MATLAB串口操做和GUI編程

程序說明 V1.0 2015/2/08

MATLAB串口操做和GUI編程

 

概述	本文介紹了程序AD9512_Serial_GUI的編程思路和功能。該程序設計到MATLAB的圖像用戶界面編程的基本方法和串口的基本操做。程序目的在於經過串口寫控制字對AD9512進行配置（AD9512經過SPI寫入寄存器，本程序只是整個控制程序中的一部分）。

修訂歷史	如下表格展現了本文檔的修訂過程 日期 版本號 修訂內容 2015/01/15 V0.0 初始版本，試驗版[1] 2015/02/06 V1.0 修正問題，經過驗證[2] [1]. 試驗版本代表該版本應用筆記及對應代碼沒有經過實際驗證，同時仿真分析也可能沒有進行。試驗版對應的版本號爲V0.X。 [2]. 寫入操做時將 'async' 去掉，基本經過驗證，同時因爲RS232寫入是LSB的順序，和FPGA端代碼不匹配，所以此處更改了serialwrite程序。

簡介

本程序基於MATLAB 2014a 編寫，本文檔中提到的"MATLAB"均指該特定版本MATLAB。 本程序想要實現的功能是：上位機控制AD9512，固然AD9512是和FPGA相連的，而FPGA經過串口和上位機鏈接。AD9512的控制方法參見其DataSheet，經過SPI配置。從原理上來講，SPI和UART都是全雙工的，可是讀取過程當中也須要寫入控制頭，此處採用的是半雙工方式。 本程序的思路在於將FPGA看做是一個UART轉SPI的器件，直接經過上位機配置AD9512。FPGA端的處理暫時不考慮，本MATLAB程序按照須要寫入的控制字生成傳輸程序。如下是本程序涉及到的相關背景知識。 串行通訊和RS232 略。（可參考MATLAB幫助 - Data File Management – Serial Port Devices或相關文獻） MATLAB的串口操做 串口操做和實際上很簡單，大部分從MATLAB的幫助中就能夠找到。創建，打開，關閉，刪除，寫數據，讀數據。基本操做就是這些。須要注意的是串口打開後切記要記得關閉。基本操做有 s=serial('COM1'); fopen(s); fwrite(s,100); %寫一個字節 fread(s,[1 1],'unit8'); %讀一個字節 fclose(s); delete(s); MATLAB的GUI編程 這一個程序仍是比較初級的，對於沒有接觸過MATLAB GUI編程的人來講，參考MATLAB幫助 – MATLAB -GUI Building - GUI Building Basics - Examples and How To-Create a Simple GUIDE GUI，按照其中的例子本身完成一次，並瞭解其基本原理後，瞭解這個程序就十分容易了。

程序設計

程序設計流程按如下流程進行： 明確需求 設計合理界面 寫回調函數實現基本的界面控制 寫功能函數實現功能 需求 程序功能分簡單，具體來講只須要實現3個功能便可。 串口選擇和打開、關閉操做； 控制字輸入功能； 發送或接收相關信息。 界面設計 綜合需求考慮需求，界面設計以下 其中，界面最下方準備在後續版本中添加狀態輸出窗口，以便及時瞭解程序的運行狀態。本程序採用GUI Guide編寫圖像用戶界面，用到了如下組件 statictext：靜態文本 button：按鈕 buttongroup：按鈕組（將這些按鈕聯繫在一塊兒） table：表格 edittext：可編輯文本 panel：面板，把一些控件結合起來 編程中一個相對良好的習慣是給每一控件的"Tag"屬性命名（有意義），而不該該使用默認名字。 對於MATLAB的GUI編程，我的觀點是（暫時）對於複雜的應用不要採用MATLAB，對於簡單的應用能夠採用，可是真的很很差用。MATLAB的優點在於其強大的數學計算能力，若是應用不須要這一點（譬如說本應用），那麼也不該該使用。 界面控制 此處我想表達的意思在於，當觸發某一控件操做後，可以及時改變其餘控件的相應狀態，防止非法操做的進行。譬如，該程序僅對一個串口進行操做，在正確打開串口後，關閉串口前沒法再次執行"打開"操做或是改變串口端口號。 完成這一功能及其簡單，只須要採用set命令改變控件狀態便可，譬如使得"打開"按鈕沒法使用（呈"灰色"） set(handles.portOpen,'enable','off'); 這些語句大抵都寫在Callback函數中。Callback函數大抵是MATLAB GUI編程中最重要的了，若是沒記錯的話相似java裏面的監聽。也就是說對某些操做的響應。不一樣的控件出發callback的過程是不同的，具體能夠參考幫助或是《MATLAB GUI 設計學習手記》。對於界面的幾乎全部元素，均可以經過handles訪問。 本版程序對部分操做有相應的處理，然而很不完善。這也說明看似簡單的東西也須要仔細思索，作起來每每不是那麼容易。 功能實現 本程序中有三個函數，包括 serialOpen.m 串口打開操做 serialWrite.m 寫操做 serialRead.m 讀操做 將其寫出函數而不保留在主程序內的優勢暫時看來有兩點：其一是主程序過長並且大部份內容是MATLAB自動生成的；其二是對應不一樣的應用須要修改參數或是輸出格式時，只需相應修改這幾個函數便可。 串口打開操做較爲簡單，經過獲取可編輯文本框內的端口號打開便可。讀寫操做相似，如下以寫操做爲例作簡要介紹。 寫數據以前須要獲取要寫的數據，即用戶輸入表格中的數據。表格在MATLAB中叫作Uitable，裏面存放的數據類型是cell array（元胞數組）。（cell是MATLAB的一種數據類型）必需要注意的是，在創建Uitable的時候設置個列的數據類型後，即便不使用set方法改變其類型，Uitable的數據類型也可能會由於你設置的cell的類型的變化而變化。（在創建Uitable的時候，也有相關的警告） 經過使用get方法能夠獲得表格內的所有數據data，經過data{m,n}能夠訪問相應位置的內容（ data(m,n)訪問的是元胞）。本程序中輸入格式是字符串，對應應該是兩位的16進制字符（程序暫時沒有任何的查錯能力，任何非法輸出會致使程序中止運行）。 serialWrite中的操做就是簡單的將16進制的字符串轉換爲數字，以後經過fwrite函數發送出去。相應的針對AD9512，有每次寫入1byte的話，頭部應該是0+addr，以後跟寄存器。將cell array中的字符串轉換後發送便可，記得最後須要寫5A寄存器完成更新的過程。在讀取狀況下，頭部寫8+addr就能夠等待接收數據了。

參考	MATLAB幫助 MATLAB GUI 設計學習手記 MATLAB編程（第二版）- 菜鳥入門教材

代碼	代碼詳見AD9512_Serial_GUI