【安富莱DSP教程】第4章 Matlab 简易使用（二）

席萌0209 · 发表于 2015-3-13 10:50:39

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第4章 Matlab 简易使用（二）

本期教程主要是讲解Matlab的简易使用方法，有些内容跟上一节相同，但是比上一些更详细。
4.1 Matlab的脚本文件.m的使用
4.2 Matlab中的条件和循环函数
4.3 绘图功能
4.4 总结

4.1 Matlab的脚本文件.m的使用
在matlab上创建和使用.m文件跟在MDK或者IAR上面创建和使用.C或者.ASM文件是一样的。创建方法如下：

点击上图中的小图标，打开编辑窗口后，输入以下函数：
% Generate random data from a uniform distribution
% and calculate the mean. Plot the data and the mean.

n = 50;          % 50 data points
r = rand(n,1);
plot(r)

Draw a line from (0,m) to (n,m)
m = mean(r);
hold on
plot([0,n],[m,m])
hold off
title('Mean of Random Uniform Data')
编辑好函数后需要将当前文件进行保存，点击File—>Save as即可，然后点击如下图标即可运行（或者按F5）：

显示效果如下：

4.2 Matlab中的条件和循环函数
matlab也支持类似C语言中的条件和循环语句：for, while, if, switch。但在matlab中使用比在C中使用更加随意。
l 比如在.M文件中输入以下函数：
nsamples = 5;
npoints = 50;

for k = 1:nsamples
      currentData = rand(npoints,1);
      sampleMean(k) = mean(currentData);
end
overallMean = mean(sampleMean)

在命令窗口得到输出结果：
>> Untitled2 %这个是保存的文件名，运行相应文件会自动打印出

overallMean =

      0.4477
l 为了将上面函数每次迭代的结果都进行输出可以采用如下方法：
for k = 1:nsamples
   iterationString = ['Iteration #',int2str(k)];
   disp(iterationString)                %注意这里没有分号，这样才能保证会在命令窗口输出结果
   currentData = rand(npoints,1);
   sampleMean(k) = mean(currentData) %注意这里没有分号
end
overallMean = mean(sampleMean)    %注意这里没有分号

在命令窗口得到输出结果：
>> Untitled2
Iteration #1
sampleMean =
      0.4899 0.4642 0.5447 0.4808 0.4758

Iteration #2
sampleMean =
      0.4899 0.4959 0.5447 0.4808 0.4758

Iteration #3
sampleMean =
      0.4899 0.4959 0.4977 0.4808 0.4758

Iteration #4
sampleMean =
      0.4899 0.4959 0.4977 0.5044 0.4758

Iteration #5
sampleMean =
      0.4899 0.4959 0.4977 0.5044 0.5698

overallMean =
0.5115

l 如果在上面的函数下面加上如下语句：
if overallMean < .49
   disp('Mean is less than expected')
elseif overallMean > .51
   disp('Mean is greater than expected')
else
   disp('Mean is within the expected range')
end
命令窗口输出结果如下：
overallMean =          %这里仅列出了最后三行
      0.5381
Mean is greater than expected

4.3 绘图功能

4.3.1 基本的plot函数

l 根据plot不同的输入参数，主要有两种方式：
  n plot(y)，这种方式的话，主要是根据y的数据个数产生一个线性曲线。
  n plot(x，y)以x轴为坐标进行绘制。
比如在命令窗口或者.m文件中写如下函数：
x = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(x);
plot(x,y)

xlabel('x = 0:2\pi')
ylabel('Sine of x')
title(&#39

lot of the Sine Function','FontSize',12)

l 下面这个函数可以实现在一个图片上显示多个曲线。
x = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(x);
y2 = sin(x-.25);
y3 = sin(x-.5);
plot(x,y,x,y2,x,y3)

legend('sin(x)','sin(x-.25)','sin(x-.5)')

l 另外曲线的样式和颜色都可以进行配置的，命令格式如下：
plot(x, y, 'color_style_marker')

下面通过几个实例看一下实际显示效果。
x = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(x);
plot(x,y,'ks')
显示效果如下：

下面函数的显示效果：
x = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(x);
plot(x,y,'r:+')

下面函数的显示效果如下：

l 复数绘图
默认情况下函数plot只绘制数据的实部，如果是下面这种形式，实部和虚部都会进行绘制。plot(Z)也就是plot(real(Z),imag(Z))。下面我们在命令窗口中实现如下函数功能：
t = 0:pi/10:2*pi;
plot(exp(i*t),'-o')
axis equal
显示效果如下：

l 在当前的绘图中添加新的plot函数
使用函数hold on即可实现，这个函数我们在上一期中已经使用过，作用就是在当前绘图的基础上加上一个新的绘图。
% Obtain data from evaluating peaks function
[x,y,z] = peaks;
% Create pseudocolor plot
pcolor(x,y,z)
% Remove edge lines a smooth colors
shading interp
% Hold the current graph
hold on
% Add the contour graph to the pcolor graph
contour(x,y,z,20,'k')
% Return to default
hold off
显示效果如下：

l Axis设置
  n 可见性设置
   axis on %设置可见
   axis off %设置不可见
  n 网格线设置
   grid on %设置可见
   grid off %设置不可见
  n 长宽比设置
   axis square    %设置X,Y轴等长
   axis equal       %设置X,Y相同的递增。
   axis auto normal  %设置自动模式。
  n 设置轴界限
   axis([xmin xmax ymin ymax])          %二维
   axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])  %三维
   axis auto %设置自动

4.3.2 绘制图像数据

下面通过一个简单的实例说明一下图像数据的绘制，在命令窗口下操作即可。
>> load durer
>> whos
   Name          Size             Bytes  Class    Attributes
   X          648x509          2638656  double
   ans       648x509          2638656  double
   caption       2x28                112  char
   map       128x3                3072  double

>> image(X) %显示图片

>>colormap(map) %上色

>> axis image %设置坐标