600字范文 > MATLAB图形用户界面设计

MATLAB图形用户界面设计

时间：2021-08-05 20:50:30

相关推荐

MATLAB图形用户界面设计

一、基本概念

图形用户界面（Graphical user interfaces，GUI）是由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等组件构成的一种人与计算机通信的界面显示格式。在该系统中，允许用户使用鼠标等输入设备操纵屏幕上的突变或者菜单选项，以选择命令、调用文件、启动程序或执行其他一些日常任务。

在MATLAB中，图形用户界面通常是一种包含多种图形对象的界面，典型的图形界面包括图形显示区域，功能按钮控件以及用户自定义的功能菜单。为了让界面实现各种功能，需要对各个图形对象进行布局和编程。这样，当用户通过鼠标或键盘选择、激活这些图形对象时，就能执行相应的事件行为。

一般采用M文件和GUI工具箱两种方式结合来设计用户交互界面。

1、图形用户句柄：

在MATLAB图形界面设计的过程中，MATLAB每创建一个图形对象时，都会为该对象分配唯一的一个值用以标识该对象，称其为图形对象的句柄（Handle）。句柄具有唯一性，不同对象的句柄不会重复和混淆。通过句柄可以实现对该对象的各种控制和各种属性的设置。

在MATLAB中利用get（）函数获取对象的属性值。

在MATLAB中利用set（）函数设置对象的属性值。

在MATLAB中利用findobj（）函数查找对象可以获得对象的句柄。

2、图形用户界面开发环境

进行图形界面化设计，通常用两种方法：

通过M文件创建图形界面；

通过GUI工具箱设计图形界面（命令行方式：guide；菜单方式）

MATLAB提供了一套可视化的创建图形窗口的工具，使用图形用户界面开发环境可以方便地创建GUI应用程序，它可以根据用户设计的GUI布局，自动生成M文件的框架，用户可以使用这一框架编制自己的应用程序。

工具

2.1 常用的用户界面设计工具

布局编辑器

位置调整工具

属性查看器

对象浏览器

Tab顺序编辑器（使用该工具，可以设置用户按下键盘上的Tab键时，对象被选中的先后顺序。）

3 菜单设计

两种方法建立用户菜单：

利用菜单编辑器；

利用MATLAB提供的uimenu（）函数。

3.1 菜单编辑器包括菜单的设计和编辑，共有8个快捷键，可以利用它们任意添加或者删除菜单，可以设置菜单项的属性，包括名称（Label）、标识(Tag）、选择是否显示分割线、是否在菜单前加上选中标记、调用函数（callback）。

3.2 菜单对象常用属性：公共属性、特殊属性、外观属性

公共属性：子对象、父对象、标签（Tag）、类型（Type）、用户数据（UserData）、使能、可见性。

特殊属性：回调属性（Callback）、菜单名。

外观属性：位置、分隔线、检录符、前景颜色。

Tag：用于定义菜单对象的标识值，取值为字符串。一旦Tag属性被定义，那么在任何程序中均能通过该标识找出菜单对象。

**UserData：**用于保存与该菜单对象相关的重要数据或信息，从而达到传输数据或信息的目的，它的取值是一个矩阵。可以使用set()和get()函数访问该属性。

Callback：Tag_Callback（hObject, evevdata, handles），用于加入用户的处理语句以实现所需功能。其中hObject是控件的句柄；evevdata是备用参数；handles是一个结构数组，存放当前窗口所有对象的句柄，包括图形窗、所有控件和菜单的句柄，且可以增加一些域来传递用户数据。

3.3 快捷菜单

快捷菜单是右击某对象时在屏幕上弹出的菜单。这种菜单出现的位置时不固定的，而且总是和某个图形对象相联系。在MATLAB中使用uicontextmenu函数和图形对象的UIContextMenu属性来建立快捷菜单。

4 对话框设计

在图形用户界面程序设计中，对话框是重要的信息显示及获取输入数据的用户界面对象。使用对话框，可以使应用程序的界面更加友好，使用更加方便。MATLAB提供了两类对话框，一类为Windows的公共对话框，另一类为MATLAB风格的专用对话框。

4.1 公共对话框

公共对话框是利用Windows资源的对话框，包括文件打开、文件保存、颜色设置、字体设置、打印设置、打印预览、打印等。还有一些其他的，可以自行了解。

① 文件打开对话框

② 文件保存对话框

③

4.2 MATLAB专用对话框

主要包括：帮助、错误信息、信息提示、警告信息等对话框。

① 错误信息对话框

② 帮助对话框

③ 信息提示对话框

④ 进程条

⑤ 输入对话框

⑥ 警告信息对话框

5 GUI的控件简介

在MATLAB的图形界面设计中，添加、使用图形控件是非常重要的。

5.1 常用控件简述

控件对象是事件响应的图形界面对象。当某一件事发生时，应用程序会做出响应并且执行某些预定的功能子程序（Callback）。MATLAB中的控件主要有两种：动作控件和静态控件。其中动态控件在鼠标单击后会产生相应的响应。

① 控件类型

按钮（Push Button）

切换按钮（Toggle Button）

单选按钮（Radio Button）

复选框（Check Box）

列表框（List Box）

弹出式菜单（Popup Menu）

可编辑文本（Edit Box）

滑块（Slider）

静态文本（Static Text）

边框（Frame）

轴（Axes）

② 控件属性

公共属性：所有控件对象都具有的属性。特有属性：控件对象作为图形对象所具有的属性。

控件对象的公共属性：

Children：取值为空矩阵，因为控件对象没有自己的子对象。

Parent：取值为某个图形窗口的句柄，该句柄表明了控件对象所在的图形窗口。

Tag：取值为字符串，定义了控件的标识值。在所有的程序中均可通过这个标识值控制该控件对象。

Type：取值为uicontrol，用于表明图形对象的类型。

UserData：用于保存与该控件对象相关的重要数据和信息。

Visible：取值为on或off。

控件对象的基本控制属性：这些属性基本上定义了控件的外观和其需要响应的函数。

BackgroundColor：

Callback：取值为字符串，可以是某个M文件名或者一小段MATLAB语句，当某个控件对象被用户激活时，应用程序就会运行该属性定义的子程序。

Enable：取值为on，inactive、off。

Extend：

Max：

Min：记录控件对象标题字符的位置和尺寸。

String：取值为字符串或快数组，定义控件对象标题或选项内容。

Style：取值可以是pushbutton、checkbox、slider，定义控件的外观样式。

Unit：定义控件的度量单位。

Value：取值可以是矢量也可以是数值，其含义及解释依赖于控件对象的类型。

**控件对象的修饰属性：**这些属性主要用于定义控件中字体的颜色、大小属性。

FrontAngle

FontName：取值为控件标题等字体的字库名。

FontSize

FontUnit

FontWeight

HorizontalAligment：定义该控件对象标题等的对齐方式

**控件对象的辅助属性：**这些属性主要用于辅助完善整个控件的功能。

ListboxTop：取值为数量值，用于listbox控件对象。

SlideStop：取值为两元素矢量，用于slider控件对象。

Selected：取值为on或off。

Callback管理属性：这些属性主要用于定义回调函数的一些响应属性。

BusyAction：取值为cancel或者queue。

ButtDownFun：取值为字符串，一般为某个M文件或者一小段MATLAB程序。

Creatfun：取值为字符串，一般为某个M文件或者一小段MATLAB程序。

Deletfun：取值为字符串，一般为某个M文件或者一小段MATLAB程序。

HandleVisibility：取值为字符串，一般为某个M文件或者一小段MATLAB程序。

HandleVisibility：取值为on、callback或off。

③ 控件的操作

MATLAB提供了用于建立控件对象的函数uicontrol()。

一般情况下，在进行具体的GUI设计时我们只需要按照设计的具体需求，进行布局设计，程序编程，对String属性值进行修改即可。

6、MATLAB之GUI通俗理解

MATLAB GUI遵循的是“分发”的规则，属于典型的时间驱动型的，所有的函数都处于待命的状态，一旦有所动作，就会触发相关函数实现某种功能。

GUI的所有控件使用同一个handles结构体，handles结构体中保存了图形窗口中所有对象的句柄，可以使用handles获取或设置某个对象的属性。

上图中，第一层为根对象；其可以包含一个或多个图像窗口，每一个图形窗口可包含一组或多组坐标轴。

第二层是图形窗口对象，也称figure对象，它表示整个图像窗口，是根的直接子对象。

第三层是坐标轴对象和用户接口对象，是figure的直接子对象。坐标轴对象是核心对象和组对象的父对象，用于数据的可视化；用户接口对象，也称为UI对象，用于MATLAB与用户之间的交互操作，它包括面板和按钮组，uicontrol控件，菜单、表格、右键菜单和工具栏。

第四层是核心对象和组对象。核心对象为所有绘图的基本元素；组对象为多个核心对象组合而成的坐标轴子对象。

创建对象时，MATLAB会返回一个用于标识此对象的数值，称为该对象的句柄。每个对象都有独一无一的句柄，通过操作句柄，可查看对象所有属性或修改大部分属性。

根对象的句柄值为0，图形窗口的句柄值默认为正整数，其他对象的句柄值为系统随机产生的正数。

二、 MATLAB之GUI的界面基本介绍

通过文件—>预设—>来设计控件的展示方式。

③ 查看

主要功能：是否显示工具条、状态栏、并可查看当前选中的控件的属性，查看当前GUI包含的所在空间，查看当前GUI界面的代码，查看选中空间的回调函数。

④ 布局

主要功能：

⑤工具

（16）菜单编辑器

包括菜单栏（GUI上方的菜单选项卡），右键弹出菜单。

(20)属性检查器

调出当前选中控件的所有属性，important，GUI的设计，其实就是对各个控件属性的操作并匹配一定的脚本程序来完成的。

（21）控件查看器

当前Figure包含的所有控件。

（22）运行

（23）按钮控件

其常用的属性：有Tag（每个控件对应的唯一身份标识/一旦Tag属性被定义，那么在任何程序中均能通过该标识找出菜单对象。）

FontSize（按钮上显示字体的大小），String（按钮上显示的内容），Callback（按钮按下后执行的执行内容，按钮一般代表着回调函数）

在这里插入图片描述

至此，MATLAB之GUI基本操作介绍完毕。

三、基本实例介绍

在不添加任何控件的情况下，会有三个以GUI01为头的函数，分别对应GUI窗口界面，GUI打开时预处理函数，GUI界面的输出，一般这三个默认函数不要自行改动，最多就是在OpeningFuc函数中进行数据的预置。

GUI界面的好处是，在生成任何一个回调函数时，都会生成一个注释及该回调函数可能用到的形参，非常方便，而GUI界面开发主要用到的函数有set，get，setappdata，getappdata，传送参数有handles,eventdata后续使用中会发现其用的非常非常多。

基本步骤如下：

1.首先，往开发界面中拖入一个StaticText,双击该控件，调出其属性菜单，修改其FontSize属性值为14、ForegroundColor属性值选为红色、String属性值设置为请输入相加的两个数：

2、再拖入两个Edit Text(右击控件拖动为复制控件),三个Static Text,一个PushButton按钮，调整一下画幅大小（GUI主界面的右下角黑点）如图所示

3、依次设置各控件的属性。（从左至右，从上到下）

至此，界面设计完毕。

5、回调函数的编写，右击按钮，查看回调，回调函数。

会将编辑器打开，而且，其函数的开头是以按钮的Tag(Add)开头，其参数有hObject,eventdata,handles,在这个案例中，我们使用handles就可以。

在函数下面写入如下代码：

sum_value1=str2num(get(handles.sum1,'String'));sum_value2=str2num(get(handles.sum2,'String'));sum=sum_value1+sum_value2;set(handles.sum_value,'String',num2str(sum));

代码讲解：

用get函数分别获得输入框中的文本内容，其中，对象由handles.Tag来唯一对应，sum1就是第一个编辑框的Tag，String为其输入框的一个属性，正好对应文本，但是，数学的运算只能是数字计算，所以出现str2num这个函数，不用的话计算结果会出错，是将字符串变成数字。对两个数值进行相加后，同理，num2str将数字转变成字符串，利用set函数送到第三个Static Text中，其Tag为sum_value。

运行（F5或点脚本运行按钮）以后在第一个框中输入数字，第二个框中输入数字，点击计算，会出现以下结果：其界面的名字与fig及m文件的名字一致。

到此，脚本的组成，回调函数的添加，按钮控件Push Button与文本控件Edit Text及Static Text的应用就介绍完成。

以上主要参考：

matlab操作之GUI

MATLAB操作之GUI实例

[MATLAB程序设计基础与应用]