MATLAB-GUI程序設計初步

MATLAB仿真實踐MATLABGUI程序設計初步

引言MATLAB的GUI程序設計可以用兩種方式實現(xiàn)，一種是借助GUI開發(fā)工具GUIDE，一種是利用m文件代碼構建界面。采用GUIDE進行設計的方法所見即所得，直觀方便，很容易上手。本章主要介紹利用GUIDE方法進行設計的步驟。有興趣的用戶可以進一步了解學習全部利用m文件代碼構建界面及執(zhí)行程序的方法。本章主要內容6.1GUI設計工具Guide簡介6.1.1GUIDE的啟動6.1.2GUI界面的創(chuàng)立6.2GUI程序設計例如6.2.1“HelloWorld”程序的設計6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序6.1GUI設計工具Guide簡介MATLAB提供了用戶圖形界面開發(fā)程序GUIDE，支持可視化編輯。它是一種基于事件或者說是事件驅動的程序〔eventdriven〕，類似于方便易用的VisualBasic。6.1.1GUIDE的啟動可以如下不同方式啟動GUIDE：1.在命令窗口提示符下輸入guide；2.在工具欄選翻開；3.在Start菜單中選MATLAB>GUIDE(GUIBuilder)；4.MATLABFile菜單中選New>GUI。6.1.1GUIDE的啟動以上面任一種方式翻開GUIDE后，即以下圖的啟動界面。GUIDE啟動界面6.1.2GUI界面的創(chuàng)立

用戶創(chuàng)立新的GUI，也可翻開已有的GUI。創(chuàng)立界面時還可在模板根底上進行，在選擇GUI模板時，啟動界面右側提供了預覽。以“GUIwithaxesandmenu”模板創(chuàng)立的GUI初始界面。6.2GUI程序設計例如概述本節(jié)通過2個例如，演示MATLAB的GUI程序設計。一個是“HelloWorld”程序，作為初步了解。一個用來演示控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)典型環(huán)節(jié)的響應曲線，具有一定實用性。6.2.1“HelloWorld”程序的設計下面以一個類似于學習其它程序設計的第一個程序“HelloWorld”為例，講解GUIDE的有關知識。程序的目標是當按下按鈕時，由文本控件顯示“HelloWorld”。顯示控件名稱的設置界面對界面左側的控件如果不夠熟悉的話，可以通過File>Preferences選項，選中“Shownamesincomponentpalette”

GUI設計界面在顯示控制圖標的同時，還顯示控件名稱GUI設計界面6.2.1“HelloWorld”程序的設計1.“HelloWorld”程序界面設計2.“HelloWorld”程序的設計3.程序測試運行6.2.1“HelloWorld”程序的設計

——1.“HelloWorld”程序界面設計GUI設計中的界面設計局部比較容易。在窗口上添加一個按鈕控件〔PushButton〕和一個文本控件〔StaticText〕。可以雙擊控件調出屬性編輯器進行其屬性的設置。本例中，設按鈕控件的“String”屬性為“問候”，“Tag”屬性為“helloBt”，見右圖按鈕屬性設置設置文本控件的“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，設其“FontSize”屬性為“28”。見右圖文本控件屬性設置6.2.1“HelloWorld”程序的設計

——1.“HelloWorld”程序界面設計需要注意的是，“Tag”屬性設置要唯一，因為“Tag”屬性是唯一標識控件的。至此，我們的界面設計工作完成。在保存時，會生成2個文件，一個是helloworld.fig，一個是helloworld.m。6.2.1“HelloWorld”程序的設計

——1.“HelloWorld”程序界面設計此外可通過Tools>MenuEditor進行類似于Windows程序的菜單設計。編輯窗口見左圖，效果見右圖。菜單設計的編輯窗口菜單效果圖6.2.1“HelloWorld”程序的設計

——2.“HelloWorld”程序的設計按照要求，我們可以給按鈕添加動作，即給它編寫一個回調函數(shù)〔Callback〕。右鍵單擊按鈕，選擇ViewCallbacks>Callback自動翻開helloworld.m文件并指向該回調函數(shù)。根據需要為其添加語句。程序將句柄集handles的helloStr〔即文本控件〕“String”屬性設置為“HelloWorld”，即完成了設計要求。6.2.1“HelloWorld”程序的設計

——2.“HelloWorld”程序的設計下面這段程序的意思是當點擊按鈕時，即由程序設置文本控件的“String”屬性值為“HelloWorld”。functionhelloBt_Callback(hObject,eventdata,handles)set(handles.helloStr,'String','HelloWorld!');6.2.1“HelloWorld”程序的設計

——2.“HelloWorld”程序的設計注意回調函數(shù)的概念，它指的是在對象的某一個事件發(fā)生時，MATLAB內部機制允許自動調用的函數(shù)。其幾個參數(shù)的意思分別為hObject表示當前窗口的句柄；eventdata表示事件代碼，為保存handles是該窗口中的所有句柄的集合?；卣{函數(shù)有的是針對窗口而言的，有的是對具體控件而言的，學會回調函數(shù)的編寫有助于高效編寫MATLABGUI程序6.2.1“HelloWorld”程序的設計

——3.程序測試運行在程序編輯窗口運行測試，或在命令窗口鍵入程序名稱“helloworld”，即可運行。如以下圖：helloworld程序運行界面6.2.1“HelloWorld”程序的設計

——3.程序測試運行注意：當不小心將helloworld.fig關掉后，再次編輯需要重新翻開。其方法可以通過File>New>GUI>OpenExistingGUI來翻開。如按照一般理解選擇File>Open項的話，只能翻開其運行窗口而不可編輯。6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序1.程序功能描述2.程序界面設計3.程序代碼設計4.程序測試運行6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序1.程序功能描述進行控制系統(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。6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序2.程序界面設計根據程序功能要求，添加不同控件，并設置控件各自的屬性。(1)Axes控件作用為顯示圖形，典型環(huán)節(jié)的階躍響應曲線及定制曲線都在此處進行顯示?！癟ag”屬性設為myAxes。(2)Panel控件用來盛放其它控件，這里盛放的是代碼區(qū)?！癟ag”屬性設為uipanel。“Title”屬性設為空。6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序(3)EditText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?！癟ag”屬性設為：strCode?！癝tring”屬性設為：

Pleaseinputcommandforexample:x=0:0.1:4*pi;y=sin(x);這為用戶定制曲線提供了一個例程。6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序(4)StaticText控件作為標識，提示位于其下方的ListBox控件選項是進行典型環(huán)節(jié)的演示的。“Tag”屬性設為txtDemo，“String”屬性設為典型環(huán)節(jié)演示。(5)ListBox控件類似于一組復選框，用戶可以從中選擇不同選項?！癟ag”屬性設為：lstBox“String”屬性設為：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項內容即4個典型環(huán)節(jié)可選。6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序(6)PushButton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。用戶在代碼區(qū)輸入繪制曲線語句后，點擊此按鈕進行曲線的繪制。“Tag”屬性設為btnDraw，“String”屬性設為定制曲線，“TooltipString”屬性設為在代碼區(qū)中輸入曲線參數(shù)，繪制任意曲線。這樣當用戶將光標置于按鈕之上時，會有相應的提示信息。一個用于關閉運行窗口?！癟ag”屬性設為btnClose，“String”屬性設為關閉，“TooltipString”屬性設為關閉窗口。6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序設定完成的界面草圖如右圖程序界面設計草圖6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序至此，本例所需的控件已設置完畢。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。此時可根據需要進行控件的排列。6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序如在本例中，要將位于窗口右側的4個控件豎排整齊，那么可在窗口選Tool>AlignObjects彈出的窗口中進行選擇，如圖。界面控件布局設置6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序3.程序代碼設計根據要求，在選擇典型環(huán)節(jié)時需要設置回調函數(shù)。此外，對兩個按鈕控件也要設置回調函數(shù)?；卣{函數(shù)的生成在前一個例子已講過，這里不重復。這里只給出相應的代碼段供參考。6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序(1)定制曲線按鈕的回調函數(shù)functionbtnDraw_Callback(hObject,eventdata,handles)trystr=char(get(handles.strCode,'String'));%將在代碼區(qū)輸入的代碼轉換成數(shù)組str0=[];forii=1:size(str,1)%對str的每行操作str0=[str0,deblank(str(ii,:))];%將str第ii行去掉空格后作為向量str0的一個元素endeval(str0);%執(zhí)行代碼axes(handles.myAxes);%將myAxes設為當前坐標系plot(x,y);%繪制曲線catcherrordlg('請重新檢查輸入數(shù)據!');%如有數(shù)據錯誤，捕獲并給出提示end6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序(2)典型環(huán)節(jié)列表框的回調函數(shù)functionlstBox_Callback(hObject,eventdata,handles)v=get(handles.lstBox,'value');%取出所選項的值%對不同選項，進行對應環(huán)節(jié)曲線的繪制和代碼的展示switchvcase1,%比例環(huán)節(jié)str1='nump=3;denp=1;';%繪制比例環(huán)節(jié)曲線的代碼str2='t=0:0.1:10;';str3='[y,t,x]=step(nump,denp,t);';%將代碼作為數(shù)組賦值給代碼區(qū)的String屬性，即展示代碼set(handles.strCode,'String',char(str1,str2,str3));%將所選環(huán)節(jié)名稱顯示在panel控件上set(handles.uipanel,'Title','比例環(huán)節(jié)');case2,%慣性環(huán)節(jié)str1='numg=1;deng=[0.21];';str2='t=0:0.1:10;';str3='[y,t,x]=step(numg,deng,t);';set(handles.strCode,'String',char(str1,str2,str3));set(handles.uipanel,'Title','慣性環(huán)節(jié)')

6.2.2一個實用的GUI設計例如――控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的演示程序case3,%比例微分str1='K=2;T=0.1;N=5;numpd=[K*TK];denpd=[T/N1];';

str2='t=0:0.1:10;';str3='[y,t,x]=step(numpd,denpd,t);';set(handles.strCode,'String',char(str1,str2,str3));set(handles.uipanel,'Title','比例微分環(huán)節(jié)');case4,%比例積分

str1='K=4;T=0.2;numpi=[K*TK];denpi=[T0];';str2='t=0:0.1:10;';str3='[y,t,x]=step(numpi,denpi,t);';set(handles.strCode,'String',char(str1,str2,str3));set(handles.uip