基于MATLAB的连连看开发.doc

西北工业大学课程设计基于Matlab的连连看开发姓名： XXX 班级： XXXXXXXX 学号： XXXXXXXXXX 指导老师： XXX 西北工业大学测控技术与仪器 自动化学院2016年10月18摘要在MATLAB的基础上，利用Simulink的现有库Commonly Used Blocks中的各类常用模块，使用一些基础编程代码，完成连连看的游戏设计。如果将同一模块的输入端与输出端连接之后，虽然从信号线判断其源和目的所连接的模块类型相同，应该注释掉；但是由于句柄一致，可以判断出二者实际上是一个模块，此时也将信号线自动删除，并告知玩家连接的是同一个模块。本次游戏设计中使用了一个主函数创建一个含有double模块的模型系统。callback回调函数delete_pair_blocks.m，判断连线两端模块类型是否相同。利用寄时器callback回调函数delete_pair_bl.m设置模块属性。关键词：Simulink，MATLAB，跳转回调函数，timer目录摘要I目录II一、游戏概述11.1连连看游戏简介11.1.1基本概述11.1.2特点处理11.2 Simulink介绍11.2.1 Simulink简介11.2.2 Simulink的启动21.2.3 Simulink的模块库介绍2二、程序介绍42.1主函数Link_and_Delete.m42.1.1程序代码42.1.2程序描述52.2回调函数delete_pair_blocks.m72.2.1程序代码72.2.2程序描述82.3回调函数delete_pair_bl.m92.3.1程序代码92.3.1程序描述9三、设计过程113.1设计思路113.2设计特色描述113.2.1通过timer产生callback回调函数delete_pair_bl.m设置模块11四、运行结果134.1创建新模型134.2连线134.3连线完成154.4运行缺陷（待解决）164.4.1已存在link_delete.slx情况164.4.2首次运行情况16五、总结17参考资料18一、游戏概述1.1连连看游戏简介1.1.1基本概述连连看，在散乱的模块阵中，将两个相同的模块连线后消除。运行Link_and_Delete.m程序，自动创建模型，模型中随机分布不同种类的模块(位置随机)。用户识别相同的模块，并连线。当所有模块都两两相连的时候，系统判断用户获胜。1.1.2特点处理(1)、模块两两连线后虚化模块两两连线成功后，系统出现提示“You find one pair correctly”，模块整体虚化。保存模块在模型中，便于用户了解模型中使用的全部模块。(2)、模块连线失败后无法后退模块连接失败后无法后退，删除连线时出现“Error”警告。每一个模块都有输入输出两端口，允许一次失败。1.2 Simulink介绍1.2.1 Simulink简介Simulink是Matlab软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与Matlab语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl文件进行存取），进而进行仿真与分析。1.2.2 Simulink的启动（1）在Matlab命令窗口中输入simulink结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。（2）通过Matlab主窗口的快捷按钮来打开Simulink Library Browser窗口。（3）在MATLAB命令窗口中输入simulink3结果是在桌面上出现一个用图标形式显示的Library :simulink3的Simulink模块库窗口。1.2.3 Simulink的模块库介绍Simulink模块库按功能进行分为以下8类子库：Continuous（连续模块）Discrete（离散模块）Function&Tables（函数和平台模块）Math（数学模块）Nonlinear（非线性模块）Signals&Systems（信号和系统模块）Sinks（接收器模块）Sources（输入源模块）二、程序介绍2.1主函数Link_and_Delete.m2.1.1程序代码mdl_name=link_delete;mdl_fullname=mdl_name,.slx; if exist(mdl_fullname,file) try delete(mdl_fullname); catch close_system(mdl_fullname); delete(mdl_fullname); endendnew_system(mdl_name);save_system(mdl_name);open_system(mdl_name);block_lib_path=Simulink/Commonly Used Blocks/;lib_block_name=Gain,Integrator,Data Type Conversion,Saturation,Delay,Discrete-Time Integrator;block_type_num=length(lib_block_name);blocks_num=5;en_num=500;for ii=1:blocks_num ind=randi(block_type_num,1 1); src_str=strcat(block_lib_path,lib_block_name(ind); dst_str=strcat(mdl_name,/,lib_block_name(ind); block_handle=add_block(src_str:,dst_str:,MakeNameUnique,on); pos=get_param(block_handle,position); add_block(src_str:,dst_str:,MakeNameUnique,on,position,pos+en_num*rand);endblocks_handle=find_system(gcs,findall,on,type,block);for ii=1:blocks_num*2 prop=get(blocks_handle(ii); set(prop.PortHandles.Inport,ConnectionCallback,delete_pair_blocks); end 2.1.2程序描述建立一个新的模型并命名mdl_name=link_delete;mdl_fullname=mdl_name,.slx;容错处理：判断当前模型是否是一个已存在模型，若是，删除已有模型，并重新打开新的模型（或先关闭已打开模型）if exist(mdl_fullname,file) try delete(mdl_fullname); catch close_system(mdl_fullname); delete(mdl_fullname); endend后台新建和保存模型，打开新模型new_system(mdl_name);save_system(mdl_name);open_system(mdl_name);在新建的模型中放入模块将模块所在的库的字符串Simulink/Commonly Used Blocks/存入库变量block_lib_path中；将所需模块种类放入变量lib_block_name中block_lib_path=Simulink/Commonly Used Blocks/;lib_block_name=Gain,Integrator,Data Type Conversion,Saturation,Delay,Discrete-Time Integrator;选择模块数量；en_num：模块像素位置的扩大倍数，错开copy的两个模块，视觉上识别模块block_type_num=length(lib_block_name);blocks_num=5;en_num=500;for循环，实现模块的分布:同一个种类的模块不同copy分别存放如模型的不同位置，五次循环，实现10个模块的copyfor ii=1:blocks_numend创建一个1*1随机数，从五个模块索引中随机产生一个整数，选择一个种类ind=randi(block_type_num,1 1);字符串拼接模块全名，得到源模块和目标模块，add_block得到每一个unique的模块名称src_str=strcat(block_lib_path,lib_block_name(ind);dst_str=strcat(mdl_name,/,lib_block_name(ind);获取第一个模块的位置句柄，pos+en_num*rand产生第二个模块的位置句柄（大小不变，位置起点变化），完成copyblock_handle=add_block(src_str:,dst_str:,MakeNameUnique,on);pos=get_param(block_handle,position); add_block(src_str:,dst_str:,MakeNameUnique,on,position,pos+en_num*rand);模块端口属性配置回调函数ConnectionCallbackblocks_handle=find_system(gcs,findall,on,type,block);find_system找到10个既存模块的句柄放入数组blocks_handle（10*1）中for ii=1:blocks_num*2end获取blocks_handle属性，再获取模块端口句柄prop=get(blocks_handle(ii);每个模块的设置ConnectionCallback，触发delete_pair_blocks.m，判断是否匹配相连的两个模块set(prop.PortHandles.Inport,ConnectionCallback,delete_pair_blocks);2.2回调函数delete_pair_blocks.m2.2.1程序代码function delete_pair_blocks(port)persistent tport_prop=get(port);line_prop=get(port_prop.Line);src_bh=line_prop.SrcBlockHandle;dst_bh=line_prop.DstBlockHandle;src_block=get(src_bh);dst_block=get(dst_bh);if strcmp(src_block.BlockType,dst_block.BlockType) disp(You find one pair correctly); if isempty(t) t=timer; end set(t,StartDelay,0.1,TimerFcn,delete_pair_bl,src_bh,dst_bh); start(t);else disp(You find one pair woringly); if isempty(t) t=timer; end set(t,StartDelay,0.3,TimerFcn,delete_pair_line,line_prop.Handle); start(t);end 2.2.2程序描述创建函数delete_pair_blocks.m，获取连线与连线的端口模块，并判断模块种类，若种类相同，则虚化相应模块及连线。通过port获取连线delete_pair_blocks(port)通过句柄，获取连线端口的相应属性port_prop=get(port);line_prop=get(port_prop.Line);寻找端口模块的源和目标句柄，获得相应参数src_bh=line_prop.SrcBlockHandle;dst_bh=line_prop.DstBlockHandle;src_block=get(src_bh);dst_block=get(dst_bh);判断源和目标模块的种类属性是否一致，strcmp对比；显示相应信息，并通过timer产生callback回调函数delete_pair_bl.m设置模块对commentedif strcmp(src_block.BlockType,dst_block.BlockType) disp(You find one pair correctly); if isempty(t) t=timer; end set(t,StartDelay,0.1,TimerFcn,delete_pair_bl,src_bh,dst_bh); start(t);else disp(You find one pair woringly); if isempty(t) t=timer; end set(t,StartDelay,0.3,TimerFcn,delete_pair_line,line_prop.Handle); start(t);end2.3回调函数delete_pair_bl.m2.3.1程序代码function delete_pair_bl(obj,event,src,dst)set_param(src,commented,on);set_param(dst,commented,on);if isempty(find_system(gcs,IncludeCommented,off,type,block) ans_str=questdlg(You Win!Congratulations!Another try?,You Win,Yes,No,Yes);bdclose(gcs); if strcmp(ans_str,Yes) Link_and_Delete;endend end 2.3.1程序描述创建一个timer的callback的回调函数注释src和dst的模块属性set_param(src,commented,on);set_param(dst,commented,on);判断是否所有模块都被连接，游戏是否已结束if isempty(find_system(gcs,IncludeCommented,off,type,block) ans_str=questdlg(You Win!Congratulations!Another try?,You Win,Yes,No,Yes);bdclose(gcs);end同时用户可选择是否重新开始新的模型游戏if strcmp(ans_str,Yes) Link_and_Delete; end三、设计过程3.1设计思路3.2设计特色描述3.2.1通过timer产生callback回调函数delete_pair_bl.m设置模块Simulink在执行callback时不能修改任一的模块，即仿真进行时不能动态注释模块。故在delete_pair_blocks.m中不使用set_param修改，而选择定时器。if isempty(t) t=timer; end set(t,StartDelay,0.1,TimerFcn,delete_pair_bl,src_bh,dst_bh); start(t);定时器启动0.1秒延迟，定时器由Matlab提供，延时后callback回调函数delete_pair_bl.m，并将src_bh、dst_bh作为输入参数。set_param(src,commented,on);set_param(dst,commented,on);延迟的作用在于执行完成主函数callback回调函数delete_pair_blocks.m，同时启动timer的callback，回调函数delete_pair_bl.m中注释源与目标模块，实现多线程并发，提高执行速度。四、运行结果4.1创建新模型方法一：在Matlab命令窗口中输入Link_and_Delete方法二：打开Link_and_Delete.m文件，点击运行快捷按键4.2连线连接两模块的输入与输出端口，系统判断若连线两端的模块属性一致，则在Matlab命令窗口中显示You find one pair correctly ；若连线两段的模块属性不一致，则在Matlab命令窗口中显示You find one pair woringly 由于每个模块都有一个输出与一个输入端口，则每个模块的连线有一次错误的机会，故设计连线过程无法后退，连线无法删除情况一：连线正确情况二：连线失败4.3连线完成Matlab命令窗口中显示如下判断所有模块均连线完成，则出现以下窗口，若点击Yes则开启新的模型，游戏再次开始；