TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ – VIỄN THÔNG -o0o - BÁO CÁO THỰC HÀNH – THÍ NGHIỆM TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN LỚP NHĨM : Ths VŨ ĐỨC HOÀN : : DTV54DH2 : N02-TH2 HẢI PHÒNG, THÁNG 05/ 2015 MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MATLAB 1.1 Tổng quan MATLAP 1.1.1 Tổng quan cấu trúc liệu MATLAP ứng dụng CHƯƠNG II: CẤU TRÚC CÚ PHÁP, LẬP TRÌNH GUI, MATLAB SIMULINK 2.1 Cấu trúc cú pháp 2.2 lập trình GUI 2.3 MATLAP Simuink CHƯƠNG III: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ THỰC HÀNH TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG 3.1 Bài 1: “Tên thực hành” 3.2 Bài 2: “Tên thực hành” 3.3 Bài 3: “Tên thực hành” NHẬN XÉT - KẾT LUẬN PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MATLAB 1.1 TỔNG QUAN VỀ MATLAP Matlab ngơn ngữ lập trình thực hành bậc cao sử dụng để giải toán kỹ thuật Matlab tích hợp việc tính tốn, thể kết quả, cho phép lập trình, giao diện làm việc dễ dàng cho người sử dụng Dữ liệu với thư viện lập trình sẵn cho phép người sử dụng có ứng dụng sau • • • • • Sử dụng hàm có sẵn thư viện, phép tính tốn học thơng thường Cho phép lập trình tạo ứng dụng Cho phép mơ mơ hình thực tế Phân tích, khảo sát hiển thị liệu Với phần mềm đồ hoạ cực mạnh • Cho phép phát triển, giao tiếp với số phần mềm khác C++, Fortran 1.2 Tổng quan cấu trúc liệu Matlab, ứng dụng Matlab hệ thống tương giao, phần tử liệu mảng (mảng khơng địi hỏi kích thước) Chúng cho phép giải vấn đề liên quan đến lập trình máy tính, đặc biệt sử dụng phép tính ma trận hay vectơ sử dụng ngơn ngữ C học Fortran lập trình thực ứng dụng lập trình câu lệnh gọi từ Matlab Matlab viết tắt từ chữ “MATrix LABoratory” tức thư viện ma trận, từ phần mềm Matlab viết nhằm cung cấp cho việc truy cập vào phần mềm ma trận cách dễ dàng, phần mềm ma trận phát triển cơng trình Linpack Eispack Ngày Matlab phát triển Lapack Artpack tạo nên nghệ thuật phần mềm cho ma trận 1.2.1 Dữ liệu Dữ liệu Matlab thể dạng ma trận (hoặc mảng - tổng quát), có kiểu liệu liệt kê sau đây: • • • • • • • Kiểu đơn single, kiểu có lợi nhớ liệu địi hỏi byte nhớ hơn, kiểu liệu không sử dụng phép tính tốn học, độ xác Kiểu double kiểu kiểu thông dụng biến Matlab Kiểu Sparse Kiểu uint8, uint8, uint16, uint64 Kiểu char ví dụ “Hello” Kiểu cell Kiểu Structure Trong Matlab kiểu liệu double kiểu mặc định sử dụng phép tính số học 1.2.2 Ứng dụng Matlab tạo điều kiện thuận lợi cho: Các khoá học toán học Các kỹ sư, nhà nghiên cứu khoa học • Dùng Matlab để tính tốn, nghiên cứu tạo sản phẩm tốt sản xuất • • CHƯƠNG II: CẤU TRÚC CÚ PHÁP, LẬP TRÌNH GUI, MATLAB SIMULINK 2.1 CẤU TRÚC CÚ PHÁP + Cơng cụ tính tốn đa năng: Các kiểu số sử dụng MATLAP số nguyên, số thực số phức MATLAP biểu diễn sơ non-number Có hai dạng số non-number MATLAP: Ìn, số vơ cực dương tạo phép chia 1/0 NaN, số tạo từ phép toán chẳng hạn 0/0 hay ∞ -∞ MATLAP công cụ thực hữu dụng với phép tính Chẳng hạn nhập vào lệnh: >>(23*17)/7 Kết là: Ans= 55,8571 MATLAP có sáu phép tốn số học bản: +,-,*,/ \ ^(số mũ) Lưu ý hai phép toán chi a trái chia phải khác Các hàm lượng giác hàm mũ logarit sử dụng MATLAP Sử dụng help elfun để liệt kê danh sách hàm có MATLAP + Phép gán biến: Không giống ngôn ngữ lập trình thơng thường, MATLAP ta khơng cần phải khai báo biến Một biến tự động tạo q trình gán liệu cho biến Mỗi giá trị tạo mặc định số double, kiểu số 32 bit Chúng ta sử dụng lệnh single để chuyển kiểu số từ double sang single, kiểu số 16 bit >>a=single(a); Lệnh single nên sử dụng trường hợp cần xử lý ma trận có kích thước lớn Tuy nhiên trường hợp có vài giá trị sử dụng ta lên chuyển qua dạng double để có xác cao Sử dụng lệnh double để thực phép biến đổi >> a=double(a); Lưu ý biến chưa định nghĩa không sử dụng để gán cho biến khác >>clear x; >>f=x^2+4*sin(x); Đoạn lệnh không cho kết giá trị x chưa khởi tạo Biểu thức sửa lại cách gán giá trị cho biến x >>x=pi >> f=x^2+4*sin(x); Trong MATLAP, tên biến phải bắt đầu ký tự chữ, chữ thường chữ in hoa, theo sau ký tự chữ, ký tự số, dấu gạch chân MATLAP phân biệt biến với 31 ký tự tên biên 2.2 LẬP TRÌNH GUI Giao diện người sử dụng ( Graphical User Interface – GUI) giao diện hình ảnh chương trình Một GUI tốt làm chương trình trở lên dễ sử dụng cách cung cấp thông tin ban đầu cần thiết với công cụ điều khiển như: nút nhấn (pushbutton), hộp liệt kê (listbox), trượt (slider), trình đơn ( menu), GUI nên thiết kế cách dễ hiểu thân thiện để người sử dụng hiểu dự đốn kết tác động 2.2.1 Cách làm việc GUI GUI bao gồm nút nhấn, hộp liệt kê, trượt, menu, , chúng cung cấp cho người sử dụng môi trường làm việc thân thiện để họ tập trung vào ứng dụng chương trình tìm hiểu cách thức làm việc chương trình Tuy nhiên tạo GUI cơng việc khó khăn người lập trình phải sử lý với click chuột cho thành phần GUI vào thời điểm Trong MATLAP, để tạo GUI lưu ý ba yêu cầu sau đây: • Component (các thành phần): đối tượng GUI(nút nhấn, nhãn, hộp soạn thảo, ) thành phần Các thành phần phân loại thành: công cụ điều khiển ( nút nhấn, hộp soạn thảo, trượt, ), thành phần tĩnh (khung hình, chuỗi ký tự, ), menu axes (là hệ trục dành để hiển thị đồ họa) Các công cụ điều khiển thành phần tĩnh tạo hàm uicontrol, menu tạo hàm uimenu uicontexmenu, axes tạo hàm axes • Figure: thành phần GUI phải xếp figure, cửa sổ hiển thị hình máy vi tính Lệnh figure tạo figure sử dụng để chưa thành phần GUI • Callback: cuối cùng, người sử dụng tác động vào chương trình cách nhấn chuột hay gõ bàn phím chương trình phải đáp ứng lại kiện Ví dụ, trường hợp người sử dụng tác động vào nút nhấn MATLAP thực thi hàm tương ứng với nút nhấn Mỗi thành phần GUI phải callback hàm tương ứng Các thành phần GUI phải callback hàm tương ứng Các thành phần GUI tóm tắt bảng 2.1 thể hình 2.1 Hình 2.1 Cơng cụ Tạo hàm Miêu tả Các công cụ điều khiển Pushbutton Là nút nhấn Nó gọi hàm nhấn vào Toggle button Là nút nhấn co hai trạng thái “on” “off” Khi có tác động gọi hàm tương ứng thay đổi trạng thái từ “on” sang “off” ngược lại Radio button Cũng nút nhấn có hai trạng thái thể vịng trịn nhỏ, trạng thía “on” tương ứng với trường hợp có dấu chấm vong trịn ngược lại Trong nhóm Radio button ta chọn thành phần Khi có tác động vào thành phần có hàm gọi Check box Cũng nút nhấn có trạng thái thể hình vng nhỏ, trạng thái “on” tương ứng với trường hợp có dấu chấm hình vng ngược lại Khi có tác động gọi hàm tương ứng thay đổi trạng thái từ “on” sang “off” ngược lại Uicontrol Lít box Là danh sách chuỗi Người sử dụng lựa chọn chuỗi cách click double click vào Chương trình gọi hàm có chuỗi đc chọn Popup menus Là công cụ cho phép chọn chuỗi nhóm chuỗi Danh sách tất chuỗi đc thị có click chuột Slider Là công cụ cho phép điều khiển cách lien tục giá trị trượt Các thành phần tĩnh Frame Unicontrol Text field Menu trục đồ thị Được sử dụng để tạo khung hình chữ nhật Frame cịn sử dụng để nhóm cơng cụ điều khiển lại với Được sử dụng để tạo nhãn bao gồm ký tự, ko có khả gọi hàm Menu items Uicontrol Context menus Nicontextmenu Axes Axes Được sử dụng để tạo menu cơng cụ Chương trình gọi hàm menu đc chọn Được sử dụng để tạo menu xuất rightclick vào hình giao diện Được sử dụng để tạo hệ trục đồ thị.Axes ko có khả gọi hàm Bảng 2.1 2.2.2 Tạo hiển thị GUI Trong MATLAP, công cụ guide sử dụng để tạo GUI, cơng cụ cho phép bố trí, lựa chọn xếp thành phần Các thuộc tính thành phần: tên, màu sắc, kích cỡ, font chữ, thay đổi Cơng cụ guide thực thi cách chọn File →NewGUI, gọi guide tạo Layout Editer, hình 2.2 Hình 2.2 Sau bước tạo giao diện MATLAP: • Xác định thành phần giao diện cacs hàm bị tác động thành phần Phác họa giấy bị trí thành phần • Mở cơng cụ tao GUI(File →New- GUI), xếp thành phần vào vùng làm việc thành phần • Lưu giao diện vừa tạo Khi lưu giao diênj MATLAP tạo hai file tên khác phần mở rộng File có phần mở rộng fig chứa nội dung giao diện, file có phần mở rộng m chứa đoạn mã liên quan đến giao diện • Viết hàm đê thực thi lệnh gọi thành phần giao diện 2.3 MATLAP Simulink Simulink công cụ MATLAP dùng để mô hình, mơ phân tích hệ thống động với môi trường sử dụng đồ họa Việc xây dụng mơ hình đơn giản hóa hộp cơng cụ tồn diện cho việc phân tích tuyến tính phi tuyến Simulink phần quan trọng MATLAP dễ dàng chuyển đổi qua lại q trình phân tích, người dùng tận dụng ưu hai môi trương CHƯƠNG III: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ THỰC HÀNH TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG 3.1 Bài 1: “Nhập dịng lệnh Matlab” 1.1 Mục tiêu: 1.1: Thiết lập đường dẫn không gian làm việc MATLAB 1.2: Cửa sổ lệnh cách nhập dòng lệnh MATLAB 1.3: Lưu trữ load liệu 1.4: SỬ dụng công cụ trợ giúp MATLAB 1.5: Cú pháp biến lập trình MATLAB 1.2 Công tác chuẩn bị sinh viên: 2.1: Tìm hiểu ý nghĩa từ, cụm từ: path, load, save, command windows 2.2: Các phím tắt dùng máy tính phím tắt chức phần mềm MATLAB 1.3 Trang thiết bị cần thiết: 3.1: Máy thính PC Laptop 3.2: Phần mềm MATLAb7.0 phiên cao cài đặt vào MATLAB 3.3: BỘ công cụ soạn thảo Microsoft Office 1.4 Các nội dung, quy trình: 1.4.1: Tạo Folder với tên “MSVXx-TH.MATLAB” 1.4.2: Khởi động MATLAB 1.4.3: Từ phần mềm MATLAB chọn Set Path Xuất hộp thoại Sau chọn Add foder Chọn đường dẫn đến thư mục vừa tạo 1.4.4: Thiết lập chế độ hiển thị cho quan sát cửa ssoor Command Window cách dễ dàng Từ cửa sổ Command Window, tiến hành thực nhập lệnh theo bảng 1.1 Quan sát kết trả về, ghi lại giải thích chức chức sử dụng lệnh đó: >> 5.4.8 Viết hàm A=matrix(n,m,min,max), đối số ngõ vào số nguyên Nếu n m số dương, chương trình trả ma trận nxm có thành phần số ngẫu nhiên khoảng [min, max] Thơng báo lỗi với trường hợp cịn lại 5.4.9 Viết hàm [x1,x2]= bac_hai(a,b,c) Trong trường hợp a,b,c khác zero, chương trình trả nghiệm phương trình Thơng báo lỗi cho trường hợp lại 5.4.10 Những biến đặc biệt hàm ( biến nargin nargout) 4.1.1 Một cơng ty điện lực tính giá tiền điện theo tỷ giá sau đây: • 1000đ/kwh cho 300 kwh • 800đ/kwh cho 300 kwh • 600đ/kwh cho 200 kwh • 500đ/kwh cho tất mức sử dụng điện 800kwh Hãy viết chương trình tính tiền điện theo số kwh 5.4.12 Tạo hàm bitnom, có header function b=bitnom(n,k), để tính giá trị biểu thức n!=1*2* *n Hàm factorial hàm độc lập hàm file bitnom.m Sau tạo xong hàm bitnom, viết tập tin tính tốn nhị thức với n=8 k=1,2,3, ,8 5.4.13 Viết chương trình phân loại sinh viên theo điểm trung bình: • Yếu: 0=