Matlab及硬件接口设计.ppt

Matlab与硬件接口设计 作者：许丹丹 钮来伟 1 摘 要 本文以计算机与示波器通信为例介绍了Matlab与硬件接口的设计。文中提到了RS-232端口、所使用示波器，重点介绍了利用Matlab使计算机与示波器通信的原理、思路、具体实现。为方便普通用户的使用，设计了GUI图形用户界面并根据所要实现的功能进行编程。通过实例展示了计算机与示波器之间快速、可靠的通信，以及能够完成计算机对示波器上的波形的控制与调整。 2 引 言 Matlab是由美国Mathworks公司开发的面向理论分析研究和工程设计处理的一套具有强大功能的软件系统。 它编程简便，特别适合于数值计算，只要几个语句就能实现诸如FFT、各种方法的滤波、系统辨识、小波变换等，内容涉及到几乎整个控制与信息领域。但是, Matlab 是一个完全独立的编程和数据运算的集成环境, 其强大的功能只能在其提供的平台下使用，所以在实际应用中经常要通过各种方式将数据传入计算机。可以借助串行通信接口直接访问外设, 从而准确快速的使计算机与外界进行信息交换，提取外设提供的需要处理的数据信息，进而利用Matlab的强大分析处理能力对数据进行分析和处理。 3 所用接口及硬件的介绍 1 RS-232接口简介 2 示波器简介 4 RS-232接口简介 目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。以下为引脚介绍： 针脚 定 义 符号  1 载波检测 DCD  2 接收数据 RXD  3 发送数据 TXD  4 数据终端准备好 DTR  5 信号地 GND 6 数据准备好 DSR  7 请求发送 RTS  8 清除发送 CTS  9 振铃提示 RI 串口一般只用到的管脚只有2（RXD）、3（TXD）、5（GND）这三个 。数据终端设备DTE和数据通信设备DCE的连线如图1 示 波 器 简 介 本设计用到GRS-6052A实时/数字储存示波器 CRT 最大输入电压：30V，输入组抗：约33kΩ。亮度、聚焦以及刻度照明可由前面板控制。 垂直系统 垂直模式 CH1，CH2， 波形处理 CH1+CH2，CH1-CH2，反向。 最大输入电压 400V 。 水平系统 扫描速率 0.2μs/DIV～0.5s/DIV，共20档。 扫描放大倍率 ×5，×10，×20。 5 方案的分析 在Matlab中，要实现某种功能可以在Matlab中建立M-file文件或是建立GUI图形用户界面进行编程实现。GUI的编程和M文件的编程相比， GUI需要编写前台界面，程序的前台界面由一系列交互组件组成，包括按钮、单选框、复选框、文本框、标签文字、滑动条等。通过设置这些交互组件的回调函数把实现程序的内核代码和这些交互组件的鼠标或键盘事件关联起来，完成特定交互事件下后台程序完成的功能。M-file文件则是利用Matlab提供的函数，逐条编辑程序，对于普通用户来说既不方便操作又无法实现可视化的要求。所以本设计选择使用GUI图形用户界面进行编程实现。 经过分析对于设计GUI程序的前台界面我拟定了以下二种方案： 方案一：全命令行的M文件编程。 方案二：GUIDE辅助的图形界面设计。 6 可行性分析 第一种方案：使用全命令行的M文件编程设计GUI程序界面，就是通过低级句柄图形对象创建函数，设置GUI界面下各个交互组件的属性。这主要用到句柄图形对象操作的方法。 第二种方案：使用GUIDE辅助的图形界面设计是一种更简便的创建GUI程序界面的方法。GUI