我的Python腳本——生成任意波形并存為txt

一. 腳本功能

根據采樣點數，采樣周期數等參數以及波形的數學表達式，生成任意波形

將波形數據轉為指定位寬的二進制補碼，然后存為txt

繪制原始波形和轉換為二進制補碼后的波形，驗證轉換是否正確

二. 使用效果

三. 代碼分享

''' Author : Xu Dakang Email : XudaKang_up@qq.com Date : 2021-11-19 19:12:31 LastEditors : Xu Dakang LastEditTime : 2021-11-22 15:15:08 Filename : Description : '''''' 模塊功能： 1.根據采樣點數，采樣周期數等參數以及波形的數學表達式，生成任意波形 2.將波形數據轉為指定位寬的二進制補碼，然后存為txt 3.繪制原始波形和轉換為二進制補碼后的波形，驗證轉換是否正確 '''import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from matplotlib.pylab import mplmpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] #顯示中文 mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False #顯示負號 import mplcursors import timenow_time = time.strftime("%Y%m%d-%H%M%S", time.localtime(time.time()))# 我的自編模塊 import myBin2dec2hex#! 需要變更的參數 file_name = 'waveform-' + now_timeN = 250 # 一個周期的采樣點數，采樣頻率Fs = 信號頻率f * 采樣點數N TNUM = 10 # 采樣周期數 BIT_WIDTH = 24 # 二進制補碼位數 f = 0.5 # 正弦信號的頻率，可任意取值t0 = np.linspace(0, 1 / f, N) # np.linspace(開始, 結束, 個數)，注意開始點會被包含，結束點可能被包含(如果能整除的話) pi = np.pi#! 更改y0的表達式以獲得任意波形 # 正弦函數公式 y = sin(wt) = sin(2πft) y0 = np.sin(2 * pi * f * t0) + np.sin(2 * pi * f * 2 * t0) # y0 = np.sin(2 * pi * f * t0)#! 原始波形周期延拓，并繪制出延拓后的波形 x0_tnum = [] y0_tnum = [] y0_bit_tnum = [] for i in range(TNUM):for j in t0:x0_tnum.append(j + i * 1 / f)for k in y0:y0_tnum.append(k) plt.figure(1) plt.subplot(2, 1, 1) plt.plot(x0_tnum, y0_tnum) plt.grid() plt.title('原始波形，最小頻率 = ' + str(f) + '對應周期為' + str(1/f)+ '，周期數 = ' + str(TNUM) + '，采樣頻率 = ' + str(f * N)) mplcursors.cursor() # 使得可以在圖像上取點#! 原始波形小數乘以二進制放大倍數再取整 y0_bit = np.int0((2**(BIT_WIDTH - 1) - 1) * y0 / max(abs(y0))) y0_bit_tnum = [] for i in range(TNUM):for j in y0_bit:y0_bit_tnum.append(j)#! 將10進制轉2進制補碼，再存入txt文件中 fotxt = '' fo = open(file_name + '.txt', 'w', encoding='utf8') for dec_num in y0_bit_tnum: # 不包括最后一個數fotxt += myBin2dec2hex.signed_dec2bin(dec_num, BIT_WIDTH)[2:] + '\n' fo.write(fotxt[:-1]) print('生成' + file_name + '.txt文件成功！') fo.close()#! 讀取寫入的txt文件，轉為10進制并畫出波形，以驗證寫入是否正確 fi = open(file_name + '.txt', 'r', encoding='utf8')y_out = [] for line in fi.readlines():y_out.append(myBin2dec2hex.signed_bin2dec(line)) fi.close()x_out = list(range(len(x0_tnum)))plt.figure(1) plt.subplot(2, 1, 2) plt.plot(x_out, y_out) plt.grid() plt.title('先轉二進制補碼再轉10進制后波形, 相當于十進制值乘以2^' + str(BIT_WIDTH - 1) + ' - 1即'+ str('{:e}'.format(2**(BIT_WIDTH - 1) - 1))) mplcursors.cursor() plt.show()

四. 說明

代碼中使用了自編模塊myBin2dec2hex，請參考我的另一篇博客：

Python進制轉換的完全實現——2/10/16進制原/補碼互轉_徐大康的博客-CSDN博客

其余import的都是第三方庫，可通過pip install 庫名來安裝。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的我的Python脚本——生成任意波形并存为txt的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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