本文主要介绍如何利用MATLAB中的GUI工具来制作串口通信上位机,然后利用单片机读取陀螺仪MPU6050的 数据传送到上位机,利用上位机将数据利用绘图实时显示出来,有一部分是参考网上其它教程,
将在结尾给出参考网址。 一、总体设计原理 PC机有USB接口,可以实现串口通信,通过USB转串口数据线连接单片机,用三根线(收、发、地)来实现数 据的发送,用PL-2303HX作为单片机与PC机间的驱动芯片。串口通信总体设计原理图如图1所示。
图1
二、MATLAB的GUI串口通信设计 GUIDE是一个专用于GUI程序设计的向导设计器。而GUI是由各种图形对象,如图形窗口、图轴、菜单、按钮、 文本框等构建的用户界面,是人机交互的有效工具和方法,通过GUIDE可以很方便地设计出各种符合要求的 图形用户界面。用户可以根据界面提示完成整个工程,却不必去了解工程内部是如何工作的。GUI设计既 可以以基本的MATLAB程序设计为主,也可以以鼠标为主利用GUIDE工具进行设计, 也可综合以上两种方法进行设计。
2.1 GUI界面的整体布局设计 利用MATLAB的GUI界面设计程序界面和功能,利用MATLAB R2014a来实现设计,打开MATLAB后: 1、在命令行窗口输入”guide”调出GUIDE工具,如图2
图2
2、直接选择默认方式,勾选“将新图形另存为”,选择自己要存的位置,然后点击OK。出现如下图3所示:
图3
3、MALTAB的GUI主要由两个文件,当设置好GUIDE时点击保存,这时将在当前路径自动产生两个名字相同的文件,但扩展标识符不同,一个为.fig文件,一个为.m文件,.fig主要是GUI图形文件,和GUIDE设计的图像相同,.m文件为程序文件,所有事件响应和计算功能都在这里实现。 在图4中,可以在左侧的控件栏拖曳控件到右侧网格中,如图4 图4
4、控件设置,右击控件点“Property Inspector”或双击控件,如图5
图5
一般仅设置Tag选项和String选项。其中String选项在按钮控件中就是GUI显示时的字符。Tag属性较为重要,在GUI编程时控件的索引主要利用Tag选项的属性并且在GUI生成回调函数时候也是由Tag属性的值命名的。这里将“打开串口”按钮控件的String设置为“打开串口”,tag设置为pbOpenSerial。 5、其他设置可重复以上步骤来放置和设置各个控件,都所有控件设置好之后,要保存一下,然后点击右侧的“.m”文件可以看到相对应的控件的程序设计区。 MATLAB的按钮以及各种控件事件响应是依靠一种叫做回调函数(Callback Function)来实现的,自动生成的M文件中已经自动做好回调函数的名称和参数了,我们需要做的就是在其中添加你要进行的处理。 例如:我们要在鼠标单击按钮“打开串口”时进行一系列的串口初始化动作,这时右键单击“打开串口按钮”如图6,7图6
图7
按钮的Tag为pbOpenSerial,所以GUIDE自动生成的回调函数名为pbOpenSerial_Callback,函数有3个参数 ·hObject是当前控件对象,即打开串口按钮对象(面向对象技术中的概念),索引或设置当前对象(打开串口按钮对象)时只需要引用hObject就可以了。例如:改变当前空间的可见性,只需调用set(hObject,'Visable','off');打开串口对象在单击该按钮时即会隐藏。 ·eventdata我暂时没有用到,所以暂且不管他 ·handles我理解是整个GUI界面的索引句柄,所有GUI界面上的控件都可以通过他来索引,几乎有全局作用域,例如在打开串口按钮的回调中要将关闭串口按钮显示出来,可以这样调用: set(handles. pbOpenSerial,'Visable','on');就可以了! 这里handles还有一个作用就是在不同控件间进行参数传递,只要对handle的成员变量进行赋值就可以了。当然后面要调用一下guidata(hObject,handles);将变量保存。 例如打开串口按钮里面有个数据10需要关闭串口按钮调用可以这样写。 %打开串口按钮回调函数中 handles.double_vir=10; guidata(hObject, handles); %关闭串口按钮回调函数中 a=handles.double_vir;2.2 MATLAB对串口的控制 (1)MATLAB中主要是创建串行口设备对象,这里用到主要函数是serial(); s=serial(‘COM1’);%创建COM1为串口对象,并用s标识。 (2)然后是定义串口设备对象的通信属性,主要有波特率,异步串行格式(包括起始位、数据位、校验位、停止位等)和输出输入缓冲的大小等; (3)用函数fopen()实现设备对象与硬件设备的软连接(相对于硬件设备的连接),这样就可以对数据的读写操作; fopen(s)%打开s标识的串口; (4)进行MATLAB串行读写操作,主要用到的函数有fscanf()等; (5)关闭设备对象,用到了fclose()等函数。 在对串口按钮初始化中,采用触发中断的方式来进行事件的处理,要设置串口事件回调设置与回调函数,如下部分程序 %串口事件回调设置 s.BytesAvailableFcnMode='terminator'; s.BytesAvailableFcnCount=10;%输入缓冲区存在10个字节触发回调函数 s.BytesAvailableFcn={@EveBytesAvailableFcn,handles};%回调函数的指定 fopen(s);%打开串口 %回调函数 function EveBytesAvailableFcn(t,event,handles )2.3 各控件的回调函数
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这一部分由个人不同的单片机发送的形式不一样,所以就不在此列举了。主要列出一下主函数参考。
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单片机发送数据到PC,可利用MATLAB进行对数据的处理,在控制领域中有着广泛的应用。结果如图8,9.
图8
图9
主要参考来源: http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b94ff130100e7wt.html http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_xddzjs201009012.aspx http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_csjsllyj2011231494.aspx 资料附件:http://download.csdn.net/detail/u013381608/9092681 转载于http://blog.csdn.net/u013381608/article/details/48317225 |
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