第7章 MATLAB圖形界面設(shè)計

1、nMATLAB的的GUI程序設(shè)計可以用兩種方式實現(xiàn)，程序設(shè)計可以用兩種方式實現(xiàn)，一種是借助一種是借助GUI開發(fā)工具開發(fā)工具GUIDE，一種是利用，一種是利用m文件代碼構(gòu)建界面。采用文件代碼構(gòu)建界面。采用GUIDE進(jìn)行設(shè)計的方法進(jìn)行設(shè)計的方法直觀方便，容易上手。直觀方便，容易上手。n本章主要介紹利用本章主要介紹利用GUIDE方法進(jìn)行設(shè)計的步驟。方法進(jìn)行設(shè)計的步驟。第第7章章MATLAB 圖形界面設(shè)計圖形界面設(shè)計7.1 GUI設(shè)計工具設(shè)計工具Guide簡介簡介nMATLAB提供了用戶圖形界面開發(fā)程序提供了用戶圖形界面開發(fā)程序GUIDE，支，支持可視化編輯。持可視化編輯。n它是一種基于事件或者說是事

2、件驅(qū)動的程序（它是一種基于事件或者說是事件驅(qū)動的程序（event driven），類似于方便易用的），類似于方便易用的Visual Basic。7.1.1 GUIDE的啟動的啟動n可以如下不同方式啟動可以如下不同方式啟動GUIDE：n1. 在命令窗口提示符下輸入在命令窗口提示符下輸入guide；n2. 在工具欄選打開；在工具欄選打開；n3. 在在Start菜單中選菜單中選MATLAB ；n4. MATLAB File 菜單中選菜單中選New GUI?？瞻捉缑嬗锌丶哪０褰缑嬗休S對象和菜單的模板界面標(biāo)準(zhǔn)詢問窗口7.1.2 GUI界面的創(chuàng)建n用戶創(chuàng)建創(chuàng)建新的GUI，也可打開打開已有的GUI。創(chuàng)建界

3、面時還可在模板基礎(chǔ)上進(jìn)行，在選擇GUI模板時，啟動界面右側(cè)提供了預(yù)覽。以以“GUI with axes and menu”模板創(chuàng)建的模板創(chuàng)建的GUI初始界面初始界面GUIDE工具欄上的工具按鈕 u對象瀏覽器對象瀏覽器(Object Browser)用于獲得當(dāng)前Matlab圖形用戶界面程序中的全部對象信息，對象的類型，同時顯示控件的名稱和標(biāo)識，在控件上雙擊鼠標(biāo)可以打開該控件的屬性編輯器；u布局編輯器布局編輯器(Layout Edtor)在圖形窗口中創(chuàng)建及布置圖形對象。布局編輯器是可以啟動用戶界面的控制面板，上述工具都必須從布局編輯器中訪問，用用guide命令可以啟動，命令可以啟動，或在啟動平臺窗

4、口中選擇或在啟動平臺窗口中選擇GUIDE來啟動布局編輯器；來啟動布局編輯器；u幾何排列工具幾何排列工具(Alignment Tool)調(diào)整各對象相互之間的幾何關(guān)系和位置；u屬性查看器屬性查看器(Property Inspector)查詢并設(shè)置屬性值;u菜單編輯器菜單編輯器(Menu Editor)創(chuàng)建、設(shè)計、修改下拉式菜單和快捷菜單；uTab順序編輯器順序編輯器（Tab Order Editor）用于設(shè)置當(dāng)用戶按下鍵盤上的Tab鍵時，對象被選中的先后順序。 用戶控件用戶控件對象選擇按鈕，用來選取工作區(qū)的控件。單功能按鍵，按下操作代表一定功能實現(xiàn)。雙位按鍵，代表“開”“關(guān)”兩種狀態(tài)。互斥選擇按鈕

5、，多個選項互斥選擇時使用?；ト葸x擇按鈕，同時選中多個選項時使用。編輯文本框，可以自由輸入字符和字符串靜態(tài)文本框，用于顯示注釋，不可編輯。滑動塊，利用游標(biāo)滑動，可以獲取不同值?？丶^(qū)域框，用于對控件區(qū)域進(jìn)行標(biāo)識。列表框，提供多個互容的可供選擇選項。彈出框，有多個選項，只能選擇其中一項。軸對象，用來顯示圖形。 按鈕按鈕(Push Buttons)：執(zhí)行某種預(yù)定的功能或操作； 開關(guān)按鈕開關(guān)按鈕(Toggle Button)：產(chǎn)生一個動作并指示一個二進(jìn)制狀態(tài)（開或關(guān)），當(dāng)鼠點擊它時按鈕將下陷，并執(zhí)行callback（回調(diào)函數(shù)）中指定的內(nèi)容，再次點擊，按鈕復(fù)原，并再次執(zhí)行callback 中的內(nèi)容； 單

6、選框單選框(Radio Button)：單個的單選框用來在兩種狀態(tài)之間切換，多個單選框組成一個單選框組時，用戶只能在一組狀態(tài)中選擇單一的狀態(tài)，或稱為單選項； 復(fù)選框復(fù)選框(Check Boxes)：單個的復(fù)選框用來在兩種狀態(tài)之間切換，多個復(fù)選框組成一個復(fù)選框組時，可使用戶在一組狀態(tài)中作組合式的選擇，或稱為多選項； 文本編輯器文本編輯器(Editable Texts)：用來使用鍵盤輸入字符串 的值，可以對編輯框中的內(nèi)容進(jìn)行編輯、刪除和替換等操作； 靜態(tài)文本框靜態(tài)文本框(Static Texts):僅用于顯示單行的說明文字; 滾動條滾動條(Slider)： 可輸入指定范圍的數(shù)量值； 邊框邊框(Fr

7、ames)：在圖形窗口圈出一塊區(qū)域； 列表框列表框(List Boxes)：在其中定義一系列可供選擇的字符串； 彈出式菜單彈出式菜單(Popup Menus)： 讓用戶從一列菜單項中選擇一項作為參數(shù)輸入；此外還有坐標(biāo)軸(Axes)， 用于顯示圖形和圖象。修改控件屬性修改控件屬性n每個控件不可能是完全符合界面設(shè)計要求的，需要對其屬性進(jìn)行設(shè)置，以獲得所需界面顯示效果?？梢酝ㄟ^雙擊該控件，或利用下拉菜單View: Property Inspector打開控件屬性對話框。例如右圖是“+”按鈕的屬性列表。n下面對各控件的主要屬性進(jìn)行一下說明。n1) 雙擊設(shè)計工作區(qū)空白部分，打開整個圖形窗屬性框。nMun

8、uBar: none %圖形窗是否使用標(biāo)準(zhǔn)菜單nName: caculator %圖形窗名稱nResize: off %圖形窗不能縮放nTag: mainWnd %圖形窗的句柄handles.mainWndn2) 靜態(tài)文本編輯框的屬性設(shè)置。nFontSize: 15%字體大小nFontUnits: points%字體大小的度量單位nHorizontalAlignment: Center%對齊方式nString: Expression%待顯示的字符nTag: text1%靜態(tài)文本框句柄handles.text1nUnits: points%文本框度量單位 Units或或FontUnits可選擇：

9、可選擇：inches(英寸英寸)，centimeters (厘米厘米)， normalized(按比例縮放按比例縮放)，points(點陣點陣)， pixels (像素像素)， characters(字符字符)。如果選擇。如果選擇normalized，那么當(dāng)，那么當(dāng)resize設(shè)為設(shè)為on時，控件或字體大小隨著整個窗口的縮放而改時，控件或字體大小隨著整個窗口的縮放而改變。變。 水平對齊方式水平對齊方式 Horizontal Alignment可以是可以是left, center, right。 控件句柄控件句柄Tag有默認(rèn)值，建議修改為帶有具體含義的字有默認(rèn)值，建議修改為帶有具體含義的字符串，

10、以增加程序可讀性和方便回調(diào)函數(shù)調(diào)用。符串，以增加程序可讀性和方便回調(diào)函數(shù)調(diào)用。n3) 可編輯文本框的屬性設(shè)置。nString: 0%初始狀態(tài)下顯示數(shù)字0nTag: pExp%可編輯文本框的句柄n其它和靜態(tài)文本框相同n4) 單功能按鈕屬性設(shè)置。以按鈕“1” 為例nString: 1nTag: p1n其它和靜態(tài)文本框相同。n界面激活n保存靜態(tài)界面后，利用工具欄上的運(yùn)行按鈕激活該界面。激活后可以看到兩個同名文件：m和fig。nm文件在M文本編輯器中打開， fig文件顯示為操作界面，但是無法實現(xiàn)任何功能，需要編寫回調(diào)函數(shù)。n精細(xì)調(diào)整n利用對齊工具，排列控件的位置，使控件的大小、位置更加協(xié)調(diào)。n精細(xì)調(diào)整

11、n利用對齊工具，排列控件的位置，使控件的大小、位置更加協(xié)調(diào)。回調(diào)函數(shù)回調(diào)函數(shù)n在M文本編輯器中打開m文件，可以看到自動生成的回調(diào)函數(shù)，該函數(shù)的命名利用對象句柄進(jìn)行區(qū)分，沒有任何執(zhí)行語句。n回調(diào)函數(shù)：Tag_Callback(hObject, eventdata, handles)，通過加入自己的處理語句，可以實現(xiàn)所需功能。n其中hObject是控件的句柄；eventdata是備用參數(shù)，目前沒有定義；handles是用戶數(shù)據(jù)，本身是一個結(jié)構(gòu)數(shù)組，存放了當(dāng)前窗口的所有對象的句柄，包括圖形窗本身、所有控件和菜單的句柄。并且可以增加一些域用來傳遞用戶數(shù)據(jù)。n利用guidata( H, handles

12、)可以更新 H 的用戶數(shù)據(jù)。7.2 GUI程序設(shè)計示例程序設(shè)計示例n本節(jié)通過示例，演示本節(jié)通過示例，演示MATLAB的的GUI程序設(shè)計。程序設(shè)計?！癏ello World”程序的設(shè)計n下面以一個類似于學(xué)習(xí)其它程序設(shè)計的第一個程序“Hello World”為例，講解GUIDE的有關(guān)知識。n程序的目標(biāo)是當(dāng)按下按鈕時，由文本控件顯示“Hello World”。 顯示控件名稱的設(shè)置界面 對界面左側(cè)的控件如果不夠熟悉的話，可以通過FilePreferences選項，選中“Show names in component palette” GUI設(shè)計界面在顯示控制圖標(biāo)的同時，還顯示控件名稱 n1. “Hel

13、lo World”程序界面設(shè)計n2. “Hello World”程序的設(shè)計n3. 程序測試運(yùn)行nGUI設(shè)計中的界面設(shè)計部分比較容易。在窗口上添加一個按鈕控件（Push Button）和一個文本控件（Static Text）?？呻p擊控件調(diào)出屬性編輯器進(jìn)行其屬性設(shè)置。n設(shè)按鈕控件的“String”屬性為“問候”，“Tag”屬性為“helloBt”，見右圖按鈕屬性設(shè)置 n設(shè)置文本控件的“String”屬性為空，表示初始狀態(tài)下不顯示任何信息，“Tag”屬性為“helloStr”，為顯示清楚，設(shè)其“FontSize”屬性為“28”。見右圖文本控件屬性設(shè)置 n“Tag”屬性設(shè)置要唯一，因為“Tag”屬性是

14、唯一標(biāo)識控件的。n至此，我們的界面設(shè)計工作完成。n保存時，會生成2個文件，helloworld.fig，helloworld.m。n此外可通過ToolsMenu Editor進(jìn)行類似于Windows程序的菜單設(shè)計。編輯窗口見左圖，效果見右圖。 菜單設(shè)計的編輯窗口菜單效果圖利用菜單編輯器可創(chuàng)建、設(shè)置、修改下拉式菜單和快捷菜單。選擇 Tools 菜單的 Menu Editor.子菜單，可打開菜單編輯器。菜單編輯器菜單編輯器(Menu Editor)菜單可通過編程實現(xiàn)，從GUI設(shè)計窗口的工具欄上選擇Menu Editor命令按鈕，打開菜單編輯程序。 菜單編輯器包括菜單的設(shè)計和編輯，菜單編輯器有八個快

15、捷鍵，可以利用它們?nèi)我馓砑踊騽h除菜單，可以設(shè)置菜單項的屬性，包括名稱(Label)、標(biāo)識(Tag)、選擇是否顯示分隔線(Separator above this item)、是否在菜單前加上選中標(biāo)記(Item is checked)、調(diào)用函數(shù)(Callback)。 菜單編輯器左上角的第一個按鈕用于創(chuàng)建一級菜單項。第二個按鈕用于創(chuàng)建一級菜單的子菜單。菜單編輯器左下角有兩個按鈕，選擇第一個按鈕可創(chuàng)建下拉式菜單。選擇第二個按鈕可創(chuàng)建Context Menu菜單。選擇它后，菜單編輯器左上角的第三個按鈕就會變成可用，單擊它就可以創(chuàng)建Context Menu主菜單。在選中已經(jīng)創(chuàng)建的Context Menu

16、主菜單后，可以單擊第二個按鈕創(chuàng)建選中的Context Menu主菜單的子菜單。與下拉式菜單一樣，選中創(chuàng)建的某個Context Menu菜單，菜單編輯器的右邊就會顯示該菜單的有關(guān)屬性，可以設(shè)置、修改菜單屬性。 菜單編輯器左上角的第四個與第五個按鈕用于對選中的菜單進(jìn)行左移與右移，第六與第七個按鈕用于對選中的菜單進(jìn)行上移與下移，最右邊的按鈕用于刪除選中的菜單。n按照要求，我們可以給按鈕添加動作，即給它編寫一個回調(diào)函數(shù)（Callback）。n右鍵單擊按鈕，選擇View CallbacksCallback自動打開helloworld.m文件并指向該回調(diào)函數(shù)。n根據(jù)需要為其添加語句。程序?qū)⒕浔痟andl

17、es的helloStr（即文本控件）“String”屬性設(shè)置為“Hello World”，即完成了設(shè)計要求。n下面這段程序的意思是當(dāng)點擊按鈕時，即由程序設(shè)置文本控件的“String”屬性值為“Hello World”。function helloBt_Callback(hObject, eventdata, handles)set(handles.helloStr,String,Hello World !);n注意回調(diào)函數(shù)的概念，它指的是在對象的某一個事件發(fā)生時，MATLAB內(nèi)部機(jī)制允許自動調(diào)用的函數(shù)。n其幾個參數(shù)的意思分別為 hObject表示當(dāng)前窗口的句柄； eventdata表示事件代碼

18、，為保留 handles是該窗口中的所有句柄的集合。n回調(diào)函數(shù)有的是針對窗口而言的，有的是對具體控件而言的，學(xué)會回調(diào)函數(shù)的編寫有助于高效編寫MATLAB GUI程序 n在程序編輯窗口運(yùn)行測試，或在命令窗口鍵入程序名稱“helloworld”，即可運(yùn)行。如下圖：n注意： 當(dāng)不小心將helloworld.fig關(guān)掉后，再次編輯需要重新打開。其方法可以通過FileNewGUIOpen Existing GUI來打開。 如按照一般理解選擇FileOpen項的話，只能打開其運(yùn)行窗口而不可編輯。例例10 使用Push Button按鈕與靜態(tài)文本框設(shè)計GUI，在窗口中顯示單擊按鈕次數(shù)。(1) 在界面上安裝一

19、個命令按鈕和一個靜態(tài)文本框(2) 使用對象的屬性窗口設(shè)置控件的屬性(3) 打開該GUI的 m 文件，文件中已經(jīng)自動生成代碼。找到函數(shù)function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)在這個函數(shù)名稱下面寫入如下程序段：persistent cif isempty(c) c=0endc=c+1;str=sprintf(Total Clicks: %d,c);set(handles.text1,String,str);保存程序后，單擊Click按鈕，則在什么的文本框中顯示單擊次數(shù)。例例11 制作一個簡易的加減法計算器。(1) 在界面上

20、安裝兩個編輯文本框、一個靜態(tài)文本框與兩個命令按鈕(2) 使用對象的屬性窗口設(shè)置控件的屬性(3) 打開該GUI的 m 文件ex11.m，在函數(shù)pushbutton1_Callback 與 pushbutton2_Callback中加入代碼，如下所示：function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)s1=str2double(get(handles.edit1,String)s2=str2double(get(handles.edit2,String)set(handles.text1,String,s1+s2);function

21、 pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)s1=str2double(get(handles.edit1,String)s2=str2double(get(handles.edit2,String)set(handles.text1,String,s1-s2);例例12 使用3個單選鈕控制靜態(tài)文本框的背景顏色。function radiobutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)set(handles.text1,BackGroundColor,r)function radiobutton

22、2_Callback(hObject, eventdata, handles)set(handles.text1,BackGroundColor,g)function radiobutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)set(handles.text1,BackGroundColor,b)function slider1_Callback(hObject, eventdata, handles)v=get(handles.slider1,Value);str=sprintf(%.2f,v);set(handles.text1,String,st

23、r);例例13 使用滾動條。例例14 制作一個根據(jù)密度與體積計算質(zhì)量的簡易計算器。(1) 在界面上布置控件對象。(2) 使用對象的屬性窗口設(shè)置控件的屬性。例例15 使用程序把基本控件安裝在圖形窗口上。h1=uicontrol(style,edit,TooltipString,Edit Text)h2=uicontrol(style,checkbox,Position,90,20,30,20,TooltipString,Checkbox)h3=uicontrol(style,listbox,Position,150,20,40,20,TooltipString,Listbox)h4=uicont

24、rol(style,pushbutton,Position,210,20,30,20,TooltipString,Pushbutton)h5=uicontrol(style,radiobutton,Position,260,20,30,20,TooltipString,Radiobutton)h6=uicontrol(style,slider,Position,310,20,30,20,TooltipString,Slider)h7=uicontrol(style,text,Position,370,20,30,20,TooltipString,Static Text)h8=uicontrol

25、(style,toggle,Position,430,20,30,20,TooltipString,Togglebutton) 上面程序雖然實現(xiàn)了控件的安裝，但是，還不能完成具體的功能。如果要完成特定的功能，需要加入其他語句。例例16 在圖形窗口底部安裝一個命令按鈕、一個可編輯文本框、一個靜態(tài)文本框。針對命令按鈕（pushbutton）編寫程序，使程序運(yùn)行后，點擊該命令按鈕，便隨機(jī)繪制出一些折線；同時可編輯文本框背景色變?yōu)樗{(lán)色，靜態(tài)文本框背景色變?yōu)榧t色。 h1=uicontrol(style,pushbutton,Position,280,0,50,20) set(h1,String,PUSH

26、,Callback,fun) 主程序只創(chuàng)建安裝了一個Pushbutton按鈕，然后，在set語句中使用Callback屬性調(diào)用函數(shù)fun。 主程序設(shè)計如下：function fun plot(rand(3,5) h2=uicontrol(style,edit,TooltipString,Edit Text,Position,80,0,30,20) h3=uicontrol(style,text,Position,440,0,30,20,TooltipString,Static Text) set(h2,BackGroundColor,0 0 1) set(h3,BackGroundColor,

27、1 0 0) 函數(shù)fun代碼如下：在函數(shù)fun中除了繪圖之外，還制作了一個Edit Text、一個Static Text，并且把這兩個控件的背景色設(shè)置為藍(lán)色0 0 1與紅色1 0 0。例例17 制作依附于某對象的彈出式菜單。m=uicontextmenu;subplot(1,3,1)h1=line(1,2,2,2,LineWidth,8,UIContextMenu,m)c1=subplot(1,3,2);line(1 2,1 3);c2=subplot(1,3,3);plot(rand(2);uimenu(m,Label,line,Callback,c1);uimenu(m,Label,plo

28、t,Callback,c2);編寫程序如下：程序運(yùn)行后，先繪制出右圖第一個圖所示圖形，在藍(lán)色寬條上單擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)菜單，菜單上有兩個選項line與plot，選擇line繪制出右圖第二個圖所示線段；選擇plot繪制出右圖第三個圖所示兩條（隨機(jī)）線段。 布置控件布置控件：一個坐標(biāo)系、一個文本框、一個復(fù)選框，一個按鈕； 定義文本框的屬性：定義文本框的屬性：String-簡單設(shè)計示例，F(xiàn)ontName-隸書，F(xiàn)ontSize22； 定義坐標(biāo)系定義坐標(biāo)系: Visibleoff； 定義按鈕屬性定義按鈕屬性: String開始繪圖，F(xiàn)ontName, ForegroundColor, FontSize,

29、 BackgroundColor,Callback-surf(peaks(30)； 定義復(fù)選框定義復(fù)選框: String3D旋轉(zhuǎn),Callbackrotate3d。例例18 用于繪圖和圖形旋轉(zhuǎn)的GUI。布局編輯器中編輯完成的圖形用戶界面 運(yùn)行所創(chuàng)建的圖 形用戶界面程序 點擊按鈕的結(jié)果 選擇三維旋轉(zhuǎn)功能后對圖形進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)操作 例例19 設(shè)計一個簡單信號分析儀的程序，要求根據(jù)輸入的兩個頻率和時間間隔，計算函數(shù) x=sin(2f1t)+sin(2f2t) 的值，并對函數(shù)進(jìn)行快速傅立葉變換，最后分別繪制時域和頻域的曲線。（一）設(shè)計圖形界面（一）設(shè)計圖形界面設(shè)計步驟：u在布局編輯器中布置控件：本例中使用

30、了2個坐標(biāo)系、3個文本編輯框、1個按鈕和3個靜態(tài)文本框；u使用幾何位置排列工具對控件的位置進(jìn)行調(diào)整：u設(shè)計控件的屬性：為顯示美觀，首先將文本編輯框和靜態(tài)文本框的字號分別設(shè)置為20和16，將3個靜態(tài)文本框的標(biāo)題分別改為“頻率1”、“頻率2”和“時間”，將按鈕的標(biāo)題改為“繪圖”。u設(shè)置其他繪圖屬性。如設(shè)置主窗口的標(biāo)題為“信號分析儀”。上述步驟基本完成了圖形界面的設(shè)計，如下圖所示：上述圖形界面設(shè)計運(yùn)行后顯示的圖形如下：其設(shè)置如右圖所示（二）設(shè)置控件的標(biāo)識（二）設(shè)置控件的標(biāo)識 控件的標(biāo)識(Tag)用于對各控件的識別。每個控件在創(chuàng)建時都會由開發(fā)環(huán)境自動產(chǎn)生一個標(biāo)識，在程序設(shè)計中，為了編輯、記憶和維護(hù)的方

31、便，一般為控件設(shè)置一個新的標(biāo)識。（三）編寫代碼（三）編寫代碼 GUI圖形界面的功能，還是要通過一定的設(shè)計思路和計算方法，由特定的程序來實現(xiàn)。為了實現(xiàn)程序的功能，還需要在運(yùn)行程序前編寫一些代碼，完成程序中變量的賦值、輸入輸出、計算及繪圖等工作。 本例設(shè)置第一個坐標(biāo)軸的標(biāo)識為：frequency_axes, 用于顯示頻域圖形; 第二個坐標(biāo)軸的標(biāo)識為：time_axes, 用于顯示時域圖形。三個文本編輯框的標(biāo)識為f1_input, f2_input, t_input,分別用于輸入兩個頻率和自變量時間的間隔。由于不需要返回3個靜態(tài)文本框和按鈕的值，這些控件的標(biāo)識可以使用缺省值。（1） 從從GUI獲得用

32、戶輸入的數(shù)據(jù)。獲得用戶輸入的數(shù)據(jù)。本例中輸入的3個數(shù)據(jù)分別為頻率1、頻率2和時間間隔。f1=str2double(get(handles.f1_input,String);f2=str2double(get(handles.f2_input,String);t=eval(get(handles.t_input,String);1. 設(shè)置對象的初始值設(shè)置對象的初始值分別設(shè)置三個文本編輯框的初始值為：f1_input=20f2_input=50t_input=0:0.001:0.52. 編寫代碼編寫代碼為按鈕的調(diào)用函數(shù)編寫代碼，這段代碼放在按鈕的調(diào)用函數(shù)pushbutton1_Callback()

33、中，代碼包括以下部分：（2）計算數(shù)據(jù)。）計算數(shù)據(jù)。計算函數(shù)值，按指定點進(jìn)行快速傅立葉變換，并計算頻域的幅值和頻域分辨率。x=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);y=fft(x,512);m=y.*conj(y)/512;f=1000*(0:256)/512;（3）在第一個坐標(biāo)軸中繪制頻域曲線。）在第一個坐標(biāo)軸中繪制頻域曲線。axes(handles.frequency_axes)plot(f,m(1:257)set(handles.frequency_axes,XminorTick,on)grid on（4）在第二個坐標(biāo)軸中繪制時域曲線。）在第二個坐標(biāo)軸中繪制時域曲線。

34、axes(handles.time_axes) %選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸plot(t,x)set(handles.time_axes,XminorTick,on)grid on3. 運(yùn)行程序運(yùn)行程序n本節(jié)GUI 實現(xiàn)三維圖形的繪制。預(yù)創(chuàng)建界面中應(yīng)包含一個繪圖區(qū)域；一個面板，其中包含三個繪圖按鈕，分別實現(xiàn)表面圖、網(wǎng)格圖和等值線的繪制；一個彈出菜單，用以選擇數(shù)據(jù)類型，并且用靜態(tài)文本進(jìn)行說明。其草圖如圖所示。n點擊工具欄中的 GUIDE 圖標(biāo)，啟動 GUIDE，系統(tǒng)打開界面如圖所示。n選擇新建 GUI 標(biāo)簽，并選擇新建空的 GUI，選中下面的保存選項，輸入文件名，得到結(jié)果如圖所示。n該窗口中包括菜單欄、控

35、制工具欄、GUI 控件面板、GUI 編輯區(qū)域等，在 GUI 編輯區(qū)域右下腳，可以通過鼠標(biāo)拖曳的方式改變 GUI 界面的大小。向界面中添加控件 n首先向界面中添加按鈕。用鼠標(biāo)點擊 Push Button，并拖曳至 GUI 編輯區(qū)，如圖。n在該按鈕上點擊右鍵，選擇 Duplicate，將該按鈕復(fù)制兩次，并移動到合適的位置，得到結(jié)果如圖。n然后將這三個按鈕添加到面板中。在編輯區(qū)的右側(cè)添加面板，并將三個按鈕移動到面板中，得到結(jié)果如圖。n下面繼續(xù)向其中添加靜態(tài)文本、彈出菜單和繪圖區(qū)，得到結(jié)果如圖 。n點擊工具欄中 Property Inspector，打開屬性編輯器。設(shè)置各個控件的屬性，如設(shè)置按鈕的屬性

36、，設(shè)置第一個按鈕的顯示文字為 Surf，標(biāo)簽名為 surf_pushbutton, 如圖。n設(shè)置其他控件的屬性，得到的結(jié)果如圖。n點擊工具欄中的綠色箭頭，運(yùn)行該 GUI，結(jié)果如圖。編寫響應(yīng)函數(shù)n創(chuàng)建 GUI 時系統(tǒng)已經(jīng)為其自動生成 M 文件，該文件中包含 GUI 中控件對應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)及系統(tǒng)函數(shù)等。n首先編寫數(shù)據(jù)生成函數(shù)。n在 GUI 向?qū)е悬c擊 M-file Editor，打開 M 文件編輯器。編輯器中為該 GUI 對應(yīng)的 M 文件。點擊函數(shù)查看工具顯示其中的函數(shù)，選擇 GUIPlot_OpeningFcn 函數(shù)，如圖。n該函數(shù)中已有部分內(nèi)容，現(xiàn)在其中添加數(shù)據(jù)生成函數(shù)。添加后該函數(shù)的內(nèi)容為：%

37、 - Executes just before GUIPlot is made visible.function GUIPlot_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)% This function has no output args, see OutputFcn.% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user da

38、ta (see GUIDATA)% varargin command line arguments to GUIPlot (see VARARGIN)% Create the data to plot.handles.peaks=peaks(35);handles.membrane=membrane;x,y = meshgrid(-8:.5:8);r = sqrt(x.2+y.2) + eps;sinc = sin(r)./r;handles.sinc = sinc;% Set the current data value.handles.current_data = handles.peak

39、s;contour(handles.current_data)% Choose default command line output for GUIPlothandles.output = hObject;% Update handles structureguidata(hObject, handles);% UIWAIT makes GUIPlot wait for user response (see UIRESUME)% uiwait(handles.figure1);n該函數(shù)首先生成三組數(shù)據(jù)，并設(shè)置初始數(shù)據(jù)為 peaks 數(shù)據(jù)，且初始圖形為等值線。修改該函數(shù)后再次運(yùn)行 GUI，得到

40、結(jié)果如圖 。n繼續(xù)修改按鈕及彈出菜單的響應(yīng)函數(shù)。用戶可以通過 M文件編輯器中的函數(shù)查看工具查找相應(yīng)函數(shù)，或在GUI編輯器中右鍵點擊相應(yīng)控件，選擇View Callbacks中的Callback，系統(tǒng)自動打開M文件編輯器，并且光標(biāo)位于相應(yīng)的函數(shù)處，如圖。n彈出菜單的響應(yīng)函數(shù)：% - Executes on selection change in data_pop_up.function data_pop_up_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to data_pop_up (see GCBO)% eventdata res

41、erved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% Determine the selected data set.str = get(hObject, String);val = get(hObject,Value);% Set current data to the selected data set.switch strval;case Peaks % User selects peaks handles.curre

42、nt_data = handles.peaks;case Membrane % User selects membrane handles.current_data = handles.membrane;case Sinc % User selects sinc handles.current_data = handles.sinc;end% Save the handles structure.guidata(hObject,handles)% Hints: contents = get(hObject,String) returns data_pop_up contents as cell

43、 array% contentsget(hObject,Value) returns selected item from data_pop_upn該函數(shù)首先取得彈出菜單的 String 屬性和 Value 屬性，后通過分支語句選擇數(shù)據(jù)。n三個按鈕的響應(yīng)函數(shù)分別為：% - Executes on button press in surfpushbutton.function surfpushbutton_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to surfpushbutton (see GCBO)% eventdata re

44、served - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% Display surf plot of the currently selected data.surf(handles.current_data);% - Executes on button press in meshpushbutton.function meshpushbutton_Callback(hObject, eventdata, handles)%

45、hObject handle to meshpushbutton (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% Display mesh plot of the currently selected data.mesh(handles.current_data);% - Executes on button press in contourpushbutton.fun

46、ction contourpushbutton_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to contourpushbutton (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% Display contour plot of the currently selected data.contour(han

47、dles.current_data);n再次運(yùn)行該 GUI，得到最后的結(jié)果。控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序n1.程序功能描述n2.程序界面設(shè)計n3.程序代碼設(shè)計n4.程序測試運(yùn)行n1.程序功能描述n進(jìn)行控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示，包括了典型環(huán)節(jié)運(yùn)行效果的演示與代碼的展示。也可以在代碼區(qū)輸入繪制曲線語句并通過點擊定制曲線按鈕繪制曲線。n2.程序界面設(shè)計程序界面設(shè)計 根據(jù)程序功能要求，添加不同控件，并設(shè)置控件各自的屬性。n(1) Axes控件控件作用為顯示圖形，典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線及定制曲線都在此處進(jìn)行顯示。“Tag”屬性設(shè)為myAxes。n(2) Panel控件控件用來盛放其它控件，這里盛放的是代碼區(qū)

48、?！癟ag”屬性設(shè)為uipanel。“Title”屬性設(shè)為空。n(3) Edit Text控件控件用于輸入和顯示文本。此處作為代碼區(qū)，主要作用為展示典型環(huán)節(jié)的代碼、輸入用戶定制的曲線代碼。 “Tag”屬性設(shè)為： strCode。 “String”屬性設(shè)為： Please input command for example: x=0:0.1:4*pi; y=sin(x); 這為用戶定制曲線提供了一個例程。n(4) Static Text控件控件作為標(biāo)識，提示位于其下方的ListBox控件選項是進(jìn)行典型環(huán)節(jié)演示?！癟ag”屬性設(shè)為txtDemo，“String”屬性設(shè)為典型環(huán)節(jié)演示。n(5) Li

49、stBox控件控件類似于一組復(fù)選框，用戶可從中選擇不同選項。 “Tag”屬性設(shè)為： lstBox “String”屬性設(shè)為： 比例環(huán)節(jié) 慣性環(huán)節(jié) 比例微分環(huán)節(jié) 比例積分環(huán)節(jié)表示此列表共有4項內(nèi)容即4個典型環(huán)節(jié)可選。n(6) Push Button控件控件表現(xiàn)為一個按鈕。本例中使用了兩個此控件。一個用于定制曲線的繪制定制曲線的繪制。 用戶在代碼區(qū)輸入繪制曲線語句后，點擊此按鈕進(jìn)行曲線繪制。“Tag”屬性設(shè)為btnDraw，“String”屬性設(shè)為定制曲線，“TooltipString”屬性設(shè)為在代碼區(qū)中輸入曲線參數(shù)，繪制任意曲線。這樣當(dāng)用戶將光標(biāo)置于按鈕上時，會有相應(yīng)提示信息。一個用于關(guān)閉運(yùn)行窗

50、口關(guān)閉運(yùn)行窗口?！癟ag”屬性設(shè)為btnClose，“String” 屬性設(shè)為關(guān)閉，“TooltipString”屬性設(shè)為關(guān)閉窗口。設(shè)定完成的界面草圖如圖n至此，本例所需的控件已設(shè)置完畢。在最初按照草圖添加部署了所有的控件后，往往不會排列得很整齊。此時可根據(jù)需要進(jìn)行控件的排列。n要將位于窗口右側(cè)的4個控件豎排整齊，則可在窗口選ToolAlign Objects彈出的窗口中進(jìn)行選擇。n3.程序代碼設(shè)計n根據(jù)要求，在選擇典型環(huán)節(jié)時需要設(shè)置回調(diào)函數(shù)。此外，對兩個按鈕控件也要設(shè)置回調(diào)函數(shù)。n回調(diào)函數(shù)的生成在前一個例子已講過，這里不重復(fù)。這里只給出相應(yīng)的代碼段供參考。 (1) 定制曲線按鈕的回調(diào)函數(shù)function btnDraw_Callback(hObject, ev