1.      窗函式法設計FIR數字濾波器的GUI設計

程式清單：

function run_Callback(hObject，eventdata，handles)

fp1=str2double(get(handles.edit_fp1，'String'))；

fs1=str2double(get(handles.edit_fs1，'String'))；

fp2=str2double(get(handles.edit_fp2，'String'))；

fs2=str2double(get(handles.edit_fs2，'String'))；

Fs=100；%取樣頻率

global filter_value；

filter_value=get(handles.filter，'value')；

switch filter_value     %選擇濾波器型別

   case 1               %低通濾波器

       wp1=2*pi*fp1/Fs；        %將模擬通帶截止頻率轉換為數字濾波器頻率

       ws1=2*pi*fs1/Fs；         %將模擬阻帶起始頻率轉換為數字濾波器頻率 

       wn=(wp1+ws1)/2/pi；    %標準化的截止頻率響應

       Bt=ws1-wp1；

        if fs1<fp1

           msgbox('錯誤：fs1應該大於fp1，請重新輸入...'，'提示'，'error')；

       elseif fs1==fp1

           msgbox('警告：存在問題，請檢查！'，'提示'，'warn')；

       end

       N=ceil(6.2*pi/Bt)；%濾波器長度

       M=N-1；

       set(handles.text_M，'String'，M)；

       windows_value=get(handles.windows，'value')；

       switch windows_value          %窗函式選擇

           case 1      %使用boxcar窗函式

                b1=fir1(M，wn，boxcar(N))；

                [H1，W1]=freqz(b1，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b1，'filled')；

               grid on；

                plot(handles.axes2，W1，20*log10(abs(H1)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'低通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')； 

               set(handles.text_title2，'String'，'低通boxcar窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻(Hz)')；

set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 2

                window2=bartlett(N)；

                b2=fir1(M，wn，window2)；

               [H2，W2]=freqz(b2，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b2，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W2，20*log10(abs(H2)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'低通FIR數字濾波器h(n)波形')；

               set(handles.text_x1，'String'，'n')；set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'低通bartlett窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 3

                window3=hanning(N)；

                b3=fir1(N-1，wn，window3)；

                [H3，W3]=freqz(b3，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b3，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W3，20*log10(abs(H3)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'低通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'低通hanning窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率(Hz)')；

set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 4

                window4=hamming(N)；

                b4=fir1(N-1，wn，window4)；

                [H4，W4]=freqz(b4，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b4，'filled')；

                plot(handles.axes2，W4，20*log10(abs(H4)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'低通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'低通hamming窗頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率(Hz)')；

set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 5

                window5=blackman(N)；

                b5=fir1(N-1，wn，window5)；

                [H5，W5]=freqz(b5，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b5，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W5，20*log10(abs(H5)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'低通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'低通blackman窗頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率(Hz)')；

set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 6

                [n，Wn，beta，~]=kaiserord([fp1fs1]，[1 0]，[0.01 0.01]，100)；

                window6=kaiser(n+1，beta)；%使用kaiser窗函式

                b6=fir1(n，Wn，window6 ，'noscale')；

                [H6，W6]=freqz(b6，1，512，2)；

               stem(handles.axes1，b6，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W6，20*log10(abs(H6)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'低通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'低通kaiser窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

       end

   case 2  %高通濾波器

       ws1=2*pi*fs1/Fs；

       wp1=2*pi*fp1/Fs；

       wn=(wp1+ws1)/2/pi；

       Bt=wp1-ws1；

       N0=ceil(6.2*pi/Bt)；

       N=N0+mod(N0+1，2)；

       M=N-1；

       set(handles.text_M，'String'，M)；

       if fs1>fp1

           msgbox('錯誤：輸入資料有誤，請重新輸入...'，'提示'，'error')；

       elseif fs1==fp1

           msgbox('警告：存在問題，請檢查！'，'提示'，'warn')；

       end

       windows_value=get(handles.windows，'value')；

       switch windows_value        %窗函式選擇

           case 1        %使用boxcar窗函式

               window1=boxcar(N)；

                b1=fir1(N-1，wn，'high'，window1)；

                [H1，W1]=freqz(b1，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b1，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W1，20*log10(abs(H1)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'高通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'高通boxcar窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 2

                window2=bartlett(N)；

                b2=fir1(N-1，wn，'high'，window2)；

                [H2，W2]=freqz(b2，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b2，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W2，20*log10(abs(H2)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'高通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'高通bartlett窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

            case 3

                window3=hanning(N)；

                b3=fir1(N-1，wn，'high'，window3)；

                [H3，W3]=freqz(b3，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b3，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W3，20*log10(abs(H3)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'高通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'高通hanning窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 4

                window4=hamming(N)；

                b4=fir1(N-1，wn，'high'，window4)；

                [H4，W4]=freqz(b4，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b4，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W4，20*log10(abs(H4)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'高通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'高通hamming窗頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；   

           case 5

                window5=blackman(N)；

                b5=fir1(N-1，wn，'high'，window5)；

                [H5，W5]=freqz(b5，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b5，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W5，20*log10(abs(H5)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'高通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'高通blackman窗頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；     

           case 6

                [n，Wn，beta，~]=kaiserord([fs1fp1]，[0 1]，[0.01 0.01]，100)；

                window6=kaiser(n+1，beta)；%使用kaiser窗函式

                b6=fir1(n，Wn，'high'，window6 ，'noscale')；

                [H6，W6]=freqz(b6，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b6，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W6，20*log10(abs(H6)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'高通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'高通kaiser窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；   

       end

   case 3  %帶通濾波器

       wp1=2*pi*fp1/Fs；%將通帶下限截止頻率轉換為數字濾波器頻率

       wp2=2*pi*fp2/Fs；%將通帶上限截止頻率轉換為數字濾波器頻率

       ws1=2*pi*fs1/Fs；%將通帶下限截止頻率轉換為數字濾波器頻率

       ws2=2*pi*fs2/Fs；%將通帶上限截止頻率轉換為數字濾波器頻率

       Bt=wp1-ws1；

       N=ceil(12*pi/Bt)；

       M=N-1；

       set(handles.text_M，'String'，M)；

       if (fs1>fp1 || fs1>fp2 || fs1>fs2 || fp1>fp2 || fp1>fs2|| fp2>fs2)

           msgbox('錯誤：資料輸入有誤，請重新輸入...'，'提示'，'error')；

       elseif (fs1==fp1 || fs1==fp2 ||fs1==fs2 || fs2==fp1 || fs2==fp2 ||fp1==fp2)

           msgbox('警告：存在問題，請檢查！'，'提示'，'warn')；

       end

       wn=[(wp1+ws1)/2/pi，(wp2+ws2)/2/pi]；  

       windows_value=get(handles.windows，'value')；

       switch windows_value %窗函式選擇

           case 1  %使用boxcar窗函式

                window1=boxcar(N)；

                b1=fir1(N-1，wn，window1)；

                [H1，W1]=freqz(b1，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b1，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W1，20*log10(abs(H1)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶通boxcar窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；   

           case 2

                window2=bartlett(N)；

                b2=fir1(N-1，wn，window2)；

                [H2，W2]=freqz(b2，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b2，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W2，20*log10(abs(H2)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶通bartlett窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 3

                window3=hanning(N)；

                b3=fir1(N-1，wn，window3)；

                [H3，W3]=freqz(b3，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b3，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W3，20*log10(abs(H3)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶通hanning窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 4

                window4=hamming(N)；

                b4=fir1(N-1，wn，window4)；

                [H4，W4]=freqz(b4，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b4，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W4，20*log10(abs(H4)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶通hamming窗頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 5

                window5=blackman(N)；

                b5=fir1(N-1，wn，window5)；

                [H5，W5]=freqz(b5，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b5，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W5，20*log10(abs(H5)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶通blackman窗頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 6

                [n，Wn，beta，~]=kaiserord([fs1fp1 fp2 fs2]，

[0 1 0]，[0.01 0.01 0.01]，100)；%求階數n以及引數beta

                window6=kaiser(n+1，beta)；%使用kaiser窗函式

                b6=fir1(n，Wn，window6，'noscale')；

                [H6，W6]=freqz(b6，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b6，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W6，20*log10(abs(H6)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶通FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶通kaiser窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')； 

       end     

   case 4  %帶阻濾波器

       wp1=2*pi*fp1/Fs；%將通帶下限截止頻率轉換為數字濾波器頻率

       wp2=2*pi*fp2/Fs；%將通帶上限截止頻率轉換為數字濾波器頻率

       ws1=2*pi*fs1/Fs；%將通帶下限截止頻率轉換為數字濾波器頻率

       ws2=2*pi*fs2/Fs；%將通帶上限截止頻率轉換為數字濾波器頻率      

       Bt=ws1-wp1；

       N0=ceil(6.2*pi/Bt)；

       N=N0+mod(N0+1，2)；

       M=N-1；

       wn=[(wp1+ws1)/2/pi，(wp2+ws2)/2/pi]；

       set(handles.text_M，'String'，M)；

       if (fp1>fs1 || fp1>fs2 || fp1>fp2 || fs1>fs2 || fs1>fp2|| fs2>fp2)

           msgbox('錯誤：資料輸入有誤，請重新輸入...'，'提示'，'error')；

       elseif (fs1==fp1 || fs1==fp2 ||fs1==fs2 || fs2==fp1 || fs2==fp2 ||fp1==fp2)

           msgbox('警告：存在問題，請檢查！'，'提示'，'warn')；

       end

       windows_value=get(handles.windows，'value')；

       switch windows_value %窗函式選擇

           case 1  %使用boxcar窗函式

                window1=boxcar(N)；

                b1=fir1(N-1，wn，'stop'，window1)；

                [H1，W1]=freqz(b1，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b1，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W1，20*log10(abs(H1)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶阻FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

               set(handles.text_title2，'String'，'帶阻boxcar窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 2

                window2=bartlett(N)；

                b2=fir1(N-1，wn，'stop'，window2)；

                [H2，W2]=freqz(b2，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b2，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W2，20*log10(abs(H2)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶阻FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶阻bartlett窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 3

                window3=hanning(N)；

                b3=fir1(N-1，wn，'stop'，window3)；

                [H3，W3]=freqz(b3，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b3，'filled')；

               grid on；

                plot(handles.axes2，W3，20*log10(abs(H3)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶阻FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶阻hanning窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 4

                window4=hamming(N)；

               b4=fir1(N-1，wn，'stop'，window4)；

                [H4，W4]=freqz(b4，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b4，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W4，20*log10(abs(H4)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶阻FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶阻hamming窗頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 5

                window5=blackman(N)；

                b5=fir1(N-1，wn，'stop'，window5)；

                [H5，W5]=freqz(b5，1，512，2)；

                stem(handles.axes1，b5，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W5，20*log10(abs(H5)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶阻FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶阻blackman窗頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

           case 6

                [n，Wn，beta，~]=kaiserord([fp1fs1 fs2 fp2]，

[1 0 1]，[0.01 0.01 0.01]，100)；%求階數n以及引數beta

                window6=kaiser(n+1，beta)；%使用kaiser窗函式

                b6=fir1(n，Wn，'stop'，window6，'noscale')；

                [H6，W6]=freqz(b6，1，512，100)；

                stem(handles.axes1，b6，'filled')；

                grid on；

                plot(handles.axes2，W6，20*log10(abs(H6)))；%繪頻率響應圖形

                set(handles.text_title1，'String'，'帶阻FIR數字濾波器h(n)波形')；

                set(handles.text_x1，'String'，'n')；

                set(handles.text_y1，'String'，'h(n)')；       

                set(handles.text_title2，'String'，'帶阻kaiser窗的頻率響應圖形')；

                set(handles.text_x2，'String'，'頻率（Hz)')；

                set(handles.text_y2，'String'，'幅值')；

     end

end