第八讲 MATLAB GUI图形用户界面

1、第九讲 MATLAB 图形用户界面设计,设计原则和一般步骤 图形用户界面设计工具介绍 用户控件的制作 用户菜单的制作 回调函数 M函数文件实现图形用户界面 实验一：计算器程序,2020/7/15,3,9.1设计原则和一般步骤,1)分析界面所要实现的主要功能，明确设计任务。 2)绘界面草图，注意从使用者的角度来考虑界面布局。 3)利用GUI设计工具制作静态界面。 4)编写动态功能程序。 注意： 1)先完成大致界面布局，再编写功能程序。 2)界面风格要一致，且符合使用习惯。例如，一般习惯图形区在上面或左面，控制区在下面或右面等等。,2020/7/15,4,例如，以本次试验的内容“计算器”为例。 1

2、)功能分析：完成数字的四则运算，以及一部分常用的科学计算：sin, cos, log等等。 2)界面草图：可以有多种风格的界面。给出几种设计草图。 草图一草图二草图三 3)利用GUI设计工具实现草图的布局，caculator.fig。 4)编写相应的程序完成计算器的各项功能， caculator.m。,2020/7/15,5,9.2 图形用户界面设计工具介绍,MATLAB6.5版本的GUI设计工具较前面的版本有很大的改善，设计界面变化很大。 打开GUI设计工作台的命令： guide%打开设计工作台启动界面 guide file%在工作台中打开文件名为file的用户界面 菜单项 File:New

3、-GUI %打开设计工作台启动界面 注意：guide命令中文件名不区分大小写。 打开的GUI启动界面提供新建界面( Create New GUI )或打开已有界面文件( Open Existing GUI )的属性页。新建界面可以选择空白界面、包含有控件的模板界面、包含有轴对象和菜单的模板界面、标准询问窗口等选项。 选择任意一项都会打开GUI设计工作台，对界面静态组成部分进行的具体的修改都在工作台实现。,2020/7/15,6,GUI设计工具的启动界面,2020/7/15,7,GUI设计工作台,设计工作区,主要由4个功能区，六个实用工具组成,菜单条,2020/7/15,8,9.3 用户控件的制

4、作,用户控件列表：,对象选择按钮，用来选取工作区上分布的控件。 单功能按键，按下操作代表一定的功能实现。 双位按键，代表“开”“关”两种状态。 互斥选择按钮，多个选项互斥选择时使用。 互容选择按钮，同时选中多个选项时使用。 编辑文本框，可以自由输入字符，编辑字符串 静态文本框，用于显示注释说明用文字，不可编辑。 滑动块，利用游标滑动，可以获取不同的值。 控件区域框，用于对控件区域进行标识。 列表框，提供多个可供选择的选项，可以互容选择。 弹出框，带有多个选项，只能选择其中一项。 轴对象，用来显示图形。,2020/7/15,9,以“计算器”界面草图一为例。 1. 初步布局，根据草图将控件选择区的

5、相应控件拖拉到设计工作区的相应位置。,2020/7/15,10,2. 修改控件属性,每一个控件都不可能是完全符合界面设计要求的，需要对其属性进行设置，以获得所需的界面显示效果。,可以通过双击该控件，或利用GUI设计工具的下拉菜单View: Property Inspector打开控件属性对话框。属性对话框具有良好的交互界面，以列表的形式给出该控件的每一项属性。 例如右图是“+”按钮的属性列表。,2020/7/15,11,下面对各控件的主要属性进行一下说明。 1)双击设计工作区的空白部分，打开整个图形窗的属性框。 MunuBar: none%图形窗是否使用标准菜单 Name: caculator

6、%图形窗名称 Resize: off%图形窗不能缩放 Tag: mainWnd%图形窗的句柄 handles.mainWnd 2) 静态文本编辑框的属性设置。 FontSize: 15%字体大小 FontUnits: points%字体大小的度量单位 HorizontalAlignment: Center%对齐方式 String: Expression%待显示的字符 Tag: text1%该静态文本框的句柄handles.text1 Units: points%文本框度量单位,Units或FontUnits可选择：inches(英寸)，centimeters (厘米)， normalized(

7、按比例缩放)，points(点阵)， pixels (像素)， characters(字符)。如果选择normalized，那么当resize设为on时，控件或字体大小随着整个窗口的缩放而改变。 水平对齐方式 HorizontalAlignment可以是left, center, right。 控件句柄Tag有默认值，建议修改为带有具体含义的字符串，以增加程序可读性和方便回调函数调用。,2020/7/15,12,3)可编辑文本框的属性设置。 String: 0%初始状态下显示数字0 Tag: pExp%可编辑文本框的句柄 其它和静态文本框相同 4)单功能按钮属性设置。以按钮“1” 为例 Str

8、ing: 1 Tag: p1 其它和静态文本框相同。 3. 精细调整 利用对齐工具，排列控件的位置，使控件的大小、位置更加协调。,2020/7/15,13,4. 界面激活 保存静态界面后，利用工具栏上的运行按钮激活该界面。激活后可以看到两个同名文件：caculator.m和caculator.fig。 caculator.m文件在M文本编辑器中打开， caculator.fig文件显示为操作界面，但是无法实现任何功能，需要编写回调函数。,2020/7/15,14,9.4 回调函数,在M文本编辑器中打开caculator.m文件，可以看到自动生成的回调函数，该函数的命名利用对象句柄进行区分，没有

9、任何执行语句。 回调函数：Tag_Callback(hObject, eventdata, handles)，通过加入自己的处理语句，可以实现所需的功能。 其中：hObject是该控件的句柄；eventdata是备用参数，目前没有定义；handles是用户数据，本身是一个结构数组，存放了当前窗口的所有对象的句柄，包括图形窗本身、所有控件和菜单的句柄。并且可以增加一些域用来传递用户数据。 利用guidata( H, handles )可以更新 H 的用户数据。,2020/7/15,15,先设5个参数 handles.start=1; %不能一开始输入运算符号 handles.term=0; %运

10、算完，进行新的运算 handles.repeat=0; %不能重复输入运算符号 handles.point=0; %不能重复输入点 handles.bracket=0; %输入sin,cos,log,log10后不能在输入数字，只能输入运算符号,2020/7/15,16,只用编0的程序来说明，其他从1到9都是一样的程序,function pushbutton0_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton0 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined

11、in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) if(handles.start) %如果没有数字按入，一开始运算符号无法输入 content=; set(handles.edit,string,content); %把空的内容显示出来 handles.start=0; guidata(hObject, handles); %更新句柄结构 end content=get(handles.edit,string); %把前面输入的内容保存在content中 if(

12、handles.term) %计算结束后，就为空，继续下一次输入 content=; handles.term=0; guidata(hObject, handles); end if(handles.bracket) %sin,cos,log,log10输入后，不能在接数字，只能接运算符号 guidata(hObject, handles); else out=content,0; %把0与前面的内容相连起来 set(handles.edit,string,out); %把新内容显示出来 handles.repeat=0; %数字输入完可以输入运算符号了 guidata(hObject, h

13、andles); end % - Executes on button press in pushbutton1.,2020/7/15,17,其他从1到9都是一样的程序 function pushbutton10_Callback(hObject, eventdata, handles),2020/7/15,18,下面的程序是关于点的程序,if(handles.point) %不能连续输入点 guidata(hObject, handles); else handles.repeat=1; %输入点后不能在输入运算符号 if(handles.start) %如果没有数字按入，一开始运算符号无法

14、输入 content=; set(handles.edit,string,content); handles.start=0; guidata(hObject, handles); end,2020/7/15,19,content=get(handles.edit,string); if(handles.term) content=; handles.term=0; guidata(hObject, handles); end out=content,.; set(handles.edit,string,out); handles.repeat=1; handles.point=1; guid

15、ata(hObject, handles); end,2020/7/15,20,下面是关于加法的程序,function pushbutton11_Callback(hObject, eventdata, handles) if(handles.start) %如果没有数字按入，一开始运算符号无法输入 content=0.; set(handles.edit,string,content); guidata(hObject, handles); else content=get(handles.edit,string); %把前面的内容取出来保存在content中 handles.term=0;

16、 %可以进行运算,2020/7/15,21,handles.point=0; %可以输入点 handles.bracket=0; %运算符号后可以输入sin,cos,log ,log10 if(handles.repeat) %前面有运算符号，就不允许在输入运算符号 guidata(hObject, handles); else out=content,+; set(handles.edit,string,out); handles.repeat=1; %输入加号后就把handles.repeat置1 guidata(hObject, handles); end end,2020/7/15,2

17、2,下面是关于减法的程序,if(handles.start) content=; set(handles.edit,string,content); handles.start=0; guidata(hObject, handles); end content=get(handles.edit,string); handles.term=0; handles.bracket=0;,2020/7/15,23,要注意reset后可以直接输入“”，因为有负数,if(handles.repeat) guidata(hObject, handles); else out=content,-; set(h

18、andles.edit,string,out); handles.repeat=1; guidata(hObject, handles); end,2020/7/15,24,下面是关于sin的程序,if(handles.start) content=0.; set(handles.edit,string,content); guidata(hObject, handles); else content=get(handles.edit,string);,2020/7/15,25,text=strcat(sin(, content,); %把sin()写显示出来括号里是前面输入的内容 set(h

19、andles.edit,string,text); %把内容显示出来 handles.point=1; %sin后不能在允许在输入点 handles.bracket=1; %sin()后不能直接跟数字 guidata(hObject, handles); end,2020/7/15,26,下面是关于计算的程序,if(handles.start) content=0.; set(handles.edit,string,content); guidata(hObject, handles); else,2020/7/15,27,try %把显示的内容进行计算，把结果显示出来，如果出现计算错误，则不

20、显示 content=get(handles.edit,string); result=eval(content); %对字符型表达式进行计算 set(handles.edit,string,num2str(result); handles.term=1; handles.point=0; guidata(hObject, handles); catch guidata(hObject, handles); end end,2020/7/15,28,下面是关于reset的程序,content=0.; set(handles.edit,string,content); handles.start

21、=1; handles.term=0; handles.repeat=0; handles.point=0; handles.bracket=0; guidata(hObject, handles);,2020/7/15,29,9.5 M函数文件实现图形用户界面 exm05_1.m,1. 用户控件制作函数： H=uicontrol( H_parent,style,Sv, pName, pVariable,) H为该控件的句柄，H_parent为控件父句柄，Sv为控件类型 pName和pVariable为一对值，用来确定控件的一个属性。 例如： H0=caculator; H1=uicontro

22、l(H0,style,text,. horizontalalignment,left,. position,0.65,0.05,0.8,0.05,. units,normalized,. string,Design by minnow); 轴对象直接利用axes命令生成： H1=axes(position,0.1, 0.1, 0.5, 0.5),pushbutton togglebutton radiobutton checkbox edit text slider frame listbox popupmenu,Position四个参数的含义： x_begin, y_begin, x_lenth, y_lenth,2020/7/15,30,