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(完整版)毕业设计-基于MATLAB的伺服系统在线监控平台设计

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位控制站之间进行数据传输。在通讯方面,一方面要满足CAN总线 的协议标准, 实现开放性, 互操作性, 在高速通信的情况下做到拥有较好的抗干扰性能; 另一方面, 转接卡兼容USB2.0 总线, 转接卡可以通过USB连接到PC机。其主要设计参数如下: 数据传输速率: 波特率在5KBPS~1MPS范围内;USB总线标准: 满足USB2.0协议的标准支持CAN2.0B 协议( 兼容CAN2.0A 协议);运行环境:WindowsXP

设计的具体实现是采用单片机通过控制USB控制芯片,与PC机进行通信,从PC 机得到采集数据的指令和向PC机上传数据的指令。同时,要从CAN 网络读取数据分析, 所以单片机通过不同的片选信号控制,两个CAN 控制芯片,分别能够从两路CAN总线上采集数据,和将从PC机得到的数据通过两个CAN 控制芯片分别发送出去。

4 GUI设计方法

4.1 GUI设计标准

一个优秀的界面基本上符合下面的标准:

1.易用性:设计界面时力求简洁、直接、清晰的反映界面的功能和特征。组件名称易懂,用词准确,与同一界面上的其他组件相区分,做到顾名思义。

2.规范性:通常界面设计都按Windows界面的规范来设计,即包含“菜单条、工具栏、按钮、右键快键菜单”(GUI设计)的标准格式。

3.统一性:统一性包括使用标准的组件,也指使用相同的信息表现方法,如在字体、标签风格、颜色、术语、显示错误信息等方面保持一直。 4.合理性:界面大小合适布局简洁、有序、易于操作。

在MATLAB命令行中输入Guide,弹出如图1所示的GUI设计向导控制面板。MATLAB为GUI设计准备了四种模板,分别为Blank GUI(Default)、GUI with Uicontrols(带控件对象的GUI模板)、GUI with Axes and Menu(带坐标轴与菜单的GUI模板)与Modal Question Dialog(带模式问话对话框的GUI模板)。 创建一个MATLAB用户图形界面的基本步骤为:

1.决定这个用户图形界面需要什么样的元素,每个元素需要什么样的函数。在纸上手动粗略地画出组件的布局图。

2.调用MATLAB工具guide对图像中的控件进行布局。图像窗口的大小,排列和其中的

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控件布局都可以利用它进行控制。

3.我们可以用MATLAB属性编辑器(property inspector)给每一个控件起一个名字(Tag),还可以设置每一个控件的其他特性,例如颜色,显示的文本等。

4.把图像保存到一个文件中。当文件保存后,程序将会产生两个文件,文件名相同而扩展名相同。fig文件包括你创建的用户图形界面,M文件包含加载这个图像的代码和每个GUI元素的主要响应。

5.编写代码,执行每一个与回调函数相关的行为。

4.2 创建用户图形界面

选择默认模板,生成如图2所示的模板界面。在设计界面左边的控件对象区选取所需对象,拖拽到右侧空白区要放置的地方创建该对象。按照此方法,在空白界面下分别放置了俩个Pop-up Menu(列表框),九个Static Text(静态文本框),九个Push Button(命令按钮),六个Edit Text(文本编辑框)和四个Frames(边框),调整对象的位置,一个Radio Button(单选按钮) 调整对象的位置,形成如图3所示的GUI界面。

图1 GUI向导控制面板

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图2 默认的模板界面

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图3 创建的模板界面

4.2.1控件的设计

在绝大多数的图形用户界面中都包含控件。控件是图形对象,它与菜单一起用于建立图形用户界面。通过使用各种类型的控件,可以建立起操作简便,功能强大的图形用户界面。与菜单对象一样,可以通过命令行方式与GUI设计工具两种方式来建立控件。在命令行方式下,可以通过函数uicontrol来建立控件对象。该函数的调用格式为:

controlhandle=uimenu('PropertyName1',PropertyValue1,…)

controlhandle是创建的控件对象的句柄值;PropertyName1是控件的某个的 属性名,PropertyValue1是与属性名相对应的属性值。

对象属性编辑器在GUI设计向导控制面板中按下Property Editor按钮可打开对象属性编辑器。对象属性编辑器界面分为2个部分:上部是图形对象列表,列出了所有根对象下的子对象。包括每个图形窗口对象以及窗口对象中的各控件对象。用户可以在此选择自己所需要设置的图形对象。下部的是图形对象的属性列表。列出了用户所选中的图形对象的所有属性名称以及属性的值。当用户选中一个属性,则在两

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个文本框中会分别显示出属性的名称和当前的属性值,可以利用此对其属性的修改。 4.2.1 回调函数的编写

回调程序编辑器的打开有如下方法:

A.在GUI设计向导控制面板中按下CallbackEditor按钮。

B.在图形窗口中的Toolw菜单下选择CallbackEditor选项。一个GUI应用软件的实现,最终是要通过对控件对象的操作来完成,而这些操作必定是通过MATLAB中函数代码的执行来完成的。函数代码的编制既可以通过编写回调函数完成,然后在编写时可以把该控件的函数代码直接书写在Callback中;也可以把函数代码放在一个自定义的。M文件中,而在Callback中只将其文件名写上。在编写回调函数时,handles是一个特别有用的结构数组,它以图形窗口中的所有对象的Tag值为域,存储着所有图形对象的句柄,通过handles可以方便地进行数据调用。 再利用所有对象都具有的UserData属性来进行数据存储、传递,编写一个完美的回调函数就是一件轻而易举的事了。

对控件执行默认操作时,matlab自动执行按钮的callback下的代码。

比如按钮,就是单击按钮一下。所以对于编程的新人来说,只用在相应函数下,添加自己期望执行的操作代码就可以了。比如说希望鼠标在控件上单击时执行某写代码,那将代码添加在ButtonDownFcn下就好。希望在控件销毁(比如说某窗口)时,执行一些代码,那可以把代码添加在DeleteFcn下面。控件是否支持 “单击”,“鼠标划过”“鼠标松开”等等,可以去help查看它的Fcn有哪些。在控件上右键 选择view callbacks 就可以看见它所支持的常用的回调函数callbacks。需要对什么进行反应,直接点进去,添加自己的代码就可以了。

5. 系统设计

5.1 图形功能分析

1.用MATLAB为串口数据采集系统设计界面完成串口参数设置,串口数据采集的开关以及数据读写;

2.设计界面配置数据采集系统的参数,曲线显示界面与图形变换与处理。

5.2 软件界面

系统的界面包括了链接设备区,CAN波特率选择下拉菜单,ID方式选择下拉菜单例的滚动条,使用滤波屏蔽滤波单选按钮,链接及释放设备按钮;发送接收测试区

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位控制站之间进行数据传输。在通讯方面,一方面要满足CAN总线的协议标准,实现开放性,互操作性,在高速通信的情况下做到拥有较好的抗干扰性能;另一方面,转接卡兼容USB2.0总线,转接卡可以通过USB连接到PC机。其主要设计参数如下:数据传输速率:波特率在5KBPS~1MPS范围内;USB总线标准:满足USB2.0协议的标准支持CAN2.0B协议(兼容CAN2.0A协
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