【教学课件】第九讲MATLAB图形用户界面设计.ppt

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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,2023/8/7,3,9.1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。,2023/8/7,4,例如，以本次试验的内容“计算器”为例。1)功能分析：完成数字的四则运

2、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。,2023/8/7,5,9.2 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-GUI%打开设计工作台启动界面注意：guide命令

3、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。,2023/8/7,6,GUI设计工具的启动界面,2023/8/7,7,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,2023/8/7,8,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

4、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。,用户控件列表：,2023/8/7,9,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相应控件拖拉到设计工作区的相应位置。,2023/8/7,10,2.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

5、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。,2023/8/7,11,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%图形窗名称Resize:off%图形窗不能缩放Tag:mainWnd%图形窗的句柄 handles.mainWnd2)静态文本编辑框的属性设置。

6、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.text1Units:points%文本框度量单位,Units或FontUnits可选择：inches(英寸)，centimeters(厘米)，normalized(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

7、。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。,2023/8/7,12,3)可编辑文本框的属性设置。String:0%初始状态下显示数字0Tag: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String:1Tag: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。,2023/8/7,13,4.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

8、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。,2023/8/7,14,9.4 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

9、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。,2023/8/7,15,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,2023/8/7,16,只用编0的程

10、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 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

11、,string,content);%把空的内容显示出来 handles.start=0;guidata(hObject,handles);%更新句柄结构endcontent=get(handles.edit,string);%把前面输入的内容保存在content中 if(handles.term)%计算结束后，就为空，继续下一次输入 content=;handles.term=0;guidata(hObject,handles);endif(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)

12、;elseout=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,handles);end%-Executes on button press in pushbutton1.,2023/8/7,17,其他从1到9都是一样的程序function pushbutton10_Callback(hObject,eventdata,handles),2023/8/7,18,下面的程序是关于点的程序,if(handles.point)%不

13、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输入 content=;set(handles.edit,string,content);handles.start=0;guidata(hObject,handles);end,2023/8/7,19,content=get(handles.edit,string);if(handles.term)content=;handles.term=0;guidata(hObject,hand

14、les);end out=content,.;set(handles.edit,string,out);handles.repeat=1;handles.point=1;guidata(hObject,handles);end,2023/8/7,20,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

15、);else content=get(handles.edit,string);%把前面的内容取出来保存在content中 handles.term=0;%可以进行运算,2023/8/7,21,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

16、就把handles.repeat置1 guidata(hObject,handles);endend,2023/8/7,22,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;,2023/8/7,23,要注意reset后可以直接输入“”，因为有负数,if(handles.repeat)g

17、uidata(hObject,handles);else out=content,-;set(handles.edit,string,out);handles.repeat=1;guidata(hObject,handles);end,2023/8/7,24,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);,2023/8/7,25,text=strcat(sin(,cont

18、ent,);%把sin()写显示出来括号里是前面输入的内容 set(handles.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,2023/8/7,26,下面是关于计算的程序,if(handles.start)content=0.;set(handles.edit,string,content);guidata(hObject,handles);else,2023/8/7,27,try%把显示的内容进行

19、计算，把结果显示出来，如果出现计算错误，则不显示 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);endend,2023/8/7,28,下面是关于reset的程序,content=0.;set(handles.edit,string,content);hand

20、les.start=1;handles.term=0;handles.repeat=0;handles.point=0;handles.bracket=0;guidata(hObject,handles);,2023/8/7,29,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,2023/8/7,30,2.用户菜单制作函数H=uimenu(H_parent,pName,pVar

21、iable,)其中，H_parent为菜单父句柄，可以是窗口或上一级菜单pName和pVariable成对出现，设置菜单的一个属性。现场菜单(右键菜单)Hm=uicontextmenu;H=uimenu(Hm,pName,pVariable,)Set(H_parent,uicontextmenu,Hm)其中，H_parent是与这个现场菜单相关联的对象的句柄。利用 H=uimenu 和 set(H)指令可以查看菜单的属性列表。,常用的菜单属性：label:菜单显示的字符，&X形式代表简捷键，Alt+X作用 callback:回调函数 accelerator:快捷键，Ctrl+X作用 separ

22、ator:on/off 该菜单上方显示分隔线 checked:on/off 该菜单项的检录符 enable:on/off 该菜单是否可选 visible:on/off 该菜单是否可见,2023/8/7,31,例9-1 用户菜单的制作,p=peaks(30);colors=summer,hot,copper;H0=figure;set(H0,menubar,none);surf(p);%制作color菜单H1=uimenu(H0,label,2023/8/7,32,小结,1.掌握图形用户界面设计工具，实现静态界面的设计。2.掌握GUI工具生成的M文件的结构，以便编写回调函数。3.利用M函数文件实现图形界面的方法。uicontrol,uimenu,uicontextmenuuserdata4.综合GUI工具和M函数文件完成更加灵活的界面设计。注意：利用对象的tag属性可以方便的获取对象句柄，保证回调程序正确运行，建议对象的tag属性采用具有特定含义的字符来表示。,2023/8/7,33,2023/8/7,34,2023/8/7,35,2023/8/7,36,2023/8/7,37,GUI设计工具的启动界面,2023/8/7,38,GUI设计工作台,设计工作区,菜单条,