基于MATLAB的数字电子琴设计.docx

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实践教学
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题目：基于MATLAB的数字电子琴设计
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摘要
本次课设的任务是基于MATLAB设计一个数字电子琴，首先实现数字信号发生器的设计。数字信号发生器是一种基于软硬件实现的波形发生器，可以实现各种基本波形的产生。在工程的各种复杂信号是由这些基本信号叠加产生，因此它在工程分析和实验教学中有着广泛的应用，可用MATLAB实现。MATLAB是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，它的数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令，在数字信号处理方面方便实用。本文首先详细介绍了基于MATLAB的数字发生器的设计过程，实现了简单波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波、白噪声、脉冲、阶跃）信号的具体实现方法。其次介绍了利用该数字信号发生器产生的正弦波信号和声卡设计的简易电子琴。
关键词：MATLAB;数字信号发生器；简易电子琴

目录
TOC\o"1-2"\h\uHYPERLINK\l"_Toc393375326"前言 PAGEREF_Toc393375326\h1
HYPERLINK\l"_Toc393375327"一、数字信号发生器 PAGEREF_Toc393375327\h2
HYPERLINK\l"_Toc393375328"1.1图形用户界面的简介 PAGEREF_Toc393375328\h2
HYPERLINK\l"_Toc393375329"1.2设计流程 PAGEREF_Toc393375329\h2
HYPERLINK\l"_Toc393375330"1.3波形实现的基本原理 PAGEREF_Toc393375330\h4
HYPERLINK\l"_Toc393375331"二、电子琴的实现 PAGEREF_Toc393375331\h6
HYPERLINK\l"_Toc393375332"2.1简易数字电子琴的简介 PAGEREF_Toc393375332\h6
HYPERLINK\l"_Toc393375333"2.2实现原理 PAGEREF_Toc393375333\h6
HYPERLINK\l"_Toc393375334"三、基于MATLAB的仿真及结果分析 PAGEREF_Toc393375334\h8
HYPERLINK\l"_Toc393375335"3.1GUI界面 PAGEREF_Toc393375335\h8
HYPERLINK\l"_Toc393375337"3.2编写M文件 PAGEREF_Toc393375337\h9
HYPERLINK\l"_Toc393375338"总结 PAGEREF_Toc393375338\h19
HYPERLINK\l"_Toc393375339"参考文献 PAGEREF_Toc393375339\h20
HYPERLINK\l"_Toc393375340"附录 PAGEREF_Toc393375340\h21
HYPERLINK\l"_Toc393375341"致谢 PAGEREF_Toc393375341\h34
前言
MATLAB（矩阵实验室）是MatrixLaboratory的缩写，是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级计算机语言和交互式环境。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数图像和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。Matlab环境下的图形用户界面（GUI）是由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等对象构成的一个用户界面，可在图形用户界面内根据需要搭建图形，并对控件的回调函数进行编写，完成最完整的GUI界面编辑即可运行。本文主要利用MATLAB的图形用户界面设计数字信号发生器，在数字信号发生的基础上实现简易电子琴的设计。
信号发生器又称信号源或振荡器，是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的仪器，数字信号发生器只是信号发生器的一种，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。信号发生器按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。能够产生多种波形，如正弦波、三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、阶跃信号、脉冲信号的电路被称为函数信号发生器。本文设计了一种基于MATLAB图形用户界面的可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波、白噪声、