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第二讲 MATLAB的
2,1 脚本文件和函数文件
2,2 函数调用和参数传递
2,3 MATLAB的程序结构和控制流
2,4 M文件的调试
2,5 程序设计实例
2,5,1 音频信号的分析与合成
2,5,2 音频频谱分析仪
2,5,3 幅度调制
程序设计
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2,1 脚本文件和函数文件
2,1,1 M脚本文件
? 对于一些比较简单的问题,在指令窗中直接输入指令计算 。
?对于复杂计算，采用脚本文件（ Script file） 最为合适 。
? MATLAB只是按文件所写的指令执行 。
? M脚本文件的特点是：
? 脚本文件的构成比较简单，只是一串按用户意图排列而成
的（包括控制流向指令在内的） MATLAB指令集合。
? 脚本文件运行后,所产生的所有变量都驻留在 MATLAB
基本工作空间 （ Base workspace） 中 。 只要用户不使用清除
指令（ clear）,MATLAB指令窗不关闭，这些变量将一直
保存在 基本工作空间 中 。
M文件有两种形式, 脚本文件（ Script File） 和函数文件
（ Function File ）。 这两种文件的扩展名，均为,,m” 。
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2,1 脚本文件和函数文件（ 续 1）
2,1,2 M函数文件
?与脚本文件不同,函数文件犹如一个“黑箱”，把一些数据
送进并经加工处理，再把结果送出来。
? MATLAB提供的函数指令大部分都是由函数文件定义的。
? M函数文件的特点是：
? 从形式上看,与脚本文件不同,函数文件的笫一行总是
以, function”引导的“函数申明行”。
?从运行上看,与脚本文件运行不同,每当函数文件运行，
MATLAB就会专门为它开辟一个临时工作空间，称为 函数
工作空间 （ Function workspace） 。当执行文件最后一条
指令时,就结束该函数文件的运行，同时该临时函数空间
及其所有的中间变量就立即被清除。
? MATLAB允许使用比,标称数目,较少的输入输出宗量，
实现对函数的调用 。
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2,1 脚本文件和函数文件（ 续 2）
2,1,3 M文件的一般结构
?由于从结构上看,脚本文件只是比函数文件少一个“函数申
明行”，所以只须描述清楚函数文件的结构 。
?典型 M函数文件的结构如下,
? 函数申明行：位于函数文件的首行，以关键字 functio 开头，
函数名以及函数的输入输出宗量都在这一行被定义。
? 笫一注释行：紧随函数申明行之后以 %开头笫一注释行。
该行供 lookfor关键词查询和 help在线帮助使用 。
? 在线帮助文本区,笫一注释行及其之后的连续以 %开头的
所有注释行构成整个在线帮助文本。
? 编写和修改记录：与在线帮助文本区相隔一个“空”行，
也以 %开头，标志编写及修改该 M文件的作者和日期等 。
? 函数体：为清晰起见，它与前面的注释以“空”行相隔。
例 2_2_1,M函数文件示例。
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2,2 函数调用和参数传递
2,2,1 局部变量和全局变量
?局部（ Local） 变量：它存在于函数空间内部的中间变量，
产生于该函数的运行过程中，其影响范围也仅限于该函数本
身 。
?全局（ Global） 变量：通过 global 指令,MATLAB也允许几
个不同的函数空间以及基本工作空间共享同一个变量，这种被
共享的变量称为全局变量。
2,2,2 函数调用
?在 MATLAB中，调用函数的常用形式是：
[输出参数 1,输出参数 2,…] = 函数名 (输入参数 1,输入参数 2,…)
?函数调用可以嵌套，一个函数可以调用别的函数，甚至调
用它自己 （递归调用）。
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2,2 函数调用和参数传递（ 续）
2,2,3 参数传递
? MATLAB在函数调用上有一个与众不同之处,函数所传递的
参数具有可调性 。
? 传递参数数目的可调性来源于如下两个 MATLAB永久变量：
? 函数体内的 nargin 给出调用该函数时的输入参数数目。
? 函数体内的 nargout 给出调用该函数时的输出参数数目。
?只要在函数文件中包括这两个变量，就可以知道该函数文件
调用时的输入参数和输出参数数目。
?值得注意,nargin,nargout 本身都是函数, 不是变量，所
以用户不能赋值，也不能显示。
?“变长度”输入输出宗量,varargin, varrgout。 具有接受
“任意多输入,,返回,任意多输出,的能力 。
?跨空间变量传递,evalin。
（参考, circle,m,am1.m）
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2,3 MATLAB的程序结构和控制流
2,3,1 程序结构
?循环结构,MATLAB提供两种循环方式。
?顺序结构
?分支结构,if—else—end 。
for—end 循环和 while---end循环。
2,3,2 程序流控制
? 常用指令,return,echo,input,pause,keyboard,break。
? switch---case 结构。
? try---catch 结构。
?警示指令,error,warning 。
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2,3 MATLAB的程序结构和控制流（ 续）
2,3,3 图形用户界面（ GUI） 编程
?现代的主流应用程序已经从命令行的交互方式转变为以图
形界面为主的交互方式，这主要是由于它给用户带来了操作
和控制的方便与灵活性。 （面向对象编程）
? MATLAB能够以比较简单的方式实现一系列的图形界面功
能。通过对控件、菜单属性的设置和 Callback 的编写，就能
够满足大多数用户的需求。
?控件的 Callback 属性, Callback 属性的取值是字符串，可
以是某个 M文件名或一小段 MATLAB语句 。 当用户激活控件
对象（例如,在控件对象图标上单击鼠标左键 ）时，应用程
序就运行 Callback 属性定义的子程序。
?菜单的 Callback 属性, Callback 属性的取值是字符串，可
以是某个 M文件名或一小段 MATLAB语句 。 当用户激活菜单
对象时，若没有子菜单就运行 Callback 属性定义的子程序。
若有，先运行 Callback 属性定义的子程序，再显示子菜单。
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2,4 M文件的调试
?编写 M文件时，错误（ Bug） 在所难免。错误有两种：语法
（ Syntax） 错误和运行（ Run-time） 错误。
? 语法错误是指变量名、函数名的误写，标点符号的缺、漏等。
对于这类错误，通常能在运行时发现，终止执行，并给出相应
的错误原因以及所在行号。
?运行错误是算法本身引起的，发生在运行过程中。相对语法
错误而言，运行错误较难处理 。尤其是 M函数文件，它一旦运
行停止，其中间变量被删除一空，错误很难查找。
?有两种调试方法：直接调试法和工具调试法。
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2,4 M文件的调试（ 续 1）
?直接调试法：可以用下面方法发现某些运行错误。
? 在 M文件中，将某些语句后面的分号去掉,迫使 M文件输
出一些中间计算结果，以便发现可能的错误。
? 在适当的位置，添加显示某些关键变量值的语句（包括使
用 disp 在内）。
? 利用 echo 指令，使运行时在屏幕上逐行显示文件内容。
echo on 能显示 M脚本文件； echo FunNsme on 能显示名为
FunNsme 的 M函数文件。
? 在原 M脚本或函数文件的适当位置，增添指令 keyboard 。
keyboard 语句可以设置程序的断点 。
? 通过将原 M函数文件的函数申明行注释掉，可使一个中
间变量难于观察的 M函数文件变为一个所有变量都保留在
基本工作空间中的 M脚本文件。
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2,4 M文件的调试（ 续 2）
? GUI 界面调试法：
MATLAB 5.x 版提供了一个基于 GUI界面的调试。使用它，
可以对函数进行调试。
? Debug菜单的使用：
Continue,恢复程序运行至结束或另一个断点 。
Single Step,单步执行函数。
Step In,深入下层局部工作区 。
Quit Debugging,退出调试状态。
Set/Clear Breakpoint,设置 /清除光标处的断点 。
Clear All Breakpoints,清除程序中的所有断点 。
Stop if Error,运行至出错或结束。
Stop if Warning,运行至警告消息或结束。
Stop if NaN of Inf,运行至运算结果出现 NaN 或 Inf。
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2,5 程序设计实例
2,5,1 音频信号的分析与合成
（韩利竹 P262---sigspec.m,stereospec.m）
?采用 MATLAB分析 WAV文件。
? 步骤一：选择一个 WAV文件作为分析的对象 。（ ding.wav）
? 步骤二：读 WAV文件数据并画时域图形 。
? 步骤三：进行 FFT变换 并画频域图形 。
? 步骤四：进行该声波主要频谱的分析 。
? 步骤五：根据该声音的频谱，反演时域图形 。（有 失真 ）
?常用函数：
? [x,fs,bits]=waveread(?filename?)
? [d]= FFT (w,l)
? sound(w,fs,bits)
? 步骤六：进行 付立叶逆变换 IFFT并画频域图形 。
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2,5,2 音频频谱分析仪 （ 车晴 P199---audspec.m）
? M函数文件 audspec.m 用于对音频频谱分析仪进行仿真，它
通过鼠标来选择一个 WAV文件，它可以播放该声音文件、显
示音频输入信号的波形和频谱。
?WAV文件的输入方式采用 uigetfile 函数，该函数打开一个标
准的对话框，然后可以选择声音文件的路径和文件的名称。
?信号波形生成使用绘图函数就可以完成，而信号的频谱是通
过快速 付立叶变换 而得到的。
?常用函数：
strcmp(action,'initialized');
strcmp(action,'Play');
strcmp(action,'Zoom');
strcmp(action,'Spectrum');
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2,5,3 幅度调制 （ 车晴 P203--- am.m）
?幅度调制,即载波幅度随调制信号变化的调制（ AM）。
幅度调制有多种实现方式，包括：标准幅度调制（ SAM），
双边带幅度调制（ DSB-AM）,单边带幅度调制（ SSB），
残留边带调制（ VSB） 和平衡正交幅度调制（ QAM） 等。
?假定调制信号为 m(t),其幅度为 1v, 载波信号为,
各种调幅方式的已调波的表达式如下,
t?sin
? SAM,ttmmts A ?s in)](1[)( ???? 是调制度。Am
? DSB-AM,ttmts ?s in)()( ??
? SSB：
是调制信号 的希尔伯特 变换 。
? QAM,ttmttmts ?? c o s)(2s in)(1)( ????
ttmttmts ?? s in)(5.0c o s)(5.0)( ?????? ?
ttmttmts ?? s in)(5.0c o s)(5.0)( ?????? ?
)(tm? )(tm
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M脚本文件入门 返回
通过 M脚本文件，画出下列分段函数所表示的曲面。
?
?
?
?
?
?
?
???
????
??
?
???
??
???
154 57.0
1175 75.0
154 57.0
),(
21
5.175.375.0
21
6
21
5.175.375.0
21
1
2
1
2
2
2
1
2
2
1
2
1
2
2
xxe
xxe
xxe
xxp
xxx
xx
xxx
（ s_file.m）
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M脚本文件入门（续） 返回
%s_file.m This is my first example.
a=2;b=2;
clf;
x=-a:0.2:a;y=-b:0.2:b;
for i=1:length(y)
for j=1:length(x)
if x(j)+y(i)>1
z(i,j)=0.5457*exp(-0.75*y(i)^2-3.75*x(j)^2-1.5*x(j));
elseif x(j)+y(i)<=-1
z(i,j)=0.5457*exp(-0.75*y(i)^2-3.75*x(j)^2+1.5*x(j));
else z(i,j)=0.7575*exp(-y(i)^2-6.*x(j)^2);
end
end
end
axis([-a,a,-b,b,min(min(z)),max(max(z))]);
colormap(flipud(winter));surf(x,y,z);
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例 2_2_1,M函数文件示例。 返回
sa = circle(r,s)
% CIRCLE plot a circle of radii r in the line specified by s.
% r 指定半径的数值
% s 指定线色的字符串
% sa 圆面积
% circle(r) 利用蓝实线画半径为 r 的圆周线,
% circle(r,s) 利用串 s 指定的线色画半径为 r 的圆周线,
% sa=circle(r) 计算圆面积，并画半径为 r 的蓝色圆面,
% sa=circle(r,s) 计算圆面积，并画半径为 r 的 s 色圆面,
% 编写于 1999年 4月 7日，修改于 1999年 8月 27日。张志涌 EX8.4.4.-1（ P299）
程序文本。。。
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控件的 Callback 属性 返回
M2_ex2_3_1.m（张志涌 P426）
?对于传递函数为 的归一化二阶系统，制作一
个能绘制该系统单位阶跃响应的图形用户界面。
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1
2 ??? ssG ?
? 在编辑框输入 0.3,可以看到 一根曲线 。
? 在编辑框输入 0.1:0.1:1,可以看到十根曲线 。
?本例设置断点演示：（ A） 图形界面的大致生成 过程；
（ B） 静态文本和编辑框的生成；
（ C） 坐标方格控制键的形成；
（ D） 如何使用该界面。
?运行程序 sub_of_M2_ex2_3_1.m,验证 Callback 属性定义
的子程序。
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菜单的 Callback 属性 返回
本例的目标是：在图形窗上自制一个名为【 Test】 的“顶层菜单
项”；当用鼠标点动该菜单项时，将产生一个带分格的封闭坐标
轴。通过本例说明：
（ A） 回调属性的运作机理；
（ B） 用户顶层菜单项的制作；
（ C） uimenu属性的设置方法；
（ D） 复杂字符串的构成方法和注意事项。
M2_ex2_3_2.m （ 张志涌 P432）
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音频信号的分析与合成程序
（韩利竹 P262---sigspec.m,stereospec.m）
返回
y=sigspec(action);
% SIGNAL SPECTRUM ANALYSER THEE 2001/10
% y=sigspec(action);
% Usage:y=sigspec;
%===========================================================
clear;
if nargin<1;action='initialized';end;
[fname,pname]=uigetfile('*.wav','Open Wave File');
file=[pname,fname];
[x,fs,bits]=wavread(file); % 读入声音文件（ *.wav）
sound(x,fs,bits); % 数据通过声卡转换为声音
%==========选择声道 ==========================================
%y=x(:); % 双声道信号波形数据
y=x(:,1); % 左声道信号波形数据
%y=x(:,2); % 右声道信号波形数据
%===========================================================
21
音频信号的分析与合成程序（续 1）
%===========================================================
disp('按任意键显示左声道声音波形！！ ');
disp('----------------------------------------------');
pause
plot(y);
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10);
title(['左声道声音波形 ']);
xlabel(['采样点数 ']);
disp('按任意键听左声道信号三次！！ ');
disp('----------------------------------------------');
pause
sound(y,fs,bits); % 数据通过声卡转换为声音
pause
sound(y,fs,bits);
pause
sound(y,fs,bits);
[k]=fft(y,32768);
disp('按任意键显示左声道声音频域的幅值！！ ');
disp('----------------------------------------------');
22
音频信号的分析与合成程序（续 2）
disp('----------------------------------------------');
pause
plot(abs(k));
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10);
title(['左声道声音频域的幅值 ']);
xlabel(['采样点数 ']);
[m1,i1]=max(abs(k)); % 找出频域最大值
F1=i1/32768*fs;
F1t=[num2str(F1) ' Hz'];
text(1500,450,F1t);
[m2,i2]=max(abs(k(4000:5000))); % 找出频域次大值
F2=(4000+i2)/32768*fs;
F2t=[num2str(F2) ' Hz'];
text(3000,40,F2t);
[m3,i3]=max(abs(k(10000:12000))); % 找出频域次次大值
F3=(10000+i3)/32768*fs;
F3t=[num2str(F3) ' Hz'];
text(8000,20,F3t);
%===========================================================
23
音频信号的分析与合成程序（续 3）
%===========================================================
t=(0:0.0001:1);
y1=(sin(2*pi*788*t)+sin(2*pi*3174*t)*(22.65/490)+sin(2*pi*6936*t)*(2.996/490))*0.18;
disp('按任意键显示左声道简单合成声音波形！！ ');
disp('----------------------------------------------');
pause
plot(t,y1);
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10);
title(['左声道简单合成声音波形 ']);
disp('按任意键听简单合成左声道信号三次！！ ');
disp('----------------------------------------------');
pause
sound(y1,fs,bits); % 数据通过声卡转换为声音
pause
sound(y1,fs,bits);
pause
sound(y1,fs,bits);
[k1]=fft(y1,32768);
disp('按任意键显示左声道简单合成声音的频域幅值！！ ');
disp('----------------------------------------------');
24
音频信号的分析与合成程序（续 4）
disp('----------------------------------------------');
pause
plot(abs(k1));
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10);
title(['左声道简单合成声音的频域幅值 ']);
xlabel(['采样点数 ']);
[m1_r,i1_r]=max(abs(k1)); % 找出简单合成声音频域最大值
F1_r=i1_r/32768*10000;
F1_rt=[num2str(F1_r) ' Hz'];
text(3000,850,F1_rt);
[m2_r,i2_r]=max(abs(k1(10000:12000)));
F2_r=(10000+i2_r)/32768*10000; % 找出简单合成声音频域次大值
F2_rt=[num2str(F2_r) ' Hz'];
text(9000,60,F2_rt);
end;
%===========================================================
25
音频频谱分析仪程序 （ 车晴 P199---audspec.m） 返回
y=audspec(action);
% AUDIO SPECTRUM ANALYSER THEE 2001/10
%===================================================================================
global x t dt fs c1 c2 H_osc H2 fn y ystr Ktype
if nargin<1;action='initialized';end;
if strcmp(action,'initialized'); % 示波器
clc; % 清除工作区
v=version; % MATLAB版本
[fname,pname]=uigetfile('*.wav','Open Wave File');% 打开对话框输入文件
file=[pname,fname]; % 文件名称和路径
if strcmp(v(1),'5'); % 读入声音文件（ *.wav）
[x,fs,nbits]=wavread(file); % x是采样数据,fs是采样速率（ Hz）
[m,n]=size(x); % nbits是每次采样比特数
file=[file ' fs=' int2str(fs) 'Hz,' int2str(nbits) 'bits'];
if n==2;file=[file ',stero'];
x=x(:); % 若是双声道，将数据合并为一列
%x=x(:,1); % 取左声道数据
%x=x(:,2); % 取右声道数据
end;
elseif strcmp(v(1),'4');
[x,fs]=wavread(file); file=[file 'fs=' int2str(fs) 'Hz,']; end;
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音频频谱分析仪程序（续 1）
% 增加菜单项（ Zoom,Play,Spectrum）,生成信号波形，回应（ Callback） 分别调用
% 函数 audspec('Zoom'),audspec('Play')和 audspec('Spectrum')。
H_osc=figure('Name',['OSCILLOSCOPE THEE 2001/8' blanks(6) file],...
'NumberTitle','off','Position',[10 78 640 480]);
uimenu('Label','&Zoom','Callback','audspec(''Zoom'');');
uimenu('Label','&Play','Callback','audspec(''Play'');');
uimenu('Label','&Spectrum','Callback','audspec(''Spectrum'');');
if strcmp(v(1),'4');
whitebg('k');c1='y';c2='g';
elseif strcmp(v(1),'5');
c1='r';c2='b';
end;
dt=1/fs;N=length(x);t=(0:N-1)*dt;T=N*dt;ss='s'; % dt=1/fs,fs是采样速率（ Hz）
if T<1e-03;t=t*1e+06;ss='us';
elseif T<1;t=t*1000;ss='ms';
end;
plot(t,x,c1); % 画左右声道信号波形
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10); % gca是返回当前轴的句柄并设置
title(['画左右声道声音波形 ']);xlabel(['T (' ss ')']);
n1=1;n2=N;H2=-1;
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音频频谱分析仪程序（续 2）
elseif strcmp(action,'Play'); % 播放声音文件
v=axis; % 返回当前轴坐标的设置
del=t(2)-t(1);del=del*.5; % v(1)和 v(2)是 X轴坐标的设置
n1=find(abs(t-v(1))<del);n2=find(abs(t-v(2))<del);
if isempty(n2);n2=length(x);end;
xx=x(n1:n2);sound(xx,fs); % 以采样速率 fs输出声音文件数据
elseif strcmp(action,'Zoom'); % 放大
zoom(H_osc,'xon'); % 只能 X轴放大
elseif strcmp(action,'Spectrum'); % 频谱分析仪
v=axis; % 返回当前轴坐标的设置
del=t(2)-t(1);del=del*.5; % v(1)和 v(2)是 X轴坐标的设置
n1=find(abs(t-v(1))<del);n2=find(abs(t-v(2))<del);
if isempty(n2);n2=length(x);end;
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音频频谱分析仪程序（续 3）
% 增加菜单项（ Log）,生成信号频谱分析图形，回应（ Callback） 调用函数 audspec('Log')。
%if H2>0;delete(H2);end;
H2=figure('Name','SPECTRUM ANALYZER THEE 2001/8',...
'NumberTitle','off','Position',[155 32 640 480]);
uimenu('Label','&Linear/Log','Callback','audspec(''Log'');');
xx=x(n1:n2);N=length(xx); % N是离散傅氏变换用的点数
% N应该选择 2的乘方的数（如,16,128...）
f1=1/(dt*N); % 相邻两变换点之间的距离
% fs=1/dt,fs是采样速率（ Hz）。 变换点的实际频率是：（变换点的位置序号 /N） *fs
y=fft(xx/N,32768); % 快速傅立叶变换（ DFT,32768=2^15）
y=abs(y)*2;
N2=fix(N/2);y=y(1:N2);y=y/max(y);
I=find(y<1e-3);y(I)=1e-3*ones(size(I));
y=20*log10(y);
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音频频谱分析仪程序（续 4）
fn=f1*(0:N2-1);I=find(fn>20);fn=fn(I);y=y(I);
plot(fn,y,c2); % 画信号频谱分析图形
ystr='(dB)';Ktype=-1;
set(gca,'Ygrid','on','YLim',[-60 0],..,% gca是返回当前轴的句柄并设置
'FontName','Arial','FontSize',10);
xlabel(['frequency (' 'Hz)']);ylabel(ystr);zoom xon;
elseif strcmp(action,'Log'); % 线性 /对数坐标（频率）
if Ktype==-1;
semilogx(fn,y,c2); % 半对数坐标（ X轴）画频谱分析图形
elseif Ktype==1;
plot(fn,y,c2);
end; Ktype=-Ktype;
set(gca,'Ygrid','on','YLim',[-60 0],...
'FontName','Arial','FontSize',10);
xlabel(['frequency (' 'Hz)']);ylabel(ystr);zoom xon;
end;
%===================================================================================
30
幅度调制程序 （ 车晴 P203--- am.m） 返回
function []=am(action)
% AM Modulate THEE 2001/10
% []=am(action);
%========================================================================================
global y x t fc fs f tstr Kw Kmod m H1 H2 H3 H42 H52
v=version;if nargin<1;action='initialized';end;
if strcmp(action,'initialized');
if strcmp(v(1),'5');
figure('Num','off','Units','pix','pos',...
[5 29 792 530],'Color',[1 1 1]);
elseif strcmp(v(1),'4');
figure('num','off','units','pix','pos',[5 29 792 530]);
whitebg('w');
end;
uicontrol('Style','Frame','Units','Normal','Position',...
[.82 0,2 1],'Back',[.8,8,8]);
H1=uicontrol('Style','Popup','Units','Normal','Position',...
[.84,9,15,05],'String',str2mat('AM','AM-DSB',...
'AM-SSB Lower Band','AM-SSB Upper Band'),...
'Back',[1 1 1],'Callback','am method;');
31
幅度调制程序（续 1）
H2=uicontrol('Style','Popup','Units','Normal','Position',...
[.84,8,15,05],'String',str2mat('Sine',...
'Square','Sawtooth','Diric'),...
'Back',[1 1 1],'Callback','am wave;');
H3=uicontrol('Style','Popup','Units','Normal','Position',...
[.84,7,15,05],'String',str2mat('100%',...
'90%','87.5%','70%','60%','50%'),...
'Back',[1 1 1],'Callback','am mr;');
H41=uicontrol('Style','Text','Units','Normal','Position',...
[.83,595,05,04],'String','f(Hz):','Back',[.8,8,8]);
H42=uicontrol('Style','Edit','Units','Normal','Position',...
[.89,6,1,04],'Back',[1 1 1],'String',...
'15.625e+03','Call','am f;');
H51=uicontrol('Style','Text','Units','Normal','Position',...
[.822,495,06,04],'String','fc(Hz):','Back',[.8,8,8]);
H52=uicontrol('Style','Edit','Units','Normal','Position',...
[.89,5,1,04],'Back',[1 1 1],'String','38e+06','Call','am fc;');
H6=uicontrol('Style','Push','Units','Normal','Position',...
[.84,4,15,05],'String','RESTORE','Call','am restore;');
H7=uicontrol('Style','Push','Units','Normal','Position',...
[.84,3,15,05],'String','DEMOD','Call','am demod;');
32
幅度调制程序（续 2）
f=15.625e+03;fc=38e+06;m=1;Kw=1;Kmod=1;
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1)
elseif strcmp(action,'method');
Kmod=get(gco,'Value');
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
if Kmod>1;set(H3,'value',1);end;
elseif strcmp(action,'wave');
Kw=get(gco,'Value');
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
elseif strcmp(action,'mr');
k=get(gco,'Value');mt=[1,9,875,7,6,5];m=mt(k);
if Kmod==1;
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
else;
set(H3,'value',1);
end;
elseif strcmp(action,'f');
f=get(gco,'string');f=str2num(f);
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
33
幅度调制程序（续 3）
elseif strcmp(action,'fc');
fc=get(gco,'string');fc=str2num(fc);
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
elseif strcmp(action,'restore');
f=15.625e+03;fc=38e+06;m=1;Kw=1;Kmod=1;
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
set(H42,'string','15.625e+03');set(H52,'string','38e+06');
set(H1,'value',1);set(H2,'value',1);set(H3,'value',1);
elseif strcmp(action,'demod');
x1=demod(y,fc,fs,'am');x1=x1-mean(x1);
if strcmp(v(1),'4');
subplot(1,1,1);set(gca,'vis','off');
subplot('position',[.065,5811,7,3439]);
plot(t,y,'b',t,x,'r');zoom xon;xlabel(['t(' tstr ')']);
end;
subplot('position',[.065,11,7,3439]);
i=1:length(t)-8;plot(t(i),x1(i),'b');
xlabel(['t(' tstr ')']);title('Demodulated Signal');
end;
%========================================================================================
34
幅度调制程序（续 4）
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,Ks);
%
% THEE 2001/10
%=======================================================================================
=
if nargin<6;Ks=0; end;
if nargin<5;Kw=1; end;
if nargin<4;Kmod=1; end;
if nargin<3;m=1; end;
if nargin<2;fc=38e+06; end;
if nargin<1;f=15.625e+03;end;
fs=4*fc;dt=1/fs;T=2/f;t=0:dt:T-dt;f1=1/T;
if Kw==1;
x=sin(2*pi*f*t-pi/2);
elseif Kw==2;
x=square(2*pi*f*t,10);m=m-(m==1)*eps;
elseif Kw==3;
x=sawtooth(2*pi*f*t,.98);
elseif Kw==4;
x=diric(2*pi*f*t,32);
end;
35
幅度调制程序（续 5）
if Kmod==1;
y=(1+m*x).*cos(2*pi*fc*t);astr='AM,';
elseif Kmod==2;
y=x.*cos(2*pi*fc*t);astr='AM-DSB,';
elseif Kmod==3;
y=x.*cos(2*pi*fc*t)+imag((hilbert(x))).*sin(2*pi*fc*t);astr='AM-SSB lower band,';
I=find(y>1.1);y(I)=ones(size(I));I=find(y<-1.1);
y(I)=-ones(size(I));
elseif Kmod==4;
y=x.*cos(2*pi*fc*t)-imag((hilbert(x))).*sin(2*pi*fc*t);astr='AM-SSB upper band,';
I=find(y>1.1);y(I)=ones(size(I));I=find(y<-1.1);
y(I)=-ones(size(I));
end;
if fc>=1e+06;
t=t*1e+06;f1=f1/1e+06;tstr='us';fstr='MHz';Kf=1e-06;
elseif fc>=1000;
t=t*1000;f1=f1/1000;tstr='ms';fstr='kHz';Kf=1e-03;
else;
tstr='s';fstr='Hz';Kf=1;
end;
36
幅度调制程序（续 6）
if Ks==1;subplot('position',[.065,5811,7,3439]);
else;subplot(211);end;
plot(t,y,'b',t,x,'r');zoom xon;xlabel(['t(' tstr ')']);
n=length(y);yy=abs(fft(y)/n);yy=yy(1:fix(n/2));ymax=max(yy);yy=yy/ymax;yy=20*log10(yy);
I=find(yy>-40);fn=(I-1)*f1;yn=yy(I);m=length(I);
if Ks==1;subplot('position',[.065,11,7,3439]);
else;subplot(212);end;
for i=1:m;
plot([0 0] +fn(i),[-40 yn(i)],'b');hold on;
end;
xlabel(['f(' fstr ')']);ylabel('dB');v=axis;zoom xon;
dv=(v(2)-v(1))*.05;axis([v(1)-dv v(2)+dv v(3:4)]);hold off;
set(gcf,'num','off','Name',[astr blanks(10) 'THEE 2001/8']);
%========================================================================================
第二讲 MATLAB的
2,1 脚本文件和函数文件
2,2 函数调用和参数传递
2,3 MATLAB的程序结构和控制流
2,4 M文件的调试
2,5 程序设计实例
2,5,1 音频信号的分析与合成
2,5,2 音频频谱分析仪
2,5,3 幅度调制
程序设计
2
2,1 脚本文件和函数文件
2,1,1 M脚本文件
? 对于一些比较简单的问题,在指令窗中直接输入指令计算 。
?对于复杂计算，采用脚本文件（ Script file） 最为合适 。
? MATLAB只是按文件所写的指令执行 。
? M脚本文件的特点是：
? 脚本文件的构成比较简单，只是一串按用户意图排列而成
的（包括控制流向指令在内的） MATLAB指令集合。
? 脚本文件运行后,所产生的所有变量都驻留在 MATLAB
基本工作空间 （ Base workspace） 中 。 只要用户不使用清除
指令（ clear）,MATLAB指令窗不关闭，这些变量将一直
保存在 基本工作空间 中 。
M文件有两种形式, 脚本文件（ Script File） 和函数文件
（ Function File ）。 这两种文件的扩展名，均为,,m” 。
3
2,1 脚本文件和函数文件（ 续 1）
2,1,2 M函数文件
?与脚本文件不同,函数文件犹如一个“黑箱”，把一些数据
送进并经加工处理，再把结果送出来。
? MATLAB提供的函数指令大部分都是由函数文件定义的。
? M函数文件的特点是：
? 从形式上看,与脚本文件不同,函数文件的笫一行总是
以, function”引导的“函数申明行”。
?从运行上看,与脚本文件运行不同,每当函数文件运行，
MATLAB就会专门为它开辟一个临时工作空间，称为 函数
工作空间 （ Function workspace） 。当执行文件最后一条
指令时,就结束该函数文件的运行，同时该临时函数空间
及其所有的中间变量就立即被清除。
? MATLAB允许使用比,标称数目,较少的输入输出宗量，
实现对函数的调用 。
4
2,1 脚本文件和函数文件（ 续 2）
2,1,3 M文件的一般结构
?由于从结构上看,脚本文件只是比函数文件少一个“函数申
明行”，所以只须描述清楚函数文件的结构 。
?典型 M函数文件的结构如下,
? 函数申明行：位于函数文件的首行，以关键字 functio 开头，
函数名以及函数的输入输出宗量都在这一行被定义。
? 笫一注释行：紧随函数申明行之后以 %开头笫一注释行。
该行供 lookfor关键词查询和 help在线帮助使用 。
? 在线帮助文本区,笫一注释行及其之后的连续以 %开头的
所有注释行构成整个在线帮助文本。
? 编写和修改记录：与在线帮助文本区相隔一个“空”行，
也以 %开头，标志编写及修改该 M文件的作者和日期等 。
? 函数体：为清晰起见，它与前面的注释以“空”行相隔。
例 2_2_1,M函数文件示例。
5
2,2 函数调用和参数传递
2,2,1 局部变量和全局变量
?局部（ Local） 变量：它存在于函数空间内部的中间变量，
产生于该函数的运行过程中，其影响范围也仅限于该函数本
身 。
?全局（ Global） 变量：通过 global 指令,MATLAB也允许几
个不同的函数空间以及基本工作空间共享同一个变量，这种被
共享的变量称为全局变量。
2,2,2 函数调用
?在 MATLAB中，调用函数的常用形式是：
[输出参数 1,输出参数 2,…] = 函数名 (输入参数 1,输入参数 2,…)
?函数调用可以嵌套，一个函数可以调用别的函数，甚至调
用它自己 （递归调用）。
6
2,2 函数调用和参数传递（ 续）
2,2,3 参数传递
? MATLAB在函数调用上有一个与众不同之处,函数所传递的
参数具有可调性 。
? 传递参数数目的可调性来源于如下两个 MATLAB永久变量：
? 函数体内的 nargin 给出调用该函数时的输入参数数目。
? 函数体内的 nargout 给出调用该函数时的输出参数数目。
?只要在函数文件中包括这两个变量，就可以知道该函数文件
调用时的输入参数和输出参数数目。
?值得注意,nargin,nargout 本身都是函数, 不是变量，所
以用户不能赋值，也不能显示。
?“变长度”输入输出宗量,varargin, varrgout。 具有接受
“任意多输入,,返回,任意多输出,的能力 。
?跨空间变量传递,evalin。
（参考, circle,m,am1.m）
7
2,3 MATLAB的程序结构和控制流
2,3,1 程序结构
?循环结构,MATLAB提供两种循环方式。
?顺序结构
?分支结构,if—else—end 。
for—end 循环和 while---end循环。
2,3,2 程序流控制
? 常用指令,return,echo,input,pause,keyboard,break。
? switch---case 结构。
? try---catch 结构。
?警示指令,error,warning 。
8
2,3 MATLAB的程序结构和控制流（ 续）
2,3,3 图形用户界面（ GUI） 编程
?现代的主流应用程序已经从命令行的交互方式转变为以图
形界面为主的交互方式，这主要是由于它给用户带来了操作
和控制的方便与灵活性。 （面向对象编程）
? MATLAB能够以比较简单的方式实现一系列的图形界面功
能。通过对控件、菜单属性的设置和 Callback 的编写，就能
够满足大多数用户的需求。
?控件的 Callback 属性, Callback 属性的取值是字符串，可
以是某个 M文件名或一小段 MATLAB语句 。 当用户激活控件
对象（例如,在控件对象图标上单击鼠标左键 ）时，应用程
序就运行 Callback 属性定义的子程序。
?菜单的 Callback 属性, Callback 属性的取值是字符串，可
以是某个 M文件名或一小段 MATLAB语句 。 当用户激活菜单
对象时，若没有子菜单就运行 Callback 属性定义的子程序。
若有，先运行 Callback 属性定义的子程序，再显示子菜单。
9
2,4 M文件的调试
?编写 M文件时，错误（ Bug） 在所难免。错误有两种：语法
（ Syntax） 错误和运行（ Run-time） 错误。
? 语法错误是指变量名、函数名的误写，标点符号的缺、漏等。
对于这类错误，通常能在运行时发现，终止执行，并给出相应
的错误原因以及所在行号。
?运行错误是算法本身引起的，发生在运行过程中。相对语法
错误而言，运行错误较难处理 。尤其是 M函数文件，它一旦运
行停止，其中间变量被删除一空，错误很难查找。
?有两种调试方法：直接调试法和工具调试法。
10
2,4 M文件的调试（ 续 1）
?直接调试法：可以用下面方法发现某些运行错误。
? 在 M文件中，将某些语句后面的分号去掉,迫使 M文件输
出一些中间计算结果，以便发现可能的错误。
? 在适当的位置，添加显示某些关键变量值的语句（包括使
用 disp 在内）。
? 利用 echo 指令，使运行时在屏幕上逐行显示文件内容。
echo on 能显示 M脚本文件； echo FunNsme on 能显示名为
FunNsme 的 M函数文件。
? 在原 M脚本或函数文件的适当位置，增添指令 keyboard 。
keyboard 语句可以设置程序的断点 。
? 通过将原 M函数文件的函数申明行注释掉，可使一个中
间变量难于观察的 M函数文件变为一个所有变量都保留在
基本工作空间中的 M脚本文件。
11
2,4 M文件的调试（ 续 2）
? GUI 界面调试法：
MATLAB 5.x 版提供了一个基于 GUI界面的调试。使用它，
可以对函数进行调试。
? Debug菜单的使用：
Continue,恢复程序运行至结束或另一个断点 。
Single Step,单步执行函数。
Step In,深入下层局部工作区 。
Quit Debugging,退出调试状态。
Set/Clear Breakpoint,设置 /清除光标处的断点 。
Clear All Breakpoints,清除程序中的所有断点 。
Stop if Error,运行至出错或结束。
Stop if Warning,运行至警告消息或结束。
Stop if NaN of Inf,运行至运算结果出现 NaN 或 Inf。
12
2,5 程序设计实例
2,5,1 音频信号的分析与合成
（韩利竹 P262---sigspec.m,stereospec.m）
?采用 MATLAB分析 WAV文件。
? 步骤一：选择一个 WAV文件作为分析的对象 。（ ding.wav）
? 步骤二：读 WAV文件数据并画时域图形 。
? 步骤三：进行 FFT变换 并画频域图形 。
? 步骤四：进行该声波主要频谱的分析 。
? 步骤五：根据该声音的频谱，反演时域图形 。（有 失真 ）
?常用函数：
? [x,fs,bits]=waveread(?filename?)
? [d]= FFT (w,l)
? sound(w,fs,bits)
? 步骤六：进行 付立叶逆变换 IFFT并画频域图形 。
13
2,5,2 音频频谱分析仪 （ 车晴 P199---audspec.m）
? M函数文件 audspec.m 用于对音频频谱分析仪进行仿真，它
通过鼠标来选择一个 WAV文件，它可以播放该声音文件、显
示音频输入信号的波形和频谱。
?WAV文件的输入方式采用 uigetfile 函数，该函数打开一个标
准的对话框，然后可以选择声音文件的路径和文件的名称。
?信号波形生成使用绘图函数就可以完成，而信号的频谱是通
过快速 付立叶变换 而得到的。
?常用函数：
strcmp(action,'initialized');
strcmp(action,'Play');
strcmp(action,'Zoom');
strcmp(action,'Spectrum');
14
2,5,3 幅度调制 （ 车晴 P203--- am.m）
?幅度调制,即载波幅度随调制信号变化的调制（ AM）。
幅度调制有多种实现方式，包括：标准幅度调制（ SAM），
双边带幅度调制（ DSB-AM）,单边带幅度调制（ SSB），
残留边带调制（ VSB） 和平衡正交幅度调制（ QAM） 等。
?假定调制信号为 m(t),其幅度为 1v, 载波信号为,
各种调幅方式的已调波的表达式如下,
t?sin
? SAM,ttmmts A ?s in)](1[)( ???? 是调制度。Am
? DSB-AM,ttmts ?s in)()( ??
? SSB：
是调制信号 的希尔伯特 变换 。
? QAM,ttmttmts ?? c o s)(2s in)(1)( ????
ttmttmts ?? s in)(5.0c o s)(5.0)( ?????? ?
ttmttmts ?? s in)(5.0c o s)(5.0)( ?????? ?
)(tm? )(tm
15
M脚本文件入门 返回
通过 M脚本文件，画出下列分段函数所表示的曲面。
?
?
?
?
?
?
?
???
????
??
?
???
??
???
154 57.0
1175 75.0
154 57.0
),(
21
5.175.375.0
21
6
21
5.175.375.0
21
1
2
1
2
2
2
1
2
2
1
2
1
2
2
xxe
xxe
xxe
xxp
xxx
xx
xxx
（ s_file.m）
16
M脚本文件入门（续） 返回
%s_file.m This is my first example.
a=2;b=2;
clf;
x=-a:0.2:a;y=-b:0.2:b;
for i=1:length(y)
for j=1:length(x)
if x(j)+y(i)>1
z(i,j)=0.5457*exp(-0.75*y(i)^2-3.75*x(j)^2-1.5*x(j));
elseif x(j)+y(i)<=-1
z(i,j)=0.5457*exp(-0.75*y(i)^2-3.75*x(j)^2+1.5*x(j));
else z(i,j)=0.7575*exp(-y(i)^2-6.*x(j)^2);
end
end
end
axis([-a,a,-b,b,min(min(z)),max(max(z))]);
colormap(flipud(winter));surf(x,y,z);
17
例 2_2_1,M函数文件示例。 返回
sa = circle(r,s)
% CIRCLE plot a circle of radii r in the line specified by s.
% r 指定半径的数值
% s 指定线色的字符串
% sa 圆面积
% circle(r) 利用蓝实线画半径为 r 的圆周线,
% circle(r,s) 利用串 s 指定的线色画半径为 r 的圆周线,
% sa=circle(r) 计算圆面积，并画半径为 r 的蓝色圆面,
% sa=circle(r,s) 计算圆面积，并画半径为 r 的 s 色圆面,
% 编写于 1999年 4月 7日，修改于 1999年 8月 27日。张志涌 EX8.4.4.-1（ P299）
程序文本。。。
18
控件的 Callback 属性 返回
M2_ex2_3_1.m（张志涌 P426）
?对于传递函数为 的归一化二阶系统，制作一
个能绘制该系统单位阶跃响应的图形用户界面。
12
1
2 ??? ssG ?
? 在编辑框输入 0.3,可以看到 一根曲线 。
? 在编辑框输入 0.1:0.1:1,可以看到十根曲线 。
?本例设置断点演示：（ A） 图形界面的大致生成 过程；
（ B） 静态文本和编辑框的生成；
（ C） 坐标方格控制键的形成；
（ D） 如何使用该界面。
?运行程序 sub_of_M2_ex2_3_1.m,验证 Callback 属性定义
的子程序。
19
菜单的 Callback 属性 返回
本例的目标是：在图形窗上自制一个名为【 Test】 的“顶层菜单
项”；当用鼠标点动该菜单项时，将产生一个带分格的封闭坐标
轴。通过本例说明：
（ A） 回调属性的运作机理；
（ B） 用户顶层菜单项的制作；
（ C） uimenu属性的设置方法；
（ D） 复杂字符串的构成方法和注意事项。
M2_ex2_3_2.m （ 张志涌 P432）
20
音频信号的分析与合成程序
（韩利竹 P262---sigspec.m,stereospec.m）
返回
y=sigspec(action);
% SIGNAL SPECTRUM ANALYSER THEE 2001/10
% y=sigspec(action);
% Usage:y=sigspec;
%===========================================================
clear;
if nargin<1;action='initialized';end;
[fname,pname]=uigetfile('*.wav','Open Wave File');
file=[pname,fname];
[x,fs,bits]=wavread(file); % 读入声音文件（ *.wav）
sound(x,fs,bits); % 数据通过声卡转换为声音
%==========选择声道 ==========================================
%y=x(:); % 双声道信号波形数据
y=x(:,1); % 左声道信号波形数据
%y=x(:,2); % 右声道信号波形数据
%===========================================================
21
音频信号的分析与合成程序（续 1）
%===========================================================
disp('按任意键显示左声道声音波形！！ ');
disp('----------------------------------------------');
pause
plot(y);
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10);
title(['左声道声音波形 ']);
xlabel(['采样点数 ']);
disp('按任意键听左声道信号三次！！ ');
disp('----------------------------------------------');
pause
sound(y,fs,bits); % 数据通过声卡转换为声音
pause
sound(y,fs,bits);
pause
sound(y,fs,bits);
[k]=fft(y,32768);
disp('按任意键显示左声道声音频域的幅值！！ ');
disp('----------------------------------------------');
22
音频信号的分析与合成程序（续 2）
disp('----------------------------------------------');
pause
plot(abs(k));
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10);
title(['左声道声音频域的幅值 ']);
xlabel(['采样点数 ']);
[m1,i1]=max(abs(k)); % 找出频域最大值
F1=i1/32768*fs;
F1t=[num2str(F1) ' Hz'];
text(1500,450,F1t);
[m2,i2]=max(abs(k(4000:5000))); % 找出频域次大值
F2=(4000+i2)/32768*fs;
F2t=[num2str(F2) ' Hz'];
text(3000,40,F2t);
[m3,i3]=max(abs(k(10000:12000))); % 找出频域次次大值
F3=(10000+i3)/32768*fs;
F3t=[num2str(F3) ' Hz'];
text(8000,20,F3t);
%===========================================================
23
音频信号的分析与合成程序（续 3）
%===========================================================
t=(0:0.0001:1);
y1=(sin(2*pi*788*t)+sin(2*pi*3174*t)*(22.65/490)+sin(2*pi*6936*t)*(2.996/490))*0.18;
disp('按任意键显示左声道简单合成声音波形！！ ');
disp('----------------------------------------------');
pause
plot(t,y1);
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10);
title(['左声道简单合成声音波形 ']);
disp('按任意键听简单合成左声道信号三次！！ ');
disp('----------------------------------------------');
pause
sound(y1,fs,bits); % 数据通过声卡转换为声音
pause
sound(y1,fs,bits);
pause
sound(y1,fs,bits);
[k1]=fft(y1,32768);
disp('按任意键显示左声道简单合成声音的频域幅值！！ ');
disp('----------------------------------------------');
24
音频信号的分析与合成程序（续 4）
disp('----------------------------------------------');
pause
plot(abs(k1));
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10);
title(['左声道简单合成声音的频域幅值 ']);
xlabel(['采样点数 ']);
[m1_r,i1_r]=max(abs(k1)); % 找出简单合成声音频域最大值
F1_r=i1_r/32768*10000;
F1_rt=[num2str(F1_r) ' Hz'];
text(3000,850,F1_rt);
[m2_r,i2_r]=max(abs(k1(10000:12000)));
F2_r=(10000+i2_r)/32768*10000; % 找出简单合成声音频域次大值
F2_rt=[num2str(F2_r) ' Hz'];
text(9000,60,F2_rt);
end;
%===========================================================
25
音频频谱分析仪程序 （ 车晴 P199---audspec.m） 返回
y=audspec(action);
% AUDIO SPECTRUM ANALYSER THEE 2001/10
%===================================================================================
global x t dt fs c1 c2 H_osc H2 fn y ystr Ktype
if nargin<1;action='initialized';end;
if strcmp(action,'initialized'); % 示波器
clc; % 清除工作区
v=version; % MATLAB版本
[fname,pname]=uigetfile('*.wav','Open Wave File');% 打开对话框输入文件
file=[pname,fname]; % 文件名称和路径
if strcmp(v(1),'5'); % 读入声音文件（ *.wav）
[x,fs,nbits]=wavread(file); % x是采样数据,fs是采样速率（ Hz）
[m,n]=size(x); % nbits是每次采样比特数
file=[file ' fs=' int2str(fs) 'Hz,' int2str(nbits) 'bits'];
if n==2;file=[file ',stero'];
x=x(:); % 若是双声道，将数据合并为一列
%x=x(:,1); % 取左声道数据
%x=x(:,2); % 取右声道数据
end;
elseif strcmp(v(1),'4');
[x,fs]=wavread(file); file=[file 'fs=' int2str(fs) 'Hz,']; end;
26
音频频谱分析仪程序（续 1）
% 增加菜单项（ Zoom,Play,Spectrum）,生成信号波形，回应（ Callback） 分别调用
% 函数 audspec('Zoom'),audspec('Play')和 audspec('Spectrum')。
H_osc=figure('Name',['OSCILLOSCOPE THEE 2001/8' blanks(6) file],...
'NumberTitle','off','Position',[10 78 640 480]);
uimenu('Label','&Zoom','Callback','audspec(''Zoom'');');
uimenu('Label','&Play','Callback','audspec(''Play'');');
uimenu('Label','&Spectrum','Callback','audspec(''Spectrum'');');
if strcmp(v(1),'4');
whitebg('k');c1='y';c2='g';
elseif strcmp(v(1),'5');
c1='r';c2='b';
end;
dt=1/fs;N=length(x);t=(0:N-1)*dt;T=N*dt;ss='s'; % dt=1/fs,fs是采样速率（ Hz）
if T<1e-03;t=t*1e+06;ss='us';
elseif T<1;t=t*1000;ss='ms';
end;
plot(t,x,c1); % 画左右声道信号波形
set(gca,'FontName','Arial','FontSize',10); % gca是返回当前轴的句柄并设置
title(['画左右声道声音波形 ']);xlabel(['T (' ss ')']);
n1=1;n2=N;H2=-1;
27
音频频谱分析仪程序（续 2）
elseif strcmp(action,'Play'); % 播放声音文件
v=axis; % 返回当前轴坐标的设置
del=t(2)-t(1);del=del*.5; % v(1)和 v(2)是 X轴坐标的设置
n1=find(abs(t-v(1))<del);n2=find(abs(t-v(2))<del);
if isempty(n2);n2=length(x);end;
xx=x(n1:n2);sound(xx,fs); % 以采样速率 fs输出声音文件数据
elseif strcmp(action,'Zoom'); % 放大
zoom(H_osc,'xon'); % 只能 X轴放大
elseif strcmp(action,'Spectrum'); % 频谱分析仪
v=axis; % 返回当前轴坐标的设置
del=t(2)-t(1);del=del*.5; % v(1)和 v(2)是 X轴坐标的设置
n1=find(abs(t-v(1))<del);n2=find(abs(t-v(2))<del);
if isempty(n2);n2=length(x);end;
28
音频频谱分析仪程序（续 3）
% 增加菜单项（ Log）,生成信号频谱分析图形，回应（ Callback） 调用函数 audspec('Log')。
%if H2>0;delete(H2);end;
H2=figure('Name','SPECTRUM ANALYZER THEE 2001/8',...
'NumberTitle','off','Position',[155 32 640 480]);
uimenu('Label','&Linear/Log','Callback','audspec(''Log'');');
xx=x(n1:n2);N=length(xx); % N是离散傅氏变换用的点数
% N应该选择 2的乘方的数（如,16,128...）
f1=1/(dt*N); % 相邻两变换点之间的距离
% fs=1/dt,fs是采样速率（ Hz）。 变换点的实际频率是：（变换点的位置序号 /N） *fs
y=fft(xx/N,32768); % 快速傅立叶变换（ DFT,32768=2^15）
y=abs(y)*2;
N2=fix(N/2);y=y(1:N2);y=y/max(y);
I=find(y<1e-3);y(I)=1e-3*ones(size(I));
y=20*log10(y);
29
音频频谱分析仪程序（续 4）
fn=f1*(0:N2-1);I=find(fn>20);fn=fn(I);y=y(I);
plot(fn,y,c2); % 画信号频谱分析图形
ystr='(dB)';Ktype=-1;
set(gca,'Ygrid','on','YLim',[-60 0],..,% gca是返回当前轴的句柄并设置
'FontName','Arial','FontSize',10);
xlabel(['frequency (' 'Hz)']);ylabel(ystr);zoom xon;
elseif strcmp(action,'Log'); % 线性 /对数坐标（频率）
if Ktype==-1;
semilogx(fn,y,c2); % 半对数坐标（ X轴）画频谱分析图形
elseif Ktype==1;
plot(fn,y,c2);
end; Ktype=-Ktype;
set(gca,'Ygrid','on','YLim',[-60 0],...
'FontName','Arial','FontSize',10);
xlabel(['frequency (' 'Hz)']);ylabel(ystr);zoom xon;
end;
%===================================================================================
30
幅度调制程序 （ 车晴 P203--- am.m） 返回
function []=am(action)
% AM Modulate THEE 2001/10
% []=am(action);
%========================================================================================
global y x t fc fs f tstr Kw Kmod m H1 H2 H3 H42 H52
v=version;if nargin<1;action='initialized';end;
if strcmp(action,'initialized');
if strcmp(v(1),'5');
figure('Num','off','Units','pix','pos',...
[5 29 792 530],'Color',[1 1 1]);
elseif strcmp(v(1),'4');
figure('num','off','units','pix','pos',[5 29 792 530]);
whitebg('w');
end;
uicontrol('Style','Frame','Units','Normal','Position',...
[.82 0,2 1],'Back',[.8,8,8]);
H1=uicontrol('Style','Popup','Units','Normal','Position',...
[.84,9,15,05],'String',str2mat('AM','AM-DSB',...
'AM-SSB Lower Band','AM-SSB Upper Band'),...
'Back',[1 1 1],'Callback','am method;');
31
幅度调制程序（续 1）
H2=uicontrol('Style','Popup','Units','Normal','Position',...
[.84,8,15,05],'String',str2mat('Sine',...
'Square','Sawtooth','Diric'),...
'Back',[1 1 1],'Callback','am wave;');
H3=uicontrol('Style','Popup','Units','Normal','Position',...
[.84,7,15,05],'String',str2mat('100%',...
'90%','87.5%','70%','60%','50%'),...
'Back',[1 1 1],'Callback','am mr;');
H41=uicontrol('Style','Text','Units','Normal','Position',...
[.83,595,05,04],'String','f(Hz):','Back',[.8,8,8]);
H42=uicontrol('Style','Edit','Units','Normal','Position',...
[.89,6,1,04],'Back',[1 1 1],'String',...
'15.625e+03','Call','am f;');
H51=uicontrol('Style','Text','Units','Normal','Position',...
[.822,495,06,04],'String','fc(Hz):','Back',[.8,8,8]);
H52=uicontrol('Style','Edit','Units','Normal','Position',...
[.89,5,1,04],'Back',[1 1 1],'String','38e+06','Call','am fc;');
H6=uicontrol('Style','Push','Units','Normal','Position',...
[.84,4,15,05],'String','RESTORE','Call','am restore;');
H7=uicontrol('Style','Push','Units','Normal','Position',...
[.84,3,15,05],'String','DEMOD','Call','am demod;');
32
幅度调制程序（续 2）
f=15.625e+03;fc=38e+06;m=1;Kw=1;Kmod=1;
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1)
elseif strcmp(action,'method');
Kmod=get(gco,'Value');
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
if Kmod>1;set(H3,'value',1);end;
elseif strcmp(action,'wave');
Kw=get(gco,'Value');
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
elseif strcmp(action,'mr');
k=get(gco,'Value');mt=[1,9,875,7,6,5];m=mt(k);
if Kmod==1;
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
else;
set(H3,'value',1);
end;
elseif strcmp(action,'f');
f=get(gco,'string');f=str2num(f);
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
33
幅度调制程序（续 3）
elseif strcmp(action,'fc');
fc=get(gco,'string');fc=str2num(fc);
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
elseif strcmp(action,'restore');
f=15.625e+03;fc=38e+06;m=1;Kw=1;Kmod=1;
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,1);
set(H42,'string','15.625e+03');set(H52,'string','38e+06');
set(H1,'value',1);set(H2,'value',1);set(H3,'value',1);
elseif strcmp(action,'demod');
x1=demod(y,fc,fs,'am');x1=x1-mean(x1);
if strcmp(v(1),'4');
subplot(1,1,1);set(gca,'vis','off');
subplot('position',[.065,5811,7,3439]);
plot(t,y,'b',t,x,'r');zoom xon;xlabel(['t(' tstr ')']);
end;
subplot('position',[.065,11,7,3439]);
i=1:length(t)-8;plot(t(i),x1(i),'b');
xlabel(['t(' tstr ')']);title('Demodulated Signal');
end;
%========================================================================================
34
幅度调制程序（续 4）
[y,x,t,fc,fs,tstr]=am1(f,fc,m,Kmod,Kw,Ks);
%
% THEE 2001/10
%=======================================================================================
=
if nargin<6;Ks=0; end;
if nargin<5;Kw=1; end;
if nargin<4;Kmod=1; end;
if nargin<3;m=1; end;
if nargin<2;fc=38e+06; end;
if nargin<1;f=15.625e+03;end;
fs=4*fc;dt=1/fs;T=2/f;t=0:dt:T-dt;f1=1/T;
if Kw==1;
x=sin(2*pi*f*t-pi/2);
elseif Kw==2;
x=square(2*pi*f*t,10);m=m-(m==1)*eps;
elseif Kw==3;
x=sawtooth(2*pi*f*t,.98);
elseif Kw==4;
x=diric(2*pi*f*t,32);
end;
35
幅度调制程序（续 5）
if Kmod==1;
y=(1+m*x).*cos(2*pi*fc*t);astr='AM,';
elseif Kmod==2;
y=x.*cos(2*pi*fc*t);astr='AM-DSB,';
elseif Kmod==3;
y=x.*cos(2*pi*fc*t)+imag((hilbert(x))).*sin(2*pi*fc*t);astr='AM-SSB lower band,';
I=find(y>1.1);y(I)=ones(size(I));I=find(y<-1.1);
y(I)=-ones(size(I));
elseif Kmod==4;
y=x.*cos(2*pi*fc*t)-imag((hilbert(x))).*sin(2*pi*fc*t);astr='AM-SSB upper band,';
I=find(y>1.1);y(I)=ones(size(I));I=find(y<-1.1);
y(I)=-ones(size(I));
end;
if fc>=1e+06;
t=t*1e+06;f1=f1/1e+06;tstr='us';fstr='MHz';Kf=1e-06;
elseif fc>=1000;
t=t*1000;f1=f1/1000;tstr='ms';fstr='kHz';Kf=1e-03;
else;
tstr='s';fstr='Hz';Kf=1;
end;
36
幅度调制程序（续 6）
if Ks==1;subplot('position',[.065,5811,7,3439]);
else;subplot(211);end;
plot(t,y,'b',t,x,'r');zoom xon;xlabel(['t(' tstr ')']);
n=length(y);yy=abs(fft(y)/n);yy=yy(1:fix(n/2));ymax=max(yy);yy=yy/ymax;yy=20*log10(yy);
I=find(yy>-40);fn=(I-1)*f1;yn=yy(I);m=length(I);
if Ks==1;subplot('position',[.065,11,7,3439]);
else;subplot(212);end;
for i=1:m;
plot([0 0] +fn(i),[-40 yn(i)],'b');hold on;
end;
xlabel(['f(' fstr ')']);ylabel('dB');v=axis;zoom xon;
dv=(v(2)-v(1))*.05;axis([v(1)-dv v(2)+dv v(3:4)]);hold off;
set(gcf,'num','off','Name',[astr blanks(10) 'THEE 2001/8']);
%========================================================================================
