Matlab与GUI.docx

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Matlab与GUI

内容摘要………………………………………………………………………………1

关键词………………………………………………………………………………1

Abstract……………………………………………………………………..…………1

Keywords………………………………………………………...…………………1

1.MATLAB介绍…………………………………………………………….………...2

1.1MATLAB简介………………………………………………………….………2

1.2发展历程…………………………………………..………………….………..2

1.3MATLAB应用………………………………………..………………..……….2

1.4MATLAB功能…………………………...………………………….………….3

2.GUI介绍…………………………………………………………………………….3

2.1GUI…………………………………….………………………………..………3

2.2GUI的特点………………………………………………………………..……4

2.3GUI的优势………………………………………………………………..……4

2.4GUI应用领域…………………………………………………………..………4

2.5GUI进行信号处理的一般步骤………………………………………..………4

3.GUI界面学生成绩系统查询仿真………………………………………………….4

3.1概述………………………………………………………………..…………..4

3.2学生成绩查询仿真过程………………………………………………………..5

3.3仿真结果分析…………………………………….…………..………………..8

4.结语…………………………………..……………….…………………………...8

4.1使用GUI的仿真优势………………………………………………………….9

4.2GUI的发展前景………………………………………………………………...9

参考文献……………………………………………………………………………..10

内容摘要：

本文介绍了一种利用MATLAB信号处理工具箱快速有效的设计由软件组成的成绩查询系统设计方法。

研究并分析出MATLAB语言进行程序设计和利用GUI进行界面设计的详细步骤。

重点从GUI设计界面的需求入手，设计了学生成绩查询系统，进而较详尽的分析了设计原则，设计步骤，注意事项。

关键词：

GUI，信号处理仿真，成绩查询系统

Abstract：

Inthispaper,asignalprocessingusingMATLABtoolboxdesignedtoquicklyandefficientlyachievedbythesoftwaredesignmethodologyInquirySystem.ResearchandanalysisoftheMATLABprogramminglanguageanduseGUIinterfacedesigntothedetailedsteps.FocusfromtheneedsofGUIinterfacedesignapproach,designaquerysystem,studentachievement,andamoredetailedanalysisofthedesignprinciples,designsteps,payattentiontomatters

.Keywords:

GUI,Signalprocessingsimulation,Resultsinquirysystem

1.MATLB介绍

1.1MATLAB简介

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多。

MATLAB由一些列工具组成，这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。

包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径收索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。

随着MATLAB的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。

1.2发展历程

20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任CleveMoler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。

1984年由Little、Moler、SteveBangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。

到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。

1.3MALAB的应用

MATLAB产品族功能强大，可以进行数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理、数字信号处理、通讯系统设计与仿真、财务与金融工程等。

　　MATLAB的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。

附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。

[1]

1.4MATLAB的特点

MATLAB功能强大，应用广泛，其主要有一下几个特点：

1.起点高：

MTALB中的每个变量代表一个函数，运算中以矩阵运算见长，每个元素都看做复数，所有运算都对矩阵和复数有效。

2.人机界面适合科技人员：

由于MATLAB语言规则与笔算相似，其程序与科技人员的书写习惯相近，矩阵行数列数无需定义，且键入算式立即得结果，故特别适合科技人员。

3．强大而简易的作图功能：

MATLAB能根据输入数据自动确定坐标绘图同时能规定多种坐标系，并且能绘制三维坐标中的曲线和曲面，还可设置不同颜色，线型和视角。

4.智能化程度高：

MATLAB在绘图时能自动选择最佳坐标，在做数值积分时，自动按精度选择步长，而且自动检测和现实程序错误的能力强，易于调试。

5.功能丰富，可扩展性强

2.GUI简介

2.1GUI

GUI是GraphicalUserInterface的简称，即图形用户界面，通常人机交互图形化用户界面设计经常读做“goo-ee”，准确来说GUI就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分。

GUI是一种结合计算机科学，美学，心理学，及商业领域需求分析的人机系统工程，强调人-机-环境三者作为一个系统总体进行设计。

这种面向客户的系统工程设计其目的是优化产品的性能，使操作更人性化，减轻使用者的认知负担，使其更适合用户的操作需求，直接提升产品的市场竞争力。

2.2GUI的特点

GUI的广泛应用是当今计算机发展的重大成就之一，它极大地方便了非专业用户的使用，人们从此不再需要死记硬背大量的命令，取而代之的是可以通过窗口、菜单、按键等方式来方便地进行操作。

而嵌入式GUI具有轻型、占用资源少、高性能、高可靠性、便于移植、可配置等特点。

2.3GUI的优势

GUI一开始就针对实时系统而设计，因此，在设计之初就考虑到了小巧、高性能和高效率。

GUI应用程序更够同事创建多个窗口，并且运行不同的线程。

它拥有静态框、文本框、按钮、列表框、进度条和工具栏。

GUI是程序的图形化界面，提供用户一个常见的界面，还提供一些控件，用户图形界面应当是易理解且操作是可以预告的，所以当用户进行某一项操作，它知道如何去做。

创建GUI有三个元素：

组件，在GUI中的每一个项目都是一个图形化组件，组件可分为图形化控件、静态元素、菜单和坐标系。

图像窗口，GUI的每一个组件都必须安排在图像窗口中。

回应，用户用鼠标单击或用键盘键入一些信息，程序就要有相应的动作。

[6]

2.4GUI应用领域

GUI广泛应用于手机通讯移动产品、电脑操作平台、软件产品、PDA产品、数码产品、车载系统产品、智能家电产品、游戏产品等领域。

本文的GUI设计属于电脑操作平台。

2.5GUI进行信号处理仿真的一般步骤

1.设计GUI的系统和界面布局

2.打开guide设置界面布局

3.给每个控件起一个Tag,打开M文件，编辑对应的控件的Callbackfunction。

4.调试直到GUI能work。

[2]

3.GUI学生成绩查询系统仿真

3.1概述

在MATLAB环境下进行GUI的仿真，改变了以前单一的“在指令框通过文本形的指令进行各种操作”的状况。

可以让使用者进行一般的可视化程序编辑，操作相对简单易行。

为了方便老师查询学生成绩，本文在MATLAB环境下利用GUI对学生成绩查询系统进行了仿真。

以实现更方便快捷的学生成绩查询，并且能实现同时查询多个学生的成绩的功能。

基本思想：

学生的姓名和成绩储存在一个TXT的文件里面，程序运行以后，要把学生的姓名和成绩都读到MATLAB的运行环境下面，老师想查每个学生的成绩的时候，只需要点击学生的姓名就可以，当姓名相同时，可通过辨别学号进行查询。

[3]

3.2学生成绩查询系统的仿真过程

第一步：

创建基本的GUI

创建空白的Listbox,所有学生的姓名都出现在这个框里面，如图1所示。

图1创建空白Listbox

第二步：

创建另一个空白区域

创建另外一个区域用以显示学生的成绩，如图2所示。

图2在右侧创建新的LISTBOX用于显示学生成绩

第三步：

调节编辑框属性

在图2创建的编辑框里面只可以显示一行字，调节编辑框属性MAX，输入数字，可以比较更多的学生的成绩。

双击LIST，显示其属性，为了能同时比较多个学生的成绩，在属性中，MAX一栏，输入数字5，则可以同时比较5个学生的成绩。

如图3所示。

图3调节左边LISTBOX属性

第四步：

编辑程序

在程序刚运行的时候，需要把名字都读到左边的LIST里面去。

成绩读到一个参数里面去，点击每个学生名字的时候，相应成绩会出现在右边的LIST里面。

在程序刚运行的时候，就把名字读进来，先打开它的M文件，在程序刚运行的时候，执行的的是Openingfunction。

编写程序步骤：

1.打开文件；2.提取文件第一行的名字；3.定义名字为姓名的数组；4.读每个学生的名字及对应的名字；5.定义新的矩阵储存成绩；

第五步：

运行程序

程序运行结果如图4所示。

图4名字已经读入LISTBOX

第六步：

调节成绩变量

定义的成绩是一个局部变量，MATLAB语言将所有识别的以前变量视为局部变量，仅再其使用的M文件中有效，如果想这个变量在其他函数中也可以使用，有两种方法，第一，定义成全局变量，第二，定义成句柄的参数。

键入：

handles.chengji=chengji,在其他函数中，可以用handles.chengji取代chengji。

读完了以后可以fclose（fin）把文件关好，为了让LISTBOX的函数可以实现，需要知道，左边LISTBOX中，点的学生的名字的所在位置。

[4]

在listbox上点反键，点击callback。

由于文件的第一的value是name,所以学生姓名的位置为value=get（hobject,’value’）-1，这个value应该对应成绩矩阵里面的行，为了把成绩显示在右边的区域中则需要键入：

set（handles,edit1,’string’,num2str（handles.chengji（value,:

）））;[5]

程序编辑结束，运行仿真，点击run按钮，测试能否达到查询成绩的结果。

在仿真的结果中，在左边的对话框中点击学生的名字的，其对应的成绩会出现右边的LIST中。

试运行结果如图5所示。

图5试运行结果

GUI的创建可以同时比较多个同学的成绩，如果想比较任意两个学生的成绩，则点击需要比较的学生的姓名或学号，就会发现，右边的对话框中显示出需要比较的学生的成绩。

试运行达到最初目的，能够查询学生成绩，说明学生成绩系统创建成功。

3.3仿真结果分析

点击每个学生姓名时，右边的LIST框中会出现相应学生的成绩，此仿真具有快速查询学生成绩，减少查询的工作量，只需要知道学生的名字或学号，就可以查询其成绩。

当需要同时查询多个学生的成绩的时候，同时点击学生姓名或学号，右边的对话框中，会同时显示需要比较的学生的成绩，这样能快速查询多个学生的成绩，大大的减少了查询多个学生成绩的时候的工作量，从而增加了工作效率。

程序运行稳定，仿真结果达到能查询和比较学生成绩的要求。

4．结语

利用MATLAB的强大运算功能，基于MATLAB的GUI界面信号处理仿真，可快速有效的设计由软件组成的学生成绩查询系统，设计方便快捷，极大的减轻了工作量。

在设计过程中，要注意MATLAB对中文的读取不是很支持。

在现实生活中，学生的名字有可能是相同的，因此，还需要在左边的LIST对话框中加入学生的学号，这样，更有利于学生成绩的查询。

加入学号后的学生成绩查询系统会更加完善，更具备查询方便快捷的优势。

4.1使用GUI仿真的优势

1.可伸缩性强，以更大的规模实现仿真；2.轻型，占用资源少，占用空间小，总体的占用系统空间在2MB~4MB；3.高性能，高可靠性，良好的结构体系及优化的图形借口；4.可配置性，GUI实现了大量的编译选项，通过这些选项可指定GUI库中包括哪些功能而同时不包括哪些功能。

4.2GUI的发展前景

GUI是一种结合计算机科学、美学、心理学、行为学，以及各商业领域需求分析的人机系统工程，强调人-机-环境三者作为一个系统进行总体设计。

这种面向客户的系统工程设计其目的是优化产品的性能，使操作更人性化，减轻只用者的认知负担，使其更适合用户的操作需求，直接提升产品的市场竞争。

纵观国际相关产业在图形化用户界面设计方面的发展现状，许多国际知名公司早已意识到GUI在产品方面产生的强大增值功能，以及带动的巨大市场价值。

随着中国IT产业，移动通讯产业，家电产业的迅猛发展，在产品的人机交互界面设计水平发展上日显滞后，GUI的相关产业上的应用必定受到更多的关注，以及在更多的家电，通信产品上使用到更先进的GUI设计。

GUI对于提高产业综合素质，提升与国际同等行业者的竞争能力等方面会起到关键的推进作用。

参考文献

[1]陈德树.计算机继电保护原理与技术.北京：

水利电力出版社，1992.81~95

[2]楼顺天、李博菡.基于MATLAB的系统分析与设计－信号处理.西安：

西安电子科技大学出版社，1998.95~120

[3]胡广书.数字信号处理：

理论、算法与实现北京：

清华大学出版社，1997

[4]蒙以正.MATLAB5.X应用与技巧北京：

科学出版社，1999.

[5]陈垚光，毛涛涛，王正林，王玲.精通MALABGUI设计.电子工业出版社.73~95

[6]JOHNG.PROAKIS（美）译者：

刘树棠.现代通信系统（MATLAB版）（第二版）.电子工业出版社.60~75

致谢

这次我在研究中，学到了很多丰富的知识和宝贵的经验。

同时，为了力求课题的设计更加接近实际使用要求。

技术和相关知识的应用促使我花大量的时间进行研究和学习，对它有了进一步的掌握和了解，可以说获益匪浅，虽然其中遇到了很多困难，但在解决困难的过程中，不但是自己拓宽了知识面，各方面能力也得到了很大的锻炼和提高。

所以这些将为我以后的工作和学习奠定坚实的基础，带来莫大的益处。

本文得到刘桂云老师的指导和同学的帮助。

在华中师范大学汉口分校学习的四年里，我树立了正确的人生观，价值观，世界观，感谢校领导，老师对我的培养与指导，让我在专业知识和学习方法上得到了很大的提高，在此深表谢意。