基于matlab的绘图设计,基于MATLABGUI界面MCU串口实时绘图的设计.pdf

基于MATLABGUI界面MCU串口实时绘图的设计

基于MATLABGUI界面的MCU串口实时绘图设计

李华志 尹俊峰 王亚飞

中国地质大学(武汉)自动化专业073082班 湖北 武汉 430074

MATLAB GUI

摘要：介绍了基于 的 界面与单片机的串口实时通信并绘图的实现方法。通信系统主要由PC机、

PC

RS232C电平转换器、51单片机以及通信程序构成，单片机通信程序用C语言设计， 机通信程序则是用

MATLAB GUI

的 界面的事件和回调函数来实现。

关键词：MATLAB GUI 51单片机 串行通信 绘图

1

1

11 引言

在控制工程中, 使用大量的数据采集系统, 该类系统通常是微处理器(单片机)系统,其

处理、分析数据的能力相对较低, 一般是将这些数据传送到PC机, 由相应的应用软件系统

进行处理、分析和形成图表、打印, 因此, 两类系统必须要实现通信。MATLAB以其强大

的科学计算与可视化功能、简单易用、开放式可扩展环境, 特别是诸多的面向不同应用领域

的工具箱支持, 使其在信号处理、自动控制等许多领域获得广泛的应用, 成为计算机辅助设

[1,2]

计和分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台 。GUI为图形化界面，应用简单，

[3]

不需要对MATLAB理解就可以应用 。本文讨论应用MATLAB的GUI界面实现PC机与51单

片机串行通信并实时绘制51单片机发送数据的图形，对于实时观察控制系统的运行状态和调

节PID系数有着重要的应用。

2

2

22 总体设计原理

PC 机配置的RS232标准串行接口COM和单片机的串口连接,使用三线制( 收、发、地)

实现数据传递, 用MAX232作为单片机与PC机间的电平转化芯片。串行通信总体设计原理图

如图1所示。

PC 机 51 单片

RS232 MAX232 机

TxD RxD

RxD TxD

图1 总体设计原理图

3 MATLAB GUI

3 MATLAB GUI

33 MMAATTLLAABB 的GGUUII 串行通信设计

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 设计既可以基本的MATLAB 程序设计为主,也

可以鼠标为主利用GUIDE工具进行设计，也可综合以上两种方法进行设计。

3.1GUI

3.1GUI

33..11GGUUII 界面的整体布局设计

通过MATLAB 的GUI 界面设计程序界面和功能，程序包括程序运行起始时间、实时时

间显示、目标值(GoalValue)、实时数据显示、COM 口选择、波特率选择、打开串口(Open

Serial)、停止绘图(Stop)、继续绘图(GoOn)、关闭绘图窗口并删除串口设备(Clear)、

保存数据(Save)、关闭串口(Off Serial)、关闭绘图串口并关闭MATLAB(Quit)。如

1

图2所示。

图2 设计的GUI界面

3.2MATLAB

3.2MATLAB

33..22MMAATTLLAABB 对串口的控制

[4,5]

MATLAB对串口的控制操作过程如下 ：

①首先要创建串行口设备对象，这里用到的主要函数是serial()；

s=serial(‘COM1’);%创建COM1为串口对象并用s标识。

②定义串口设备对象的通信属性，主要有波特率、异步串行帧格式(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fope