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上篇 MATIAB语言基础 1

第1章 MATLAB语言简介 3

1.1 MATLAB的启动、退出及工作环境 3

1.1.1 MATLAB的启动 3

1.1.2 MATLAB的工作环境 4

1.1.3 MATLAB的退出 6

1.2 在MATLAB中如何获取帮助信息 6

1.2.1 利用帮助菜单获取帮助信息 6

1.2.2 通过命令窗口获取帮助信息 7

1.3 文件管理功能 9

1.4 MATLAB的用户文件格式 9

1.5 一个实例 10

习题 13

第2章 MATLAB的数值计算功能 14

2.1 变量及其赋值 14

2.1.1 变量 14

2.1.2 MATLAB的语句 15

2.1.3 矩阵及其元素的赋值 15

2.1.4 向量的生成 16

2.1.5 矩阵的下标 18

2.1.6 复数的表示 20

2.2 MATLAB的基本管理命令 21

2.2.1 save与load命令 21

2.2.2 清除变量命令clear 21

2.2.3 查询变量信息命令who和whos 22

2.2.4 数据格式命令format 22

2.3 MATLAB的常用数学函数 23

2.4 矩阵与数组运算 25

2.4.1 矩阵的算术运算 25

2.4.2 矩阵的关系运算 27

2.4.3 矩阵的逻辑运算 28

2.4.4 逻辑字符检查命令 29

2.4.5 矩阵的块操作 31

2.4.6 矩阵函数 36

2.4.7 基本的数据分析 37

2.4.8 稀疏矩阵 39

2.5 多项式运算 41

2.5.1 多项式的表达与创建 42

2.5.2 多项式求根及其逆运算 42

2.5.3 多项式的四则运算 42

2.5.4 多项式的微分与赋值运算 44

2.5.5 有理多项式的运算 45

2.6 字符运算 46

2.6.1 字符串数组的创建 46

2.6.2 字符串数组的运算 47

习题 49

第3章 MATLAB的程序设计基础 51

3.1 M文件编辑器 51

3.2 命令文件（脚本文件或程序文件） 52

3.3 函数文件 53

3.4 全局变量与局部变量 54

3.5 程序流程控制 55

3.5.1 循环结构 55

3.5.2 条件转移结构 58

3.5.3 流程控制命令 61

3.5.4 程序举例 62

习题 65

第4章 MATLAB的符号运算功能 68

4.1 符号对象的创建 68

4.1.1 创建符号常量 68

4.1.2 创建符号变量 69

4.1.3 创建符号表达式 70

4.1.4 创建符号方程 71

4.1.5 创建符号矩阵 71

4.2 数值变量、符号变量及字符变量间的相互转换 73

4.2.1 将其他类型变量转换为符号变量 74

4.2.2 将其他类型变量转换为字符变量 75

4.2.3 将其他类型变量转换为数值变量 75

4.3 符号表达式的操作和转换 76

4.3.1 符号表达式中自由变量的确定 76

4.3.2 符号表达式的化简 77

4.3.3 符号表达式的替换 80

4.3.4 求反函数和复合函数 80

4.3.5 符号表达式的转换 81

4.4 常用符号运算功能的实现 83

4.4.1 符号的代数运算和线性代数运算 83

4.4.2 可变精度的算术运算 83

4.4.3 符号的极限运算 84

4.4.4 符号的微积分运算 84

4.4.5 符号的级数运算 86

4.5 符号方程的求解 87

4.5.1 代数方程的求解 87

4.5.2 常微分方程的求解 88

4.6 积分变换 90

4.6.1 傅里叶变换及其逆变换 90

4.6.2 拉普拉斯变换及其逆变换 92

4.6.3 Z变换及其逆变换 93

习题 94

第5章 MATLAB的可视化功能 96

5.1 绘制二维图形 96

5.1.1 基本绘图命令 96

5.1.2 多个图形绘制的方法 100

5.1.3 曲线的线型、颜色和数据点形 102

5.1.4 设置坐标轴和文字标注 104

5.1.5 特殊坐标二维图形 108

5.1.6 特殊二维图形 110

5.2 绘制三维图形 114

5.2.1 基本三维图形 115

5.2.2 三维图形的修饰与控制 115

5.2.3 绘制三维网线图和曲面图 117

5.3 符号函数图形的绘制 120

5.3.1 fplot命令 120

5.3.2 ezplot命令 120

5.3.3 符号函数的其他绘图命令 122

习题 123

中篇 基于MATLAB的信号分析与处理 127

第6章 信号与系统的MATLAB实现 129

6.1 信号的产生与可视化 129

6.1.1 连续时间信号 129

6.1.2 离散时间信号 130

6.2 信号的时域运算 131

6.2.1 连续时间信号的时域运算 131

6.2.2 离散时间信号的时域运算 133

6.3 信号的时域卷积 134

6.3.1 离散时间序列的卷积和 134

6.3.2 连续时间信号的卷积积分 135

6.4 线性系统的描述 136

6.4.1 描述线性系统的数学模型 136

6.4.2 系统模型之间的转换 139

6.5 线性系统的时域分析 142

6.5.1 连续系统的响应 143

6.5.2 离散系统的响应 143

6.5.3 线性系统时域响应举例 144

6.6 线性系统的频域分析 148

6.6.1 连续系统的频域分析 148

6.6.2 离散系统的频域分析 149

6.7 信号与系统的仿真题目 149

6.7.1 用MATLAB实现常用的连续时间信号及其时域运算 149

6.7.2 用MATLAB实现常用的离散时间信号及其时域运算 151

6.7.3 用MATLAB实现信号的时域卷积 152

6.7.4 用MATLAB实现线性系统的时域分析 154

6.7.5 用MATLAB实现线性系统的频域分析 155

第7章 数字信号处理的MATLAB实现 157

7.1 离散傅里叶变换（DFT） 157

7.1.1 函数fft和ifft的调用格式 157

7.1.2 用fft对离散时间信号进行谱分析 158

7.1.3 用fft对连续时间信号进行谱分析 158

7.2 IIR数字滤波器的设计 161

7.2.1 IIR数字滤波器设计的MATLAB函数使用介绍 162

7.2.2 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器举例 164

7.2.3 用双线性变换法设计IIR数字滤波器举例 167

7.3 FIR数字滤波器的设计 170

7.3.1 窗函数设计法 171

7.3.2 频率采样设计法 174

7.3.3 切比雪夫等波纹逼近设计法 178

7.4 数字信号处理的仿真题目 180

7.4.1 序列傅里叶变换的MATLAB实现 180

7.4.2 利用MATLAB实现离散时间系统的时域和频域分析 184

7.4.3 利用FFT进行频谱分析 187

7.4.4 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的MATLAB实现 188

7.4.5 用双线性变换法设计IIR数字滤波器的MATLAB实现 190

7.4.6 利用窗函数法设计FIR数字滤波器的MATLAB实现 191

7.4.7 利用频率采样法设计FIR数字滤波器的MATLAB实现 193

7.4.8 利用切比雪夫逼近法设计FIR数字滤波器的MATLAB实现 194

第8章 随机信号分析的MATLAB实现 196

8.1 随机变量的产生和运算 196

8.1.1 产生正态分布随机变量的MATLAB相关函数 197

8.1.2 产生均匀分布随机变量的MATLAB相关函数 199

8.1.3 其他相关的MATLAB函数 199

8.1.4 用MATLAB实现随机变量的产生及其运算举例 200

8.2 随机信号及其频谱分析 201

8.2.1 相关函数及功率谱估计的MATLAB函数 203

8.2.2 相关函数及功率谱估计举例 207

8.3 随机信号分析的仿真题目 212

8.3.1 随机变量统计分布的MATLAB实现 212

8.3.2 随机变量及其数字特征运算的MATLAB实现 215

8.3.3 随机信号及其自相关函数和功率谱密度的MATLAB实现 216

8.3.4 随机信号互相关函数及互谱密度的MATLAB实现 218

下篇 基于硬件平台的信号分析与处理 219

第9章 信号与系统分析的设计与实践 221

9.1 信号与系统分析的硬件系统构成 221

9.1.1 功能区模块 221

9.1.2 线性系统综合区模块 223

9.1.3 线性系统综合设计区模块 224

9.2 信号与系统分析的硬件实现题目 224

9.2.1 常用信号的观察与测量 224

9.2.2 信号的分解与合成 225

9.2.3 信号的采样与恢复 227

9.2.4 无失真传输系统 228

9.2.5 系统极点对系统频响的影响 230

第10章 DSP系统设计与实践 232

10.1 DSP系统硬件平台介绍 232

10.1.1 系统硬件构成 232

10.1.2 系统硬件安装说明 242

10.2 DSP系统软件开发工具介绍 243

10.2.1 DSP开发系统软件安装和设置 243

10.2.2 CCS文件名介绍 249

10.2.3 编写一个简单的程序 249

10.2.4 程序调试的环境应用 251

10.2.5 C编译器及其他 252

10.2.6 CCS应用详解 253

10.3 DSP系统设计与实践题目 272

10.3.1 CCS集成开发环境的熟悉和使用 272

10.3.2 汇编语言程序设计 275

10.3.3 DSP I/O、中断、定时器等外围设备的使用 276

10.3.4 BOOTLOADER装载 278

10.3.5 数字波形产生 281

10.3.6 快速傅里叶变换（FFT）算法 282

10.3.7 有限脉冲响应滤波器（FIR）算法 294

10.3.8 主机接口通信 297

附录A 常用的MATLAB命令和函数 299

附录B 常用术语汉英对照 309

参考文献 315