MATLAB實(shí)用教程GUIPPT課件

1、2021/7/2412021/7/242 本章將介紹： 圖形用戶界面的設(shè)計(jì)原則； 圖形用戶界面的操作步驟。2021/7/2438.1 GUI設(shè)計(jì)向?qū)?.2 編程設(shè)計(jì)GUI 2021/7/244 8.1.1 GUI概述 8.1.2 啟動(dòng)GUIDE 8.1.3 GUIDE提供的控件2021/7/245 本節(jié)介紹： 圖形用戶界面（GUI）的基本概念； GUI開發(fā)環(huán)境GUIDE； GUI組成部分的用途和使用方法； GUI創(chuàng)建的詳細(xì)步驟。2021/7/246 GUI是一種包含多種對(duì)象的圖形窗口，并為GUI開發(fā)提供一個(gè)方便高效的集成開發(fā)環(huán)境GUIDE。GUIDE主要是一個(gè)界面設(shè)計(jì)工具集，MATLAB將所有

2、GUI支持的控件都集成在這個(gè)環(huán)境中。2021/7/247 GUIDE將設(shè)計(jì)好的GUI保存在一個(gè)FIG文件中，同時(shí)生成M文件框架。 FIG文件：該文件包括GUI圖形窗口及其所有FIG文件包含序列化的圖形窗口對(duì)象； M文件：該文件包括GUI設(shè)計(jì)、控制函數(shù)以及定義為子函數(shù)的用戶控件回調(diào)函數(shù)。2021/7/248 GUIDE可以根據(jù)GUI設(shè)計(jì)過程直接自動(dòng)生成M文件框架，優(yōu)點(diǎn)如下： M文件已經(jīng)包含一些必要的代碼； 管理圖形對(duì)象句柄并執(zhí)行回調(diào)函數(shù)子程序； 提供管理全局?jǐn)?shù)據(jù)的途徑； 支持自動(dòng)插入回調(diào)函數(shù)原型。2021/7/249 GUI創(chuàng)建包括界面設(shè)計(jì)和控件編程兩部分，主要步驟如下： 通過設(shè)置GUIDE應(yīng)用

3、程序的選項(xiàng)來運(yùn)行GUIDE； 使用界面設(shè)計(jì)編輯器進(jìn)行界面設(shè)計(jì)； 編寫控件行為響應(yīng)控制（即回調(diào)函數(shù)）代碼。2021/7/2410 在MATLAB中，GUIDE提供多個(gè)模板來定制GUI。這些模板均已包括相關(guān)的回調(diào)函數(shù)，可以通過修改對(duì)應(yīng)的M文件函數(shù)，實(shí)現(xiàn)指定功能。 2021/7/2411 在MATLAB中，可以通過如下兩種方法來訪問模板： 直接輸入命令GUIDE，打開如下圖所示的界面； 如果GUIDE已經(jīng)打開，通過【File】菜單下的【New】選項(xiàng)也可以打開如下圖所示的界面。2021/7/24122021/7/2413 在模板設(shè)計(jì)界面中，可以選擇創(chuàng)建新的GUI或者打開原有的GUI。 在創(chuàng)建新的GUI

4、時(shí)MATLAB提供以下4種模板：空白模板；帶有控制按鈕模板；帶有坐標(biāo)軸和菜單模板；問答式對(duì)話框模板。2021/7/2414其中的空白模板如下圖所示。2021/7/2415 在空白模板中，GUIDE提供界面控件以及設(shè)計(jì)工具集來實(shí)現(xiàn)界面設(shè)計(jì)，其中，控件分布在界面設(shè)計(jì)編輯器的左側(cè)，如下圖所示。2021/7/24162021/7/2417 按鈕：通過鼠標(biāo)單擊按鈕可以實(shí)現(xiàn)某種行為，并調(diào)用相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。 滾動(dòng)條：能夠通過移動(dòng)滾動(dòng)條來改變指定范圍內(nèi)的數(shù)值輸入，滾動(dòng)條的位置代表輸入數(shù)值。 單選按鈕：單選按鈕通常以組為單位，一組單選按鈕之間是一種互相排斥的關(guān)系。2021/7/2418 復(fù)選框：復(fù)選框與單選按鈕

5、類似，只是多個(gè)復(fù)選框可以同時(shí)有效。 編輯框：編輯框可編輯或修改字符串的文本域。 靜態(tài)文本：靜態(tài)文本通常作為其他控件的標(biāo)簽使用。2021/7/2419 彈出式菜單：彈出式菜單將打開并顯示選項(xiàng)列表。 列表框：列表框顯示列表項(xiàng)，并能夠選擇其中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。 拴牢按鈕：拴牢能夠產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制狀態(tài)的行動(dòng)。2021/7/2420 組合框：組合框是圖形窗口中的一個(gè)封閉區(qū)域，它把相關(guān)聯(lián)的控件組合在一起。 按鈕組：按鈕組類似于組合框，但是它可以響應(yīng)單選按鈕以及拴牢按鈕的高級(jí)屬性。 坐標(biāo)軸：坐標(biāo)軸可以設(shè)置關(guān)于外觀和行為的參數(shù)。2021/7/2421 1界面設(shè)計(jì)編輯器 2屬性檢查器 3對(duì)象瀏覽器 4菜單編輯器202

6、1/7/2422 GUIDE提供的界面設(shè)計(jì)工具集包括如下內(nèi)容： 界面設(shè)計(jì)編輯器：添加并排列圖形窗口中的控件對(duì)象。 屬性檢查器：檢查并設(shè)置控件的屬性值。2021/7/2423 對(duì)象瀏覽器：觀察此次MATLAB運(yùn)行過程中圖形對(duì)象的句柄集成關(guān)系表。 菜單編輯器：創(chuàng)建窗口菜單和上下文菜單。2021/7/2424 界面設(shè)計(jì)編輯器能夠從控件面板中選擇控件，并將它們排列在圖形窗口中。 界面設(shè)計(jì)編輯器由以下4個(gè)部分組成： 控件面板； 工具欄；2021/7/2425 菜單欄； 界面區(qū)域。其中： 控件面板包含所有控件； 工具欄和菜單欄可以用來啟動(dòng)其他界面設(shè)計(jì)工具； 界面區(qū)域?qū)嶋H上就是激活后的GUI圖形窗口。202

7、1/7/2426（1）控件面板 在GUI界面中放置控件： 單擊控件面板中需要放置控件的按鈕； 在光標(biāo)變?yōu)槭中魏?，使用十字形光?biāo)的中心點(diǎn)來確定控件左上角的位置； 可以通過拖動(dòng)鼠標(biāo)來確定控件的大小。 2021/7/2427 所有控件布置好后，可以使用激活按鈕 或 選 擇 【 T o o l s 】 菜 單 下 的【ActivateFigure】選項(xiàng)檢查GUIDE的設(shè)計(jì)結(jié)果，激活時(shí)將（提示）保存FIG文件和M文件。2021/7/2428（2）上下文菜單 使用界面設(shè)計(jì)編輯器進(jìn)行界面設(shè)計(jì)時(shí)： 選擇一個(gè)對(duì)象； 單擊鼠標(biāo)右鍵來顯示其對(duì)應(yīng)的上下文菜單。2021/7/2429 下圖描述了一個(gè)與按鈕相聯(lián)系的上下

8、文菜單，同時(shí)所有已定義的回調(diào)函數(shù)都可列出。2021/7/2430（3）排列工具 可以在界面區(qū)域內(nèi)通過選擇并拖動(dòng)任意控件（群）對(duì)其進(jìn)行控件排列，當(dāng)選擇【Tools】菜單下的【Align Objects】選項(xiàng)時(shí)即可打開下圖所示的排列工具欄。2021/7/24312021/7/2432（4）網(wǎng)線和標(biāo)線 界面區(qū)域內(nèi)可以使用網(wǎng)格和標(biāo)線輔助設(shè)計(jì)，當(dāng)選擇【Tools】菜單下的【Grid and Rulers】選項(xiàng)時(shí)即可打開下圖所示的網(wǎng)格和標(biāo)線對(duì)話框。2021/7/24332021/7/2434 屬性檢查器提供所選擇對(duì)象的可設(shè)置屬性列表及當(dāng)前屬性值，并可以進(jìn)行手動(dòng)設(shè) 置 ， 當(dāng) 選 擇 【 V i e w 】

9、 菜 單 下 的【Property Inspector】選項(xiàng)時(shí)即可打開類似下圖所示的屬性檢查器。2021/7/24352021/7/2436 對(duì)象瀏覽器可以顯示圖形窗口中所有對(duì)象的繼承關(guān)系。2021/7/2437 GUIDE能夠創(chuàng)建菜單欄和上下文菜單。 當(dāng)選擇【Tools】菜單下的【Menu Editor】選項(xiàng)時(shí)即可打開下圖所示的菜單編輯器。2021/7/2438 2021/7/2439（1）菜單欄菜單 使用【New Menu】工具欄創(chuàng)建一個(gè)菜單； 指定其隸屬關(guān)系； 指定其屬性。 下圖顯示一個(gè)設(shè)計(jì)的菜單，當(dāng)激活圖形窗口時(shí)即可看到結(jié)果。2021/7/24402021/7/2441 （2）上下文菜

10、單 上下文菜單設(shè)計(jì)好后，當(dāng)單擊鼠標(biāo)右鍵時(shí)它隨之出現(xiàn)。 使用【New Context Menu】工具欄創(chuàng)建一個(gè)菜單； 指定其隸屬關(guān)系； 指定其屬性。2021/7/2442 1窗口重畫行為 2命令行訪問 3生成FIG文件和M文件2021/7/2443 在添加控件前，應(yīng)使用GUIDE應(yīng)用程序選項(xiàng)對(duì)話框?qū)UI組態(tài)進(jìn)行設(shè)置。選擇界面設(shè)計(jì)編輯器的【To o l s 】 菜 單 下 的【Application Options】選項(xiàng)打開如下圖所示選項(xiàng)對(duì)話框。2021/7/24442021/7/2445 該對(duì)話框能夠設(shè)置的選項(xiàng)如下： 窗口重畫行為（Resize behavior）； 命 令 行 訪 問 （ C

11、 o m m a n d - l i n e accessibility）； 生成FIG文件和M文件（Generate FIG-file and M-file）； 生成回調(diào)函數(shù)原型（Generate callback function prototypes）；2021/7/2446 同一時(shí)刻僅允許運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序?qū)嵗℅UI allows only one instance to run (singleton) ）； 使用系統(tǒng)背景顏色設(shè)置（Using the system background colors）； 僅生成FIG文件（Generate FIG-file Only）。2021/7/2

12、447 GUI界面設(shè)計(jì)是通過使用界面設(shè)計(jì)編輯器進(jìn)行的，控件的布置前面已經(jīng)介紹，但在布置后往往需要定義控件的屬性。2021/7/2448 用鼠標(biāo)雙擊該控件，即可看到其對(duì)應(yīng)的屬性檢查器。 當(dāng)?shù)谝淮螌粹o布置在界面后，雙擊該按鈕即可看到如下圖所示的屬性檢查器，其中包含屬性Tag和Callback。2021/7/24492021/7/2450 1M文件及數(shù)據(jù)管理 2回調(diào)函數(shù)的使用方法 3圖形窗口的行為控制2021/7/2451 GUI的編程方法： 系統(tǒng)生成的應(yīng)用程序M文件的含義，以及利用句柄結(jié)構(gòu)體管理GUI數(shù)據(jù)的方法； GUI控件回調(diào)函數(shù)的類型和中斷方法； GUI圖形窗口的行為控制。2021/7/24

13、52 （1）M文件 GUI的一個(gè)重要任務(wù)就是通過控件響應(yīng)指定行為。 GUIDE給添加到應(yīng)用程序M文件中的回調(diào)函數(shù)自動(dòng)命名，并使控件被激活時(shí)該函數(shù)能夠被調(diào)用。2021/7/2453（2）數(shù)據(jù)管理 GUIDE使用應(yīng)用程序M文件來定義和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取，文件中包含所有GUI控件對(duì)象句柄的結(jié)構(gòu)體handles。2021/7/2454 （1）回調(diào)函數(shù)類型 圖形對(duì)象的回調(diào)函數(shù) ButtonDownFcn：當(dāng)用戶將鼠標(biāo)放置在某個(gè)對(duì)象時(shí)，單擊鼠標(biāo)左鍵，MATLAB將調(diào)用回調(diào)函數(shù)。2021/7/2455 CreatFcn：MATLAB將在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，調(diào)用回調(diào)函數(shù)。 DeleteFcn：MATLAB在刪除對(duì)象

14、之前調(diào)用回調(diào)函數(shù)。2021/7/2456 圖形窗口的回調(diào)函數(shù) CloseRequestFcn：當(dāng)請(qǐng)求關(guān)閉圖形窗口時(shí)，調(diào)用回調(diào)函數(shù)。 KeyPressFcn：當(dāng)用戶在圖形窗口內(nèi)按下鼠標(biāo)鍵時(shí)，調(diào)用回調(diào)函數(shù)。 ResizeFcn：當(dāng)用戶重畫圖形窗口時(shí)，調(diào)用回調(diào)函數(shù)。2021/7/2457 WindowButtonDownFcn：當(dāng)用戶在圖形窗口內(nèi)無控件的地方按下鼠標(biāo)鍵時(shí)，調(diào)用回調(diào)函數(shù)。 WindowButtonMotionFcn：當(dāng)用戶在圖形窗口中移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，調(diào)用回調(diào)函數(shù)。 WindowButtonUpFcn：當(dāng)用戶在圖形窗口中釋放鼠標(biāo)鍵時(shí)，調(diào)用回調(diào)函數(shù)。2021/7/2458 （2）回調(diào)函數(shù)執(zhí)行中

15、斷 默認(rèn)情況下MATLAB允許回調(diào)函數(shù)執(zhí)行中斷，且可以隨時(shí)終止操作，則終止操作對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)將會(huì)中斷裝載數(shù)據(jù)操作對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。2021/7/2459 可執(zhí)行中斷設(shè)置 圖形對(duì)象都包含屬性Interruptible，該屬性的默認(rèn)值為on，表示回調(diào)函數(shù)可以執(zhí)行中斷。2021/7/2460 同時(shí)圖形對(duì)象都包含屬性BusyAction，它有如下兩種可能的取值: queue：將事件保存在事件序列中并等待不可中斷回調(diào)函數(shù)執(zhí)行完畢后處理。 cancel：放棄該事件并將事件從序列中刪除。2021/7/2461 執(zhí)行中斷的規(guī)則 遇到命令drawnow、figure、getframe、pause或waitfor，

16、MATLAB將該回調(diào)函數(shù)掛起并開始處理事件序列。 事件序列的頂端事件要求重畫圖形窗口，MATLAB將執(zhí)行重畫并繼續(xù)處理事件序列中的下一個(gè)事件。2021/7/2462 事件序列的頂端事件將會(huì)導(dǎo)致一個(gè)回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行，MATLAB將判斷回調(diào)函數(shù)被掛起的對(duì)象是否可中斷。 當(dāng)所有事件都被處理后，MATLAB恢復(fù)被中斷函數(shù)的執(zhí)行。2021/7/24633圖形窗口的行為控制 在設(shè)計(jì)GUI時(shí)，需要考慮GUI圖形窗口的行為控制，主要包括如下3種情況: 實(shí)現(xiàn)圖形注釋的工具GUI，通常一幅圖形需要一個(gè)新的工具實(shí)例。2021/7/2464 詢問用戶并阻止MATLAB運(yùn)行直至用戶作出回答，此時(shí)圖形窗口僅可以被觀察。 警

17、告用戶其指定的操作將會(huì)破壞文件的對(duì)話框，該對(duì)話框能夠執(zhí)行用戶所需的操作前強(qiáng)迫用戶作出回答。2021/7/2465 下面3種技術(shù)能夠有效地解決上述3種情況。 允許單個(gè)或多個(gè)GUI實(shí)例同時(shí)運(yùn)行。 在顯示GUI時(shí)阻止MATLAB的運(yùn)行。 使用模態(tài)圖形窗口使用戶只能與當(dāng)前執(zhí)行的GUI進(jìn)行交互。2021/7/24662021/7/24672021/7/24682021/7/24692021/7/2470 編寫函數(shù)，這些函數(shù)都包含在隨圖形用戶界面設(shè)計(jì)時(shí)產(chǎn)生的M文件中。 1圖形用戶界面打開時(shí)自動(dòng)運(yùn)行的函數(shù) simple_gui_OpeningFcn()，其具體代碼序列如下：2021/7/2471 2021/7/24722021/7/247323個(gè)按鈕的回調(diào)函數(shù)（Callback），其具體代碼序列如下：2021/7/24742021/7/24753下拉菜單的回調(diào)函數(shù)（Callback），其具體代碼序列如下：2021/7/24762021/7/24774菜單項(xiàng)Close的回調(diào)函數(shù)（Callback），其具體代碼序列如下：2021/7/2478 最后激活的圖形用戶界面如下圖所示。2021/7/2479 當(dāng)在下拉菜單中選擇【sinc】且單擊【Mesh】按鈕，可得到如下圖所示的結(jié)果。2021/7/2480 當(dāng)選擇【File】菜單下的【Close】選