第Python生成任意波形并存為txt的實現(xiàn)目錄一.腳本功能二.使用效果三.代碼分享

一.腳本功能

根據(jù)采樣點數(shù)，采樣周期數(shù)等參數(shù)以及波形的數(shù)學表達式，生成任意波形

將波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為指定位寬的二進制補碼，然后存為txt

繪制原始波形和轉(zhuǎn)換為二進制補碼后的波形，驗證轉(zhuǎn)換是否正確

二.使用效果

三.代碼分享

Author:XuDakang

Email:XudaKang_up@

Date:2025-11-1919:12:31

LastEditors:XuDakang

LastEditTime:2025-11-2121:36:19

Filename:

Description:

模塊功能：

1.根據(jù)采樣點數(shù)，采樣周期數(shù)等參數(shù)以及波形的數(shù)學表達式，生成任意波形

2.將波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為二進制補碼后的波形，驗證轉(zhuǎn)換是否正確

importnumpyasnp

importmatplotlib.pyplotasplt

frommatplotlib.pylabimportmpl

mpl.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']#顯示中文

mpl.rcParams['axes.unicode_minus']=False#顯示負號

importmplcursors

importtime

now_time=time.strftime("%Y%m%d-%H%M%S",time.localtime(time.time()))

#我的自編模塊

importmyBin2dec2hex

#!需要變更的參數(shù)

file_name='waveform-'+now_time

N=250#一個周期的采樣點數(shù)，采樣頻率Fs=信號頻率f*采樣點數(shù)N

TNUM=10#采樣周期數(shù)

BIT_WIDTH=24#二進制補碼位數(shù)

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(jié)束,個數(shù))，注意開始點會被包含，結(jié)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(shù)公式y(tǒng)=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=[]

foriinrange(TNUM):

forjint0:

x0_tnum.append(j+i*1/f)

forkiny0:

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(yīng)周期為'+str(1/f)

+'，周期數(shù)='+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(shù)乘以二進制放大倍數(shù)再取整

y0_bit=0((2**(BIT_WIDTH-1)-1)*y0/max(abs(y0)))

y0_bit_tnum=[]

foriinrange(TNUM):

forjiny0_bit:

y0_bit_tnum.append(j)

#!將10進制轉(zhuǎn)2進制補碼，再存入txt文件中

fotxt=''

fo=open(file_name+'.txt','w',encoding='utf8')

fordec_numiny0_bit_tnum:#不包括最后一個數(shù)

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(zhuǎn)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=[]

forlineinfi.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(zhuǎn)二進制補碼再轉(zhuǎn)10進制后波形,相當于