MATLAB GUI图形界面实现串口通讯实时绘图（一）
MATLAB GUI图形界面实现串口通讯实时绘图（一）
- 前言
- 串口通讯
- 实时绘图
- GUI图形界面
- 遇到的问题
- 完整代码
前言
之前做了一些概念性的理解，现在把实现GUI界面串口实时绘图的主要注意方面记录一下，以防以后忘记。
主要参考了文库的一篇文库的MATLAB串口操作教程，翻译的应该是官方的教程。基础的东西不再提了，说一下需要注意的地方
串口通讯
- 最好在使用
s=serial(‘COM1’);命令打开串口之前，写上delete(instrfindall)；就是关闭其他没有在用的端口。 s.ReadAsyncMode='continuous';或者s.ReadAsyncMode='manual';其中’continuous’模式是发完一段一起读进来，'manual’是有啥就读。- 在发过来的字符串中，刚刚打开时字符串不完整，使用
if length(out)<73
continue
else
......
语句来判断发送过来的字符串完整度，其中continue的作用是直接返回下一个循环不再向下执行语句。
- 使用完后要将打开的端口关闭，这是个好习惯
实时绘图
-
实时绘图的方法有这几个，还了解过animateline结合addpoints和drawnow的方法，但是貌似只能适用一条曲线，我要画出6条，所以不适用（有大神能实现可以讨论一下啊）。最后选择了hold on模式下的 动态多条曲线(即时数据) 的方法，其中
plot(x,y,'EraseMode','background','MarkerSize',5);的’EraseMode‘,'background’被提示不用了（Matlab版本2017b），将其删除后效果不变，不影响运行。 -
若要实现x轴的实时变化就需要对坐标轴进行实时改动
...... x_qujian=0; axis([x_qujian x_qujian+10 20000 50000]) ...... for i=1:1000 ...... drawnow x_qujian=x_qujian+0.1; axis([x_qujian x_qujian+10 min(min(b1)) max(max(b1))]) ..... end
其中…为其他中间过程，省略。b1为矩阵，写成上面代码中的样子是为了实时调整纵坐标范围，使曲线一直显示在坐标中。
- 根据上述的教程中的方法，编写多条动态曲线时，需要事先写上在
plot中…相当于是定义出来吧，例如real_plot=plot(x_p,y_p1,x_p,y_p2,x_p,y_p3,x_p,y_p4,x_p,y_p5,x_p,y_p6,'MarkerSize',5);我想以x_p为横坐标y_p?为纵坐标画6条曲线，就需要事先这样写。纵坐标的数据必须放到不同的变量中，如果放到同一个矩阵中利用取行列的方式表示，就不能画出曲线，原因未知。设置多条动态曲线的格式如下
hold on
x_p=[x_p 5+0.1*(j+1)];
y_p1=[y_p1 b1(j,1)];y_p2=[y_p2 b1(j,2)];y_p3=[y_p3 b1(j,3)];y_p4=[y_p4 b1(j,4)];y_p5=[y_p5 b1(j,5)];y_p6=[y_p6 b1(j,6)];
set(real_plot(1),'XData',x_p,'YData',y_p1)
set(real_plot(2),'XData',x_p,'YData',y_p2)
set(real_plot(3),'XData',x_p,'YData',y_p3)
set(real_plot(4),'XData',x_p,'YData',y_p4)
set(real_plot(5),'XData',x_p,'YData',y_p5)
set(real_plot(6),'XData',x_p,'YData',y_p6)
drawnow
x_p是每条曲线的起始点，通过不断给x_p赋值来时曲线更新，赋值方式与横坐标轴的赋值方式最好一致。
- 有一个清空缓冲区的命令
fread(s,s.BytesAvailable);原理未知。
GUI图形界面
先看一下GUI图形界面的整体布局以及实现功能（数据转化肯定不准确，后期需要优化，先看功能实现）
- 端口号是利用
seriallist函数获得活跃端口，存储到矩阵中，在显示在下拉菜单中，目前手头只有一个串口，无法测试功能完整性（目测会在矩阵cell与string之间转换出现问题） handles.***是将属性名为***的值在不同的控件中传递，但好像只有原始的handles.***的值发生改变后才会使这个变量变化，若在其他控件中改变其值，返回后仍为原值（应该是所谓的局部变量吧）。在每次给handles.***赋值后，要用guidata(hObject, handles);将结构更新- 如果需要在很多控件中使用并改变变量值，需要使用全局变量
global *** - 按钮的字符串互相转换，是利用
strcmp对比字符串函数实现 - 在不同的坐标轴中画图，要利用
plot(handles.axes1,x,y)。改变横纵坐标利用handles.axes3.XLim和handles.axes3.YLim。改变其他参量，双击参看属性值。
遇到的问题
- 目前对中断回调还不是很明白，不太会用，回调函数是自己创建的么？我想实现一个打开串口错误就退出重新加载窗口的回调函数，怎么实现？
完整代码
- 其中
pushbutton4为GUI中的打开串口按钮，pushbutton1为清零按钮，
function varargout = chuankou02(varargin)
gui_Singleton = 1;
gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ...
'gui_Singleton', gui_Singleton, ...
'gui_OpeningFcn', @chuankou02_OpeningFcn, ...
'gui_OutputFcn', @chuankou02_OutputFcn, ...
'gui_LayoutFcn', [] , ...
'gui_Callback', []);
if nargin && ischar(varargin{1})
gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});
end
if nargout
[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
else
gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
end
% End initialization code - DO NOT EDIT
% --- Executes just before chuankou02 is made visible.
function chuankou02_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 data (see GUIDATA)
% varargin command line arguments to chuankou02 (see VARARGIN)
% Choose default command line output for chuankou02
handles.output = hObject;
%初始化参数
saomiao=seriallist;
set(handles.popupmenu2,'string',saomiao)
handles.x_qujian=0;
global j_0
j_0=1;
guidata(hObject, handles);
% UIWAIT makes chuankou02 wait for user response (see UIRESUME)
% uiwait(handles.figure1);
function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global j_0
j_0=handles.j;
guidata(hObject, handles);
% --- Executes on button press in pushbutton2.
function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton4 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global s j_0 biaoji
if strcmp(get(handles.pushbutton4,'string'),'打开串口')
try
delete(instrfindall) %关闭没用的，这句很重要
duankou_zhi=get(handles.popupmenu2,'value');
duankou_zong=get(handles.popupmenu2,'string');
handles.duankou=duankou_zong(duankou_zhi,:);
handles.botelv=str2double(get(handles.edit1,'string'));
s=serial(handles.duankou);%创建串口
set(s,'BaudRate',handles.botelv); %设置波特率
set(s,'inputBufferSize',1024000) %设置输入缓冲区域为1M
s.ReadAsyncMode='continuous';
fopen(s);
biaoji=1;
set(handles.pushbutton4,'string','关闭串口');
msgbox(['打开',handles.duankou,'成功']);
catch err
msgbox('打开失败');
end
x_qujian=handles.x_qujian;
hold off
x_p=5;
y_p1=0;y_p2=0;y_p3=0;y_p4=0;y_p5=0;y_p6=0;
real_u_plot=plot(handles.axes1,x_p,y_p1,x_p,y_p2,x_p,y_p3,x_p,y_p4,x_p,y_p5,x_p,y_p6,'MarkerSize',5);
handles.axes1.XLim=[x_qujian x_qujian+10];handles.axes1.YLim=[20000 50000];
handles.axes1.XGrid='on';handles.axes1.YGrid='on';
x_p_chazhi=5;
y_p_chazhi1=0;y_p_chazhi2=0;y_p_chazhi3=0;y_p_chazhi4=0;y_p_chazhi5=0;y_p_chazhi6=0;
chazhi_u_plot=plot(handles.axes2,x_p_chazhi,y_p_chazhi1,x_p_chazhi,y_p_chazhi2,x_p_chazhi,y_p_chazhi3,x_p_chazhi,y_p_chazhi4,x_p_chazhi,y_p_chazhi5,x_p_chazhi,y_p_chazhi6,'MarkerSize',5);
handles.axes2.XLim=[x_qujian x_qujian+10];handles.axes2.YLim=[-5 5];
handles.axes2.XGrid='on';handles.axes2.YGrid='on';
x_p2=5;
y_p_ft1=0;y_p_ft2=0;y_p_ft3=0;y_p_ft4=0;y_p_ft5=0;y_p_ft6=0;
ft_u_plot=plot(handles.axes3,x_p,y_p_ft1,x_p,y_p_ft2,x_p,y_p_ft3,x_p,y_p_ft4,x_p,y_p_ft5,x_p,y_p_ft6);
handles.axes3.XLim=[x_qujian x_qujian+10];handles.axes3.YLim=[-5 5];
handles.axes3.XGrid='on';handles.axes3.YGrid='on';
net0=load('C_cal_net01');
net=net0.net;
%赋值给表格窗口，实时显示============================================
u_chazhi_juzhen=zeros(4,6);
Ft_2_juzhen=zeros(4,6);
j=1;
for i=1:500
% zhuangtai=s.status
if biaoji==2
biaoji=1;
break
end
out=fscanf(s);
if length(out)<72
continue
else
data_16{j,:}=out;
fenlie_16(j,:)=regexp(data_16{j,:},'\t','split');
a1=fenlie_16{j,1};a2=fenlie_16{j,2};a3=fenlie_16{j,3};a4=fenlie_16{j,4};a5=fenlie_16{j,5};a6=fenlie_16{j,6};
a1(find(isspace(a1)))=[];a2(find(isspace(a2)))=[];a3(find(isspace(a3)))=[];a4(find(isspace(a4)))=[];a5(find(isspace(a5)))=[];a6(find(isspace(a6)))=[];
b1(j,1)=hex2dec(a1(6:9));b1(j,2)=hex2dec(a2(6:9));b1(j,3)=hex2dec(a3(6:9));b1(j,4)=hex2dec(a4(6:9));b1(j,5)=hex2dec(a5(6:9));b1(j,6)=hex2dec(a6(6:9));
%输入电压动态曲线=========================
hold on
x_p=[x_p 5+0.1*(j+1)];
y_p1=[y_p1 b1(j,1)];y_p2=[y_p2 b1(j,2)];y_p3=[y_p3 b1(j,3)];y_p4=[y_p4 b1(j,4)];y_p5=[y_p5 b1(j,5)];y_p6=[y_p6 b1(j,6)];
set(real_u_plot(1),'XData',x_p,'YData',y_p1)
set(real_u_plot(2),'XData',x_p,'YData',y_p2)
set(real_u_plot(3),'XData',x_p,'YData',y_p3)
set(real_u_plot(4),'XData',x_p,'YData',y_p4)
set(real_u_plot(5),'XData',x_p,'YData',y_p5)
set(real_u_plot(6),'XData',x_p,'YData',y_p6)
drawnow
x_qujian=x_qujian+0.1;
handles.axes1.XLim=[x_qujian x_qujian+10];
handles.axes1.YLim=[min(min(b1))-1000 max(max(b1))+1000];
%电压差值动态曲线=================================
hold on
handles.j=j;
u_0=b1(j_0,:);
u_real=b1(j,:);
u_chazhi=u_real-u_0;
x_p_chazhi=[x_p_chazhi 5+0.1*(j+1)];
y_p_chazhi1=[y_p_chazhi1 u_chazhi(:,1)];y_p_chazhi2=[y_p_chazhi2 u_chazhi(:,2)];y_p_chazhi3=[y_p_chazhi3 u_chazhi(:,3)];y_p_chazhi4=[y_p_chazhi4 u_chazhi(:,4)];y_p_chazhi5=[y_p_chazhi5 u_chazhi(:,5)];y_p_chazhi6=[y_p_chazhi6 u_chazhi(:,6)];
set(chazhi_u_plot(1),'XData',x_p_chazhi,'YData',y_p_chazhi1)
set(chazhi_u_plot(2),'XData',x_p_chazhi,'YData',y_p_chazhi2)
set(chazhi_u_plot(3),'XData',x_p_chazhi,'YData',y_p_chazhi3)
set(chazhi_u_plot(4),'XData',x_p_chazhi,'YData',y_p_chazhi4)
set(chazhi_u_plot(5),'XData',x_p_chazhi,'YData',y_p_chazhi5)
set(chazhi_u_plot(6),'XData',x_p_chazhi,'YData',y_p_chazhi6)
handles.axes2.XLim=[x_qujian x_qujian+10];
handles.axes2.YLim=[-100 100];
drawnow
%力/力矩动态曲线================================================
u_min=-310;u_max=781;
u_guiyi=((2*(u_chazhi-u_min))/(u_max-u_min))-1;
FT_guiyi=sim(net,u_guiyi.').';
f_min=-20.5740;f_max=21.7350;
FT=(((FT_guiyi+1)*(f_max-f_min))/2)+f_min;
hold on
x_p2=[x_p2 5+0.1*(j+1)];
y_p_ft1=[y_p_ft1 FT(:,1)];y_p_ft2=[y_p_ft2 FT(:,2)];y_p_ft3=[y_p_ft3 FT(:,3)];y_p_ft4=[y_p_ft4 FT(:,4)];y_p_ft5=[y_p_ft5 FT(:,5)];y_p_ft6=[y_p_ft6 FT(:,6)];
set(ft_u_plot(1),'XData',x_p2,'YData',y_p_ft1)
set(ft_u_plot(2),'XData',x_p2,'YData',y_p_ft2)
set(ft_u_plot(3),'XData',x_p2,'YData',y_p_ft3)
set(ft_u_plot(4),'XData',x_p2,'YData',y_p_ft4)
set(ft_u_plot(5),'XData',x_p2,'YData',y_p_ft5)
set(ft_u_plot(6),'XData',x_p2,'YData',y_p_ft6)
handles.axes3.XLim=[x_qujian x_qujian+10];
handles.axes3.YLim=[-100 100];
drawnow
%赋值给文本窗口，实时显示============================================
Ft_2=roundn(FT,-2);
u_chazhi_juzhen(j,:)=u_chazhi;
Ft_2_juzhen(j,:)=Ft_2;
if j<4
u_chazhi_biaoge=u_chazhi_juzhen;
Ft_2_biaoge=Ft_2_juzhen;
else
u_chazhi_biaoge=u_chazhi_juzhen(j-3:j,:);
Ft_2_biaoge=Ft_2_juzhen(j-3:j,:);
end
set(handles.uitable1,'Data',u_chazhi_biaoge)
set(handles.uitable2,'Data',Ft_2_biaoge)
%==================================================================
j=j+1;
pause(0.1)
guidata(hObject, handles);
% huancun=s.BytesAvailable
if mod(j,100)==0
qinghuancun=fread(s,s.BytesAvailable);
% huancun=s.BytesAvailable
end
end
end
else
try
biaoji=2;
fclose(s);
delete(s)
% clear(s)
set(handles.pushbutton4,'string','打开串口');
msgbox(['关闭',handles.duankou,'成功']);
catch err
msgbox('关闭失败');
end
end
% --- Executes on button press in pushbutton5.
function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to edit1 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles empty - handles not created until after all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white background on Windows.
% See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end
function edit2_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to edit2 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles empty - handles not created until after all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white background on Windows.
% See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end
function edit3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to edit3 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles empty - handles not created until after all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white background on Windows.
% See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end
果然，今天调试时有了两个串口，就出错了，因为是cell类型的，所以传递不了，用char强制转换为string的就行了。具体的将上述第63行改为 s=serial(char(handles.duankou));即可
刚开始学习这方面，很多不懂的，功能都是凑出来的，如果哪位大神觉得有改进的地方，欢迎指出。