界面。本文采用Matlab 的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实验界面。在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。本系统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的基本知识。随着当代计算机技术的不断发展，计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能。信号与系统课程具有传统经典的基础内容，但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等的需求。在教学过程中缺乏实际应用背景的理论学习是枯燥而艰难的。为了解决理论与实际联系起来的难题国内外教育人士目光不约而同的投向一款优秀的计算机软件——MATLAB。通过它可用计算机仿真，阐述信号与系统理论与应用相联系的内容，以此激发学习兴趣，变被动接受为主动探知，从而提升学习效果，培养主动思维、学以致用的思维习惯。以MATLAB 为平台开发的信号与系统教学辅助软件可以充分利用其快速运算，文字、动态图形、声音及交互式人机界面等特点来进行信号的分析及仿真。运用MATLAB 的数值分析及计算结果可视化、信号处理工具箱的强大功能将信号与系统课程中较难掌握和理解的重点理论和方法通过概念浏览动态演示及典型例题分析等方式，形象生动的展现出来，从而使学生对所学
毕业设计论文 基于MATLAB的PID控制器设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
课程设计（论文） 课程名称：数字电子技术基础 题目：基于Multisim的乒乓球游戏机控制电路设计院（系）： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师：
任务书 设计题目：基于Multisim乒乓球游戏机的控制设计电路 课题目的： 该乒乓球游戏机电路主要由3块组成：球台驱动电路，控制电路和计分电路组成。其中球台电路主要实现游戏者击球完毕后球的左右移动显示位置功能；控制电路实现游戏者A和B击球，裁判对系统初始化的功能；计分电路具有当A或B击球有效时加分和当游戏者的分数累计超过10时报警通知裁判对系统初始化以便重新开始比赛计分功能。 课题主要内容与要求： 内容：本课题设计一个以8个二极管的依次被点亮代表球的移动位置双向选择开关J2，J3控制发球，击球信号，在Multisim软件上测试结果。 要求：1、熟悉Multisim软件 2、用8个发光二极管表示球，用俩个按钮分别表示AB俩个球员的球拍； 3、A,B各有一个数码管计分。 4、裁判有一个按钮，用来对系统初始化，每次得分后按下一次。
摘要 乒乓球游戏机通过十分巧妙地设计采用数字芯片实现乒乓球左右移动，选手击球得分，累计得分超10报警灯功能。该设计三个双向开关J1，J2，J3分别作为裁判和游戏者A,B，且选手可以译码显示器上直接读出自己的得分，具有操作简单，结构清晰的优点。 对与模电课题的研究离不开电路图，不过现在都在实行电子化，所以需要借助电子产品。Multisim软件就是一款画电路图的电子软件，在此对不太熟悉或未接触过Multisim软件的朋友简短的介绍下： Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。同时具备可以根据自己的需求制造出真正属于自己的仪器；所有的虚拟信号都可以通过计算机输出到实际的硬件电路上；所有硬件电路产生的结果都可以输回到计算机中进行处理和分析等特点。该乒乓球游戏机电路主要有3块电路：台球驱动电路，控制电路和计分电路组成。其中台球驱动电路主要实现游戏者击球完毕后球的左右移动显示位置功能；控制电路实现游戏者A和B击球，裁判对系统初始化的功能；
创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽 11042232 温 靖
班 级 学 号： 指 导 老 师：
二 O 一四年十月十五日
目录
一、引言 ....................................................................................................................... 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成................................................................................................................ 4 2.2 信道编译码......................................................................................................................... 4 2.2.1 卷积码的原理 ......................................................................................................... 4 2.2.2 译码原理................................................................................................................. 5 2.3 调制与解调........................................................................................................................ 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 ................................................................................................... 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ....................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调................................................................................................... 7 2.4 信道..................................................................................................................................... 8 2.4.1 加性高斯白噪声信道 ............................................................................................. 8 2.4.2 瑞利信道................................................................................................................. 8 2.5 多径合并............................................................................................................................. 8 2.5.1 MRC 方式 ................................................................................................................ 8 2.5.2 EGC 方式................................................................................................................. 9 2.6 采样判决............................................................................................................................. 9 2.7 理论值与仿真结果的对比 ................................................................................................. 9
三、系统仿真分析 ..................................................................................................... 11
3.1 有信道编码和无信道编码的的性能比较 ....................................................................... 11 3.1.1 信道编码的仿真 .................................................................................................... 11 3.1.2 有信道编码和无信道编码的比较 ........................................................................ 12 3.2 BPSK 与 QPSK 调制方式对通信系统性能的比较 ........................................................ 13 3.2.1 调制过程的仿真 .................................................................................................... 13 3.2.2 不同调制方式的误码率分析 ................................................................................ 14 3.3 高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 ............................................................................... 15 3.3.1 信道加噪仿真 ........................................................................................................ 15 3.3.2 不同信道下的误码分析 ........................................................................................ 15 3.4 不同合并方式下的对比 ................................................................................................... 16 3.4.1 MRC 不同信噪比下的误码分析 .......................................................................... 16 3.4.2 EGC 不同信噪比下的误码分析 ........................................................................... 16 3.4.3 MRC、EGC 分别在 2 根、4 根天线下的对比 ................................................... 17 3.5 理论数据与仿真数据的区别 ........................................................................................... 17
四、设计小结 ............................................................................................................. 19 参考文献 ..................................................................................................................... 20
毕业设计 [论文] 题目：基于MATLAB的人脸识别系统设计 学院：电气与信息工程学院 专业：自动化 姓名：张迎
指导老师：曹延生 完成时间：2013.05.28
摘要 人脸识别是模式识别和图像处理等学科的一个研究热点，它广泛应用在身份验证、刑侦破案、视频监视、机器人智能化和医学等领域，具有广阔的应用价值和商用价值。人脸特征作为一种生物特征，与其他生物特征相比，具有有好、直接、方便等特点，因此使用人脸特征进行身份识别更易于被用户所接受。 人脸识别技术在过去的几十年得到了很大的发展，但由于人脸的非刚性、表情多变等因素，使得人脸识别技术在实际应用中面临着巨大的困难。本文针对近年来国内外相关学术论文及研究报告进行学习和分析的基础上，利用图像处理的matlab实现人脸识别方法，这种实现简单且识别准确率高，但其缺点是计算量大，当要识别较多人员时，该方法难以胜任。 利用MATLAB实现了一个集多种预处理方法于一体的通用的人脸图像预处理仿真系统，将该系统作为图像预处理模块可嵌入在人脸识别系统中，并利用灰度图像的直方图比对来实现人脸图像的识别判定。 关键词：图像处理, Matlab, 人脸识别, 模式识别
ABSTRACT Human face recognition focuses on pattern recognition ,image processi ng andother subjects.It is widely used in authentication,investigation,video surveillance,intelligent robots,medicine and other areas.Facerecognition ha s wide application and business value.Facial feature asabiological character istic,compared with others is direct,friendly andconvenient.Facial featuree mployed in authentication are user-friendly. The technology of face recognition in the past few years obtained the v ery big development, but due to the face of nonrigid, expression and chang eablefactors, the face recognition technology in practical application are fa cing great difficulties. This paper aimed at home and abroad in recent year s the relevant papers and researchreports on study and on the basis of the a nalysis, some units within the data sensitivity places need to enter personne l to carry out limitation design and develop a set of identity verification ide ntification system, the system uses PCA face recognition method, therealiza tion is simple and the accuracy rate of recognition is high,but itsdrawback i s that a large amount of calculation, when to identify more staff,this metho d is difficult to do. The realization of a set of various pretreatment methods in one of the generic face image preprocessing simulation system based on MATLAB, the system is used as the image preprocessing module can be embedded in a face recognition system, and using the histogram matching gray image to realize the recognition of human face images to determine.
论文（设计）题目： 基于MATLAB的数字图像处理系统设计 姓名宋立涛 学号２０１２１１８６７ 学院信息学院 专业电子与通信工程 年级２０１２级 ２０１３年６月１６日
基于MATLAB的数字图像处理系统设计 摘要 MATLAB 作为国内外流行的数字计算软件，具有强大的图像处理功能，界面简洁，操作直观，容易上手，而且是图像处理系统的理想开发工具。 笔者阐述了一种基于MATLAB的数字图像处理系统设计，其中包括图像处理领域的大部分算法，运用MATLAB 的图像处理工具箱对算法进行了实现，论述了利用系统进行图像显示、图形表换及图像处理过程，系统支持索引图像、灰度图像、二值图像、RGB 图像等图像类型；支持BMP、GIF、JPEG、TIFF、PNG 等图像文件格式的读，写和显示。 上述功能均是在MA TLAB 语言的基础上，编写代码实现的。这些功能在日常生活中有很强的应用价值，对于运算量大、过程复杂、速度慢的功能，利用MATLAB 可以既能快速得到数据结果，又能得到比较直观的图示。 关键词：MATLAB 数字图像处理图像处理工具箱图像变换
第一章绪论 1.1 研究目的及意义 图像信息是人类获得外界信息的主要来源，近代科学研究、军事技术、工农业生产、医学、气象及天文学等领域中，人们越来越多地利用图像信息来认识和判断事物，解决实际问题，由此可见图像信息的重要性，数字图像处理技术将会伴随着未来信息领域技术的发展，更加深入到生产和科研活动中，成为人类生产和生活中必不可少的内容。 MATLAB 软件不断吸收各学科领域权威人士所编写的实用程序，经过多年的逐步发展与不断完善，是近几年来在国内外广泛流行的一种可视化科学计算软件。MATLAB 语言是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言来编写程序，比Basic、Fortan、C 等高级语言更加接近我们书写计算公式的思维方式，用MATLAB 编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题一样。它编写简单、编程效率高并且通俗易懂。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国内研究现状 国内在此领域的研究中具有代表性的是清华大学研制的数字图像处理实验开发系统TDB-IDK 和南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件。 TDB-IDK 系列产品是一款基于TMS320C6000 DSP 数字信号处理器的高级视频和图像系统，也是一套DSP 的完整的视频、图像解决方案，该系统适合院校、研究所和企业进行视频、图像方面的实验与开发。该软件能够完成图像采集输入程序、图像输出程序、图像基本算法程序。可实现对图像信号的实时分析，图像数据相对DSP独立方便开发人员对图像进行处理，该产品融合DSP 和FPGACPLD 两个高端技术，可以根据用户的具体需求合理改动，可以分析黑白和彩色信号，可以完成图形显示功能。 南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件可实现数字图像的采集、传输与处理。可利用软件及图像采集与传输设备，采集图像并实现点对点的数字图像传输，可以观察理解多种图像处理技术的效果和差别，
基于MATLAB的PID控制器设计 摘要 本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。PID控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器（亦称调节器）及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器 (至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中，参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展，对PID 参数的整定大多借助于一些先进的软件，例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法，线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法，设计一个温控系统的PID控制器，并通过MA TLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。 关键词：PID参数整定；PID控制器；MATLAB仿真；冷却机；
Design of PID Controller based on MATLAB Abstract This paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most common control method up until now; the great majority feedback loop is controlled by this method or its small deformation. Pid controller (claim regulator also) and its second generation so become the most common controllers in the industry process control (so far, about 84% of the controller being used is the pure pid c ontroller, it’ll exceed 90% if the second generation included). Pid parameter setting is most important in pid controller designing, and with the rapid development of the computer technology, it mostly recurs to some advanced software, for example, mat lab simulation software widely used now. this design is to apply that soft mainly use Relay feedback law and synthetic method on the line to study pid controller design method, design a pid controller of temperature control system and observe the output waveform while input step signal through virtual oscilloscope after system completed. Keywords: PID parameter setting ；PID controller；MATLAB simulation；cooling machine
摘 要 本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。重点介绍了利用Matlab 软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，以及利用Matlab 软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI ）设计具有人机交互、界面 友好的用户界面。本文采用 Matlab 的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实 验界面。在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。本系 统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分 基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的 基本知识。 随着当代计算机技术的不断发展，计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。 计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能。 信号与系统课程具有传 统经典的基础内容，但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等的需求。在教 学过程中缺乏实际应用背景的理论学习是枯燥而艰难的。 为了解决理论与实际联系起来的难题国内外教育人士目光不约而同的投向 一款优秀的计算机软件——MATLAB 。 通过它可用计算机仿真， 阐述信号与系统 理论与应用相联系的内容，以此激发学习兴趣，变被动接受为主动探知，从而提 升学习效果，培养主动思维、学以致用的思维习惯。 以 MATLAB 为平台开发的信号与系统教学辅助软件可以充分利用其快速运 算，文字、动态图形、声音及交互式人机界面等特点来进行信号的分析及仿真。 运用 MATLAB 的数值分析及计算结果可视化、信号处理工具箱的强大功能将
信号与系统课程中较难掌握和理解的重点理论和方法通过概念浏览动态演示及典型例题分析等方式，形象生动的展现出来，从而使学生对所学知识理解更加透彻。同时运用教学软件中的数值计算工具箱，将学生从大量繁琐的手工数学运算中解放出来，将更多时间留给对基本概念和基本方法的思考。关键词：关键词：信号与系统，matlab，应用分析 ABSTRACT As the modern computer technology development, computer gradually merged with the various aspects of social life. the use of the computer essential part of the basic skills of students. the signal and systems of traditional classic of course, but there is also due to a digital technology development, the technology in the demand. in the teaching process of the practical application of theoretical study is boring and difficult. Theory with practice in order to solve the problem of educational circles and looked into a simultaneous of computer software —— matlab. it can be used by computer simulations, signals with the system theory and application related to the content, it aroused interest in learning and became passive acceptance of the initiative and thereby elevate learning, training of active in the make full use of its rapid operation of graphic, text, dynamic and interactive voice man-machine interface to the characteristics of the analysis and emulation. To the platform of the development of matlab signal system of teaching and assistive software can make full use of its rapid operation of graphic, text, dynamic and interactive voice man-machine interface to the characteristics of the