MATLAB第8章.ppt

1、第八章 MATLAB界面設(shè)計(jì),圖形用戶界面（GUI）是指由窗口、菜單、圖標(biāo)、光標(biāo)、按鍵、對(duì)話框和文本等各種圖形對(duì)象組成的用戶界面。它讓用戶定制用戶與Matlab的交互方式，而命令窗口不是唯一與Matlab的交互方式,用戶界面是用戶與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交流的方式。計(jì)算機(jī)在屏幕顯示圖形和文本，若有揚(yáng)聲器還可產(chǎn)生聲音。用戶通過(guò)輸入設(shè)備（如：鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、繪制板或麥克風(fēng)），與計(jì)算機(jī)通訊,Matlab中設(shè)計(jì)圖形用戶界面的方法有兩種：使用可視化的界面環(huán)境和通過(guò)編寫程序,由上一講可知：用戶菜單、用戶控件和對(duì)話框是和坐標(biāo)軸處于同一層次的，都是圖形窗口的子對(duì)象,基本圖形對(duì)象分為控件對(duì)象和用戶界面菜單對(duì)象，簡(jiǎn)稱

2、控件和菜單,圖形用戶界面設(shè)計(jì)工具的啟動(dòng),圖形用戶界面設(shè)計(jì)工具的啟動(dòng)方式,1. 命令方式,圖形用戶界面GUI設(shè)計(jì)工具的啟動(dòng)命令為guide，格式為,guide,功能：?jiǎn)?dòng)GUI設(shè)計(jì)工具，并建立名字為untitled.fig的圖形用戶界面,功能：?jiǎn)?dòng)GUI設(shè)計(jì)工具，并打開(kāi)已建立的圖形用戶界面filename,guide filename,2. 菜單方式,在Matlab的主窗口中，選擇File菜單中的New菜單項(xiàng)，再選擇其中的GUI命令，就會(huì)顯示GUI的設(shè)計(jì)模板,Matlab為GUI設(shè)計(jì)一共準(zhǔn)備了4種模板，分別是,Blank GUI（Default）(空白模板，默認(rèn)); GUI with Uicon

3、trols(帶控件對(duì)象的GUI模板); GUI with Axes and Menu(帶坐標(biāo)軸與菜單的GUI模板); Modal Question Dialog(帶模式問(wèn)題對(duì)話框的GUI模板,當(dāng)用戶選擇不同的模板時(shí)，在GUI設(shè)計(jì)模板界面的右邊就會(huì)顯示出與該模板對(duì)應(yīng)的GUI圖形,圖形用戶界面設(shè)計(jì)工具啟動(dòng)時(shí)模板選擇對(duì)話框,圖形用戶界面設(shè)計(jì)窗口,圖形用戶界面GUI設(shè)計(jì)窗口由菜單欄、工具欄、控件工具欄以及圖形對(duì)象設(shè)計(jì)區(qū)等4個(gè)功能區(qū)組成,右圖為空白 GUI模板情形,圖形對(duì)象設(shè)計(jì)區(qū),控件工具欄,工具欄,Matlab提供了一套可視化的創(chuàng)建圖形窗口的工具，使用圖形用戶界面開(kāi)發(fā)環(huán)境可方便地創(chuàng)建GUI應(yīng)用程序，它

4、可以根據(jù)用戶設(shè)計(jì)的GUI布局，自動(dòng)生成M文件的框架，用戶使用這一框架編制自己的應(yīng)用程序。主要包括,8.1 圖形用戶界面開(kāi)發(fā)環(huán)境(GUIDE,對(duì)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(duì)象信息，對(duì)象的類型，同時(shí)顯示控件的名稱和標(biāo)識(shí)，在控件上雙擊鼠標(biāo)可以打開(kāi)該控件的屬性編輯器,布局編輯器(Layout Edtor)在圖形窗口中創(chuàng)建及布置圖形對(duì)象,幾何排列工具(Alignment Tool)調(diào)整各對(duì)象相互之間的幾何關(guān)系和位置,屬性查看器(Property Inspector)查詢并設(shè)置屬性值,菜單編輯器(Menu Editor)創(chuàng)建、設(shè)計(jì)、修改下拉式菜

5、單和快捷菜單,Tab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(shí)，對(duì)象被選中的先后順序,用于從控件選擇板上選擇控件對(duì)象并放置到布局區(qū)去，布局區(qū)被激活后就成為圖形窗口。 在命令窗口輸入GUIDE命令或點(diǎn)擊工具欄中的guide圖標(biāo)都可以打開(kāi)空白的布局編輯器，在命令窗口輸入GUIDE filename 可打開(kāi)一個(gè)已存在的名為filename圖形用戶界面,1. 布局編輯器(Layout editor,將控件對(duì)象放置到布局區(qū),用鼠標(biāo)選擇并放置控件到布局區(qū)內(nèi)； 移動(dòng)控件到適當(dāng)?shù)奈恢茫?改變控件的大??； 選中多個(gè)對(duì)象的方法,一個(gè)簡(jiǎn)單的布局示例,如所建立的布局還沒(méi)有進(jìn)行存

6、儲(chǔ)，可用File菜單下的Save As菜單項(xiàng)（或工具欄中的對(duì)應(yīng)項(xiàng)），按輸入的文件的名字，在激活圖形窗口的同時(shí)將存儲(chǔ)一對(duì)同名的M文件和帶有.fig擴(kuò)展名的FIG文件,激活圖形窗口,運(yùn)行GUI程序,在命令窗口直接鍵入文件名或用openfig, open或hgload命令運(yùn)行GUI程序,布局編輯器參數(shù)設(shè)置,File菜單下的Preferences菜單項(xiàng)打開(kāi)參數(shù)設(shè)置窗口，點(diǎn)擊樹(shù)狀目錄中的GUIDE， 即可以設(shè)置布局編輯器的參數(shù),布局編輯器的彈出菜單,在任一控件上按下鼠標(biāo)右鍵，會(huì)彈出一個(gè)菜單，通過(guò)該菜單可以完成布局編輯器的大部分操作,2. 位置調(diào)整工具(Alignment tool,對(duì)象位置調(diào)整器中的第一

7、欄是垂直方向的位置調(diào)整，第二欄是水平方向的位置調(diào)整,利用位置調(diào)整工具，可以對(duì)GUI對(duì)象設(shè)計(jì)區(qū)內(nèi)的多個(gè)對(duì)象的位置進(jìn)行調(diào)整,位置調(diào)整工具的打開(kāi)方式有兩種,從GUI設(shè)計(jì)窗口的工具欄上選擇Align Objects命令按鈕,選擇Tools菜單下的Align Objects.菜單項(xiàng)，就可以打開(kāi)對(duì)象位置調(diào)整器,利用對(duì)象屬性查看器，可以查看每個(gè)對(duì)象的屬性值，也可以修改、設(shè)置對(duì)象的屬性值,3. 用屬性查看器設(shè)置控件屬性,打開(kāi)屬性查看器(Opening Property Inspector,對(duì)象屬性查看器的打開(kāi)方式有四種,從GUI設(shè)計(jì)窗口工具欄上選擇Property Inspector命令按鈕,選擇View菜單

8、下的Property Inspector菜單項(xiàng),在控件對(duì)象上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇彈出菜單的 Property Inspector菜單項(xiàng),在命令窗口中輸入inspect,布置控件； 定義文本框的屬性； 定義坐標(biāo)軸的屬性； 定義按鈕的屬性； 定義復(fù)選框,使用屬性查看器(Using Property Inspector,利用菜單編輯器，可以創(chuàng)建、設(shè)置、修改下拉式菜單和快捷菜單。選擇 Tools 菜單下的 Menu Editor.子菜單，即可打開(kāi)菜單編輯器,4. 菜單編輯器(Menu Editor,菜單也可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，方法為從GUI設(shè)計(jì)窗口的工具欄上選擇Menu Editor命令按鈕，打開(kāi)菜單編輯程

9、序,菜單編輯器左上角的第一個(gè)按鈕用于創(chuàng)建一級(jí)菜單項(xiàng)。第二個(gè)按鈕用于創(chuàng)建一級(jí)菜單的子菜單,菜單編輯器的左下角有兩個(gè)按鈕，選擇第一個(gè)按鈕，可以創(chuàng)建下拉式菜單。選擇第二個(gè)按鈕，可以創(chuàng)建Context Menu菜單。選擇它后，菜單編輯器左上角的第三個(gè)按鈕就會(huì)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主菜單后，可以單擊第二個(gè)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(gè)Context Menu菜單，菜單編輯器的右邊就會(huì)顯示該菜單的有關(guān)屬性，可以在這里設(shè)置、修改菜單的屬性,菜單編輯器左上角的第四個(gè)與第五個(gè)按鈕用

10、于對(duì)選中的菜單進(jìn)行左移與右移，第六與第七個(gè)按鈕用于對(duì)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,5. 對(duì)象瀏覽器(Object Browsers,利用對(duì)象瀏覽器，可以查看當(dāng)前設(shè)計(jì)階段的各個(gè)句柄圖形對(duì)象?？梢栽趯?duì)象瀏覽器中選中一個(gè)或多個(gè)控件來(lái)打開(kāi)該控件的屬性編輯器,對(duì)象瀏覽器的打開(kāi)方式有,從GUI設(shè)計(jì)窗口的工具欄上選擇Object Browser命令按鈕,選擇View菜單下的Object Browser子菜單,在設(shè)計(jì)區(qū)域單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇彈出菜單的 Object Browser,Tab順序編輯器（Tab Order Editor,利用Tab順序編輯器(Tab Order Edito

11、r)，可以設(shè)置用戶按鍵盤上的Tab鍵時(shí)，對(duì)象被選中的先后順序,Tab順序編輯器的打開(kāi)方式為,選擇Tools菜單下的Tab Order Editor.菜單項(xiàng)，就可以打開(kāi)Tab順序編輯器,從GUI設(shè)計(jì)窗口的工具欄上選擇Tab Order Editor.命令按鈕,1. GUI控件對(duì)象類型,控件對(duì)象是事件響應(yīng)的圖形界面對(duì)象。當(dāng)某一事件發(fā)生時(shí)，應(yīng)用程序會(huì)做出響應(yīng)并執(zhí)行某些預(yù)定的功能子程序（Callback,2. 控件對(duì)象的描述,Matlab中的控件大致可分為兩種，一種為動(dòng)作控件，鼠標(biāo)點(diǎn)擊這些控件時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的響應(yīng)。一種為靜態(tài)控件，是一種不產(chǎn)生響應(yīng)的控件，如文本框等,8.2 控件對(duì)象及屬性,每種控件都有一

12、些可以設(shè)置的參數(shù)，用于表現(xiàn)控件的外形、功能及效果，既屬性。屬性由兩部分組成：屬性名和屬性值，它們必須是成對(duì)出現(xiàn)的,按鈕(Push Buttons)：執(zhí)行某種預(yù)定的功能或操作,開(kāi)關(guān)按鈕(Toggle Button)：產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)作并指示一個(gè)二進(jìn)制狀態(tài)（開(kāi)或關(guān)），當(dāng)鼠點(diǎn)擊它時(shí)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(diǎn)擊，按鈕復(fù)原，并再次執(zhí)行callback 中的內(nèi)容,單選框(Radio Button)：?jiǎn)蝹€(gè)的單選框用來(lái)在兩種狀態(tài)之間切換，多個(gè)單選框組成一個(gè)單選框組時(shí)，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(xiàng),復(fù)選框(Check Boxes)：?jiǎn)蝹€(gè)的復(fù)選框用來(lái)在兩種狀態(tài)

13、之間切換，多個(gè)復(fù)選框組成一個(gè)復(fù)選框組時(shí)，可使用戶在一組狀態(tài)中作組合式的選擇，或稱為多選項(xiàng),靜態(tài)文本框(Static Texts):僅用于顯示單行的說(shuō)明文字,滾動(dòng)條(Slider)： 可輸入指定范圍的數(shù)量值,邊框(Frames)：在圖形窗口圈出一塊區(qū)域,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(Popup Menus)： 讓用戶從一列菜單項(xiàng)中選擇一項(xiàng)作為參數(shù)輸入,文本編輯器(Editable Texts)：用來(lái)使用鍵盤輸入字符串 的值，可以對(duì)編輯框中的內(nèi)容進(jìn)行編輯、刪除和替換等操作,用戶可以在創(chuàng)建控件對(duì)象時(shí)，設(shè)定其屬性值，未指定時(shí)將使用系統(tǒng)缺省值,3. 控件對(duì)

14、象的屬性(Attributes of controller object,兩大類控件對(duì)象屬性：第一類是所有控件對(duì)象都具有的公共屬性，第二類是控件對(duì)象作為圖形對(duì)象所具有的屬性,4. 控件對(duì)象的建立,Matlab提供了用于建立控件對(duì)象的函數(shù)uicontrol，其調(diào)用格式為,對(duì)象句柄=uicontrol(圖形窗口句柄，屬性名1，屬性值1，屬性名2，屬性值2，,在對(duì)話框上有各種各樣的控件，利用這些控件可以實(shí)現(xiàn)有關(guān)控制,例1 建立數(shù)制轉(zhuǎn)換對(duì)話框。在左邊輸入一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)和216之間的數(shù)，單擊“轉(zhuǎn)換”按鈕能在右邊得到十進(jìn)制數(shù)所對(duì)應(yīng)的216進(jìn)制字符串，單擊“退出”按鈕退出對(duì)話框,程序調(diào)用了trdec.m函數(shù)

15、文件，該函數(shù)的作用是將任意十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為216進(jìn)制字符串。trdec.m函數(shù)文件如下,function dec=trdec(n,b) ch1=0123456789ABCDEF; %十六進(jìn)制的16個(gè)符號(hào) k=1; while n=0 %不斷除某進(jìn)制基數(shù)取余直到商為0 p(k)=rem(n,b); n=fix(n/b); k=k+1; end k=k-1; strdec=; while k=1 %形成某進(jìn)制數(shù)的字符串 kb=p(k); strdec=strcat(strdec,ch1(kb+1:kb+1); k=k-1; end dec=strdec,所建立的數(shù)制轉(zhuǎn)換對(duì)話框如下,例2 建立圖形演

16、示對(duì)話框,8.3 菜單設(shè)計(jì),1. 建立用戶菜單,Hm=uimenu(Hp，屬性名1，屬性值1，屬性名2，屬性值2，,功能：創(chuàng)建句柄值為Hm的自定義的用戶菜單。其中Hp為其父對(duì)象的句柄，屬性名和屬性值構(gòu)成屬性二元對(duì)，定義用戶菜單的屬性,建立自定義的用戶菜單的函數(shù)為uimenu，格式為,子菜單項(xiàng)句柄=uimenu(一級(jí)菜單項(xiàng)句柄，屬性名1，屬性值1，屬性名2，屬性值2，,因其調(diào)用方法不同，該函數(shù)可以用于建立一級(jí)菜單項(xiàng)和子菜單項(xiàng),建立一級(jí)菜單項(xiàng)的函數(shù)調(diào)用格式為,一級(jí)菜單項(xiàng)句柄=uimenu(圖形窗口句柄，屬性名1，屬性值1，屬性名2，屬性值2，,建立子菜單項(xiàng)的函數(shù)調(diào)用格式為,例3 建立“圖形演示系統(tǒng)

17、”菜單。菜單條中含有3個(gè)菜單項(xiàng)：Plot、Option和Quit。Plot中有Sine Wave和Cosine Wave兩個(gè)子菜單項(xiàng)，分別控制在本圖形窗口畫出正弦和余弦曲線。Option菜單項(xiàng)的內(nèi)容為：Grid on和Grid off控制給坐標(biāo)軸加網(wǎng)格線，Box on和Box off控制給坐標(biāo)軸加邊框，而且這4項(xiàng)只有在畫有曲線時(shí)才是可選的。Figure Color控制圖形窗口背景顏色。Quit控制是否退出系統(tǒng),UserData屬性,UserData屬性的取值是一個(gè)矩陣，缺省值為空矩陣，用戶可以在這個(gè)屬性中保存與該菜單對(duì)象相關(guān)的重要數(shù)據(jù)或信息，借此可以達(dá)到傳遞數(shù)據(jù)或信息的目的?？梢杂胹et和ge

18、t函數(shù)訪問(wèn)該屬性,所建立的“圖形演示系統(tǒng)”菜單如下,菜單條中含有File和Help兩個(gè)菜單項(xiàng)。如果選擇File中的New選項(xiàng)，則將顯示New Item字樣，如果選擇File中的Open選項(xiàng)，則將顯示出Open Item字樣。File中的Save菜單項(xiàng)初始時(shí)處于禁選狀態(tài)，在選擇Help選項(xiàng)之后將此菜單項(xiàng)恢復(fù)成可選狀態(tài)，如果選擇File中的Save選項(xiàng)，則將出現(xiàn)一個(gè)新的菜單(三級(jí)菜單)，其中共有兩個(gè)子菜單項(xiàng)Text file和Graphics file，如果選擇第1項(xiàng)，則將變量k1和k2分別賦為0和1，然后調(diào)用file01.m文件來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的處理(該文件需要另行編寫)，如果選擇第2項(xiàng)，則將變量k1

19、和k2分別賦為1和0，然后調(diào)用file10.m文件來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的處理(該文件也需要另行編寫)。如果選擇File中的Save As選項(xiàng)，則將顯示Save As Item字樣。如果選擇File中的Exit選項(xiàng)，則將關(guān)閉當(dāng)前窗口。如果選擇Help中About 選項(xiàng)，則將顯示Help Item字樣，并將Save菜單設(shè)置成可選狀態(tài),例4 建立一個(gè)菜單系統(tǒng),程序如下,screen=get(0,ScreenSize); W=screen(3);H=screen(4); hf=figure(Color,1,1,1,Position,1,1,0.4*W,0.3*H,. Name,菜單設(shè)計(jì)示例一,NumberTit

20、le,off,MenuBar,none); hfile=uimenu(hf,label,所建立的菜單系統(tǒng)如下,8.4 GUI程序設(shè)計(jì)舉例,例1 使用Push Button按鈕與靜態(tài)文本框設(shè)計(jì)GUI，在窗口中顯示單擊按鈕次數(shù),1) 在界面上安裝一個(gè)命令按鈕和一個(gè)靜態(tài)文本框,2) 使用對(duì)象的屬性窗口設(shè)置控件的屬性,打開(kāi)該GUI的 m 文件ex10.m，該文件中已經(jīng)自動(dòng)生成了許多代碼。找到函數(shù) function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles,persistent c if isempty(c) c=0 end c=c+1; str=

21、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2 制作一個(gè)簡(jiǎn)易的加減法計(jì)算器,1) 在界面上安裝兩個(gè)編輯文本框、一個(gè)靜態(tài)文本框與兩個(gè)命令按鈕,2) 使用對(duì)象的屬性窗口設(shè)置控件的屬性,打開(kāi)該GUI的 m 文件，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=str2doub

22、le(get(handles.edit1,String) s2=str2double(get(handles.edit2,String) set(handles.text1,String,s1+s2,function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) s1=str2double(get(handles.edit1,String) s2=str2double(get(handles.edit2,String) set(handles.text1,String,s1-s2,例3 使用3個(gè)單選鈕控制靜態(tài)文本框的背景顏色,functio

23、n radiobutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) set(handles.text1,BackGroundColor,r) function radiobutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) set(handles.text1,BackGroundColor,g) function radiobutton3_Callback(hObject, eventdata, handles) set(handles.text1,BackGroundColor,b,function slider1_

24、Callback(hObject, eventdata, handles) v=get(handles.slider1,Value); str=sprintf(%.2f,v); set(handles.text1,String,str,例4 使用滾動(dòng)條,布置控件：一個(gè)坐標(biāo)系、一個(gè)文本框、一個(gè)復(fù)選框，一個(gè)按鈕； 定義文本框的屬性：String-簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)示例，F(xiàn)ontName-隸書(shū)，F(xiàn)ontSize22； 定義坐標(biāo)系: Visibleoff； 定義按鈕屬性: String開(kāi)始繪圖，F(xiàn)ontName, ForegroundColor, FontSize, BackgroundColor,Callba

25、ck-surf(peaks(30)； 定義復(fù)選框: String3D旋轉(zhuǎn),Callbackrotate3d,例5 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(diǎn)擊按鈕的結(jié)果,選擇三維旋轉(zhuǎn)功 能后對(duì)圖形進(jìn)行 的旋轉(zhuǎn)操作,例6 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單信號(hào)分析儀的程序，要求根據(jù)輸入的兩個(gè)頻率和時(shí)間間隔，計(jì)算函數(shù) x=sin(2f1t)+sin(2f2t) 的值，并對(duì)函數(shù)進(jìn)行快速傅立葉變換，最后分別繪制時(shí)域和頻域的曲線,一）設(shè)計(jì)圖形界面,設(shè)計(jì)步驟,在布局編輯器中布置控件：本例中使用了2個(gè)坐標(biāo)系、3個(gè)文本編輯框、1個(gè)按鈕和3個(gè)靜態(tài)文本框； 使用幾何位置排列工具對(duì)控件的位置進(jìn)行調(diào)整： 設(shè)計(jì)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(hào)分別設(shè)置為20和16，將3個(gè)靜態(tài)文本框的標(biāo)題分別改為“頻率1”、“頻率2”和“時(shí)間”，將按鈕的標(biāo)題改為“繪圖”。 設(shè)置其他繪圖屬性。如設(shè)置主窗口的標(biāo)題為“信號(hào)分析儀,上述步驟基本完成了圖形界面的設(shè)計(jì)，如下圖所示,上述圖形界面設(shè)計(jì)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(shí),三）編寫代碼,GUI圖形界面的功能，還是要通過(guò)一定的設(shè)計(jì)思路和計(jì)算方法，由特定的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)程序的功能，還需要在運(yùn)行程序前編