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娠暴池
4 years ago
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1 1.4 App Designer 和硬件结合实例 MATLAB App Designer 教程 19 在 1.1 中提到, 笔者认为 App Designer 最的优点之, 就是增加了和业相关的控件, 如 1.3 中提到的 Gauge,Knob,Lamp 和 Switch, 这给程项的 GUI 设计提供了限的可能性本节举个实际的例, 这些业控件去控制物理硬件, 这的硬件是 Arduino Uno, 通过 MATLAB 的 Hardware Support Package, 我们可以在 MATLAB 中的 GUI 中 M 语来控制 Arduino 如何使用 MATLAB Arduino Support Package 什么是 Arduino Support Package Ardunio Support Packages 是 Mathworks 硬件 Support Package 家族的成员之, 它帮我们省去了编写和编译 C 语来控制 Controller 的烦户可以直接通过 MATLAB 和 Arduino 进实时交互如下两代码中, 我们先声明了个 Arduino 对象, 然后指定它的 Digital Pin 13 输出电位 : >> a = arduino; >> writedigitalpin(a,'d13',1); 注意这 * 户 * 没有编译和上载任何程序, 在 MATLAB 中, 和 Arudion 的互动是简单的, 及时的如何安装 Arudino Support Package Arudino Support Package 可以从这免费下载该 Support Package 的安装过程中, 会动帮助下载 Arduino 所需的 Library 和配置 Arudino 所需的运环境如何控制 Arudino 的 Digital Out 和 Analog Out 想和 Arudino 建联系, 先要在 MATLAB 中调 arduino 类的构造函数获得个 Arduino 的对象 >> a = arduino a = arduino with properties: Port: '/dev/tty.usbmodem1421' Board: 'Uno' AvailablePins: {'D2-D13', 'A0-A5'} Libraries: {'I2C', 'SPI', 'Servo'} 接下来调 methods 函数查看 arduino 类持的法 :

2 20 MATLAB 中论坛技术专栏 >> methods(a) Methods for class arduino: addon configuredigitalpin i2cdev readdigitalpin scani2cbus spidev writepwmdutycycle configureanalogpin configurepin playtone readvoltage servo writedigitalpin writepwmvoltage Arduino 共有 14 个数字输出 Port, 调 writedigitalpin 法, 可以控制 arduino 的 Digital 输出 : >> writedigitalpin(a,'d13',1); % Digital Pin 的输出只有 0 和 1 两种 Arduino 没有 Analog Out 的 Pin, 但 Analog 信号的可以通过 PWM 来模拟 (PWM 通过修改输出的 Duty Cycle 来达到模拟 Analog 输出的效果 ): dutycycle = 1/5; for i = 1:5 writepwmdutycycle(a, 'D3', i*dutycycle); pause(1); 上代码中, 我们把 0 到 3.3V 分成了 5 份, 每隔 1 秒钟, 相当于给 D3 增加 1/5 的电压. 如何获得 Arduino 的 Digital In 和 Analog In 调 readdigitalpin, 获得 Digistal Pin 7 的输 >> readdigitalpin(a,'d7') Arduino 板上, 有 A0 到 A5 对应 5 个模拟信号的输, 下通过调 readvoltage 获得 Analog 0 号 Pin 的输电压 : >> readvoltage(a,'a0') 如何利用 App Designer 给 Arduino 设计 Dashboard( 控制台 ) 本例 Arduino Dashboard 设计如下 :

该值来于个物理旋钮 + 右上的 90 Gauge 来表 Digital In 的电压值, 该值来于个物理按钮 + 最后右下的 Switch 来控制开启和关闭 Analog 和 Digital In 的状态 Discrete Knob 和 Knob

3 MATLAB App Designer 教程 21 图 1.20 本例的需求是 :+ 左上的 Discrete Knob 来控制 Digital Out, 其连接个 LED 灯 + 左下 Knob 来控制 Analog Out, 来控制另个 LED 灯的亮度 + 中间的 Gauge 来表 Analog In 的电压值, 该值来于个物理旋钮 + 右上的 90 Gauge 来表 Digital In 的电压值, 该值来于个物理按钮 + 最后右下的 Switch 来控制开启和关闭 Analog 和 Digital In 的状态 Discrete Knob 和 Knob 的刻度值可以在 Component Browser 中定制图 1.21 这样两个 Gauge 在开始的时候是灰的, 这是因为在设计中, 我们需要个 timer 函数来周期的从 DI,AI 那获得收的电压值, 来即时的刷新 GUI 上仪表盘的显我们 Switch 来控制这个 timer 的状态, 在 timer 没有启动的时候, 两个 Gauge 当然没有读数, 所以是 disable 的状态我们需要在 Component Browser 中修改两个 Gauge 的默认值,

22 MATLAB 中论坛技术专栏 enable = false 图 1.22 1.4.

4 22 MATLAB 中论坛技术专栏 enable = false 图如何给 Arduino 连线本例使用到的电子元件 Arduino Uno 若 jumper wire 两个 LED 灯两个 1K 欧姆的电阻个按钮, 个旋钮包板

5 MATLAB App Designer 教程 Frizing 连线图图 1.23 连线表 Arduino D13 LED D7 Button D3(PWM) LED A1 Knob 实际连线图图

6 24 MATLAB 中论坛技术专栏如何编写 Dashboard 的 callback Digital Out 回调函数该回调函数较 Discrete Knob 的 Value, 如果是 On, 控制 Arduino D13 Pin 输出 3.3V, 点亮 LED, 否则输出 0 function DO_callback(app) value = app.do.value; if strcmp(value,'on') writedigitalpin(app.arduinoobj,'d13',1); else writedigitalpin(app.arduinoobj,'d13',0);

MATLAB App Designer 教程 25 Analog Out 回调函数该回调函数通过调整 PWM 的 duty Cycle 来控制 LED 灯的量度, 共 10 级 function AO_callback(app) writedigitalpin(app.arduinoobj,'d3',0); value = app.ao.

7 MATLAB App Designer 教程 25 Analog Out 回调函数该回调函数通过调整 PWM 的 duty Cycle 来控制 LED 灯的量度, 共 10 级 function AO_callback(app) writedigitalpin(app.arduinoobj,'d3',0); value = app.ao.value; dutycycle = value/10; writepwmdutycycle(app.arduinoobj, 'D3', dutycycle); Startup 函数和 timer 回调函数在 GUI 初始化函数中, 先设置好 timer, 其每个 0.5 秒执次 acquisioncallback 函数 function startupfcn(app) app.arduinoobj = arduino; app.acquisiontimer = timer('startdelay', 0, 'Period', 0.5,... 'ExecutionMode',... 'fixedrate'); app.acquisiontimer.timerfcn 该 acquisioncallback 函数可以通过 toolstrip 上的 Add Function 加到类的定义中去图 1.25

8 26 MATLAB 中论坛技术专栏法实现如下 methods (Access = public) function acquisioncallback(app) app.di.value = readdigitalpin(app.arduinoobj,'d7'); app.ai.value = readvoltage(app.arduinoobj,'a1'); % for debug s=sprintf('debug: DI: %d AI %d\n',app.di.value,app.ai.value); disp(s); 其中我们 readdigitalpin,readvoltage 获得 DI,AI 的输, 然后其值去直接更新两个 Gauge 的显

一课程基本情况课程名称工程应用数学 ( 计算机类 ) 编码 51611026 所属部门工业中心课程所属专业课程所属模块数学计算机类任课教师情况 ( 人数 ) 教授副教授讲师助教 3

一课程基本情况课程名称工程应用数学 ( 计算机类 ) 编码 51611026 所属部门工业中心课程所属专业课程所属模块数学计算机类任课教师情况 ( 人数 ) 教授副教授讲师助教 3 附表深圳职业技术学院文化育人示范课程建设项目申请书课程名称工程应用数学 ( 计算机类 ) 课程性质课程负责人所属专业所属部门基础课郑红数学工业中心填表日期 2015-12-28 深圳职业技术学院制二一五年十二月 1 一课程基本