Python生成任意波形并存为txt的实现 Python生成任意波形并存为txt的

一. 脚本功能
二. 使用效果
三. 代码分享

一. 脚本功能

根据采样点数，采样周期数等参数以及波形的数学表达式，生成任意波形
将波形数据转为指定位宽的二进制补码，然后存为txt
绘制原始波形和转换为二进制补码后的波形，验证转换是否正确

【Python生成任意波形并存为txt的实现】
二. 使用效果

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三. 代码分享

'''Author: Xu DakangEmail: XudaKang_up@qq.comDate: 2021-11-19 19:12:31LastEditors: Xu DakangLastEditTime : 2021-11-21 21:36:19Filename:Description:''''''模块功能：1.根据采样点数，采样周期数等参数以及波形的数学表达式，生成任意波形2.将波形数据转为指定位宽的二进制补码，然后存为txt3.绘制原始波形和转换为二进制补码后的波形，验证转换是否正确'''import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom matplotlib.pylab import mplmpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']#显示中文mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False#显示负号import mplcursorsimport timenow_time = time.strftime("%Y%m%d-%H%M%S", time.localtime(time.time()))# 我的自编模块import myBin2dec2hex#! 需要变更的参数file_name = 'waveform-' + now_timeN = 250# 一个周期的采样点数，采样频率Fs = 信号频率f * 采样点数NTNUM = 10# 采样周期数BIT_WIDTH = 24# 二进制补码位数f = 0.5# 正弦信号的频率，可任意取值t0 = np.linspace(0, 1 / f, N)# np.linspace(开始, 结束, 个数)，注意开始点会被包含，结束点可能被包含(如果能整除的话)pi = np.pi#! 更改y0的表达式以获得任意波形# 正弦函数公式 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，并绘制出延拓后的波形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，最小频率 = ' + str(f) + '对应周期为' + str(1/f)+ '，周期数 = ' + str(TNUM) + '，采样频率 = ' + str(f * N))mplcursors.cursor() # 使得可以在图像上取点#! 原始波形小数乘以二进制放大倍数再取整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)#! 将10进制转2进制补码，再存入txt文件中fotxt = ''fo = open(file_name + '.txt', 'w', encoding='utf8')for dec_num in y0_bit_tnum:# 不包括最后一个数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()#! 读取写入的txt文件，转为10进制并画出波形，以验证写入是否正确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('先转二进制补码再转10进制后波形, 相当于十进制值乘以2^' + str(BIT_WIDTH - 1) + ' - 1即'+ str('{:e}'.format(2**(BIT_WIDTH - 1) - 1)))mplcursors.cursor()plt.show()

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