Matlab GUI上位機界面實現串口通信

Matlab GUI因項目需求，不得不學的又雜又淺，趁着還沒徹底忘記，寫下來一些關鍵注意點。

命令行窗口輸入guide→Blank GUI→確定

根據自己的需求，拖動選擇對應的工具，如下圖所示

雙擊每一個對象，就可以彈出其檢查器，修改其屬性，字體大小、粗細、位置等，其中最關鍵的是兩個，一是String，二是Tag，String是用來修改對象中的文字，Tag是所調用的代碼名，這個要好的代碼習慣，儘量所見即所得，比如串口按鍵就用portbutton等。彈出式菜單的String，根據需要輸入多行。一般來說，習慣用面板將某一個模塊的各個功能圈起來，如上圖的控制區、發送區、接收區等

 界面的拖動相對比較簡單，接下來就需要實現具體的功能，右鍵對象→查看回調→callback，即可調到代碼區。

 我實現的功能及代碼主要包括以下部分

1.串口打開與關閉

1.1右鍵“端口號com1”的按鈕，打開callback。因爲在打開串口之前需要選擇對應的端口號。

function ppPort_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to ppPort (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Hints: contents = cellstr(get(hObject,'String')) returns ppPort contents as cell array
%        contents{get(hObject,'Value')} returns selected item from ppPort
global port
scoms = instrfind; %讀取所有存在的端口
if ~isempty(scoms)
    stopasync(scoms); fclose(scoms); delete(scoms);%停止並且刪除串口對象
end
vall=get(handles.ppPort,'Value');
switch vall
    case 1
        port='com1';
    case 2
        port='com2';
    case 3
        port='com3';
    case 4
        port='com4';
    case 5
        port='com5';
end

這裏handles.xxx是抓取所點擊的項， handles.後面的爲所抓取函數的函數名，上述代碼抓取端口號com1~com5中的一個，也就是tag爲ppPort的對象的值。

在彈出式菜單的String裏每一行對應於case的1~5，點這些選項對應執行‘port=xxx’

1.2右鍵“打開串口”的按鈕，打開其callback函數

function pbOpenSerial_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pbOpenSerial (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
global port;
display(port)
Conm_num_str = port;
global Scom;
Scom=serial(Conm_num_str);
Scom.InputBufferSize=2000; %設置好buf的空間，足夠最多一次指令返回數據的存儲
Scom.timeout=3;
Scom.BaudRate=115200;
Scom.DataBits=8;
Scom.Parity='none';
Scom.StopBits=1;
Scom.ByteOrder='bigEndian';
fopen(Scom); %打開串口設備對象
fprintf("open serial success");
set(handles.pbOpenSerial,'enable','off');%打開串口的按鈕變成灰色，不再可用

這裏需要注意的是如果想在不同的函數下用同一個變量，需要用global定義全局變量，並且在每一個要用到這個這個變量的函數中都用global 定義一下。在打開串口的函數中，串口號port調用於串口選擇函數，串口配置Scom將會在關閉串口的函數中用到。

1.3右鍵“關閉串口”，選擇callback。

function pbCloseSerial_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pbCloseSerial (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
set(handles.pbOpenSerial,'enable','on');%打開串口的按鈕重新可用
global Scom;%全局變量Scom
display(Scom)
fclose(Scom);
delete(Scom);

2.串口收發

在打開串口之後，開始執行數據的收發，並在發送區和接收區顯示

2.1串口通過發送區文本框以及“發送數據按”鈕實現串口發送

function pbSend_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pbSend (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
global d
global Scom
global tmp_hex
d=get(handles.editS,'String');%editS爲發送數據的文本編輯框，抓取裏面的字符串
if(iscell(d))%這句是debug出了問題之後的修正，有時候輸入的字符串會抓取爲元胞數組，需要提取其字符串，如果抓取的值直接是字符串那就處理字符串，如果抓取的是元胞數組，就提取其字符串並處理
    m=d{1};
else
    m=d
end
display(d)
switch m
    case {'PRESS','press'}
        a=['01';'03';'xx';'xx';'xx';'xx';'xx';'xx'];%本代碼採用modbus協議
        data=hex2dec(a);%將16進制數字轉換爲10進制
        fwrite(Scom,data);%將數據發送至串口
        tmp_hex = fread(Scom,8)%接收單片機數據，並存入tmp_hex數組
        tmp_int=tmp_hex(4)*256+tmp_hex(5);
        tmp_dec=tmp_hex(6)*256+tmp_hex(7);
        tmp_press=(tmp_int*1000+tmp_dec)/1000.0%保留三位有效數字
       set(handles.editR,'string',['壓力: ',num2str(tmp_press),'mN']);%將數組的值轉換爲字符串並在接收區顯示editR爲接收數據的文本編輯框
        press=[ press,tmp_press];%將數據存入press數組中，以便在座標系中繪製曲線
   case ...
end

目前演示結果如下：

 2.2發送區和接收區數據清空

function pbClearT_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pbClearT (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
set(handles.editS,'String','');

% --- Executes on button press in pbClearR.
function pbClearR_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to pbClearR (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)
set(handles.editR,'string','');

3 座標系顯示曲線

由於項目有多種待測量需要分時顯示，故採用一個彈出式菜單來控制曲線繪製。

function ppCurveDisplay_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject    handle to ppCurveDisplay (see GCBO)
% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Hints: contents = cellstr(get(hObject,'String')) returns ppCurveDisplay contents as cell array
%        contents{get(hObject,'Value')} returns selected item from ppCurveDisplay
global ch
global press;%串口收發生成press數組
vall=get(handles.ppCurveDisplay,'Value');
switch vall
    case 1
        ch='xxx',axes(handles.axes1),plot(R2T,'g'),hold on,plot(R3T,'b'),plot(R4T,'r')...;
    case 2
        ch='側向壓力',cla,axes(handles.axes1),plot(press,'b'), grid on ,xlabel('SampleNum'),ylabel('Press/mN'),title(ch);%cla用於清空曲線，否則會出現曲線的疊加，座標系的函數名爲axes1，抓取該座標系並對其進行操作
    case 3
    ...
end

顯示結果如下，當然由於未連接設備，採集到的數據均爲0，故爲一條press=0mN的直線。

Matlab GUI實現簡單的很容易，但是在操作過程中會有各種各樣的bug，需要慢慢探索研究……