本文主要介绍如何利用MATLAB中的GUI工具来制作串口通信上位机，然后利用单片机读取陀螺仪MPU6050的
数据传送到上位机，利用上位机将数据利用绘图实时显示出来，有一部分是参考网上其它教程，
将在结尾给出参考网址。
一、总体设计原理
PC机有USB接口，可以实现串口通信，通过USB转串口数据线连接单片机，用三根线（收、发、地）来实现数
据的发送，用PL-2303HX作为单片机与PC机间的驱动芯片。串口通信总体设计原理图如图1所示。
图1
二、MATLAB的GUI串口通信设计
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
可以以基本的MATLAB程序设计为主，也可以以鼠标为主利用GUIDE工具进行设计，
也可综合以上两种方法进行设计。
2.1GUI界面的整体布局设计
利用MATLAB的GUI界面设计程序界面和功能，利用MATLAB Ra来实现设计，打开MATLAB后:
1、在命令行窗口输入”guide”调出GUIDE工具，如图2
图2
2、直接选择默认方式，勾选“将新图形另存为”，选择自己要存的位置，然后点击OK。出现如下图3所示：
图3
3、MALTAB的GUI主要由两个文件，当设置好GUIDE时点击保存，这时将在当前路径自动产生两个名字相同的文件，但扩展标识符不同，一个为.fig文件，一个为.m文件，.fig主要是GUI图形文件，和GUIDE设计的图像相同，.m文件为程序文件，所有事件响应和计算功能都在这里实现。
在图4中，可以在左侧的控件栏拖曳控件到右侧网格中，如图4
图4
4、控件设置，右击控件点“Property Inspector”或双击控件，如图5
图5
一般仅设置Tag选项和String选项。其中String选项在按钮控件中就是GUI显示时的字符。Tag属性较为重要，在GUI编程时控件的索引主要利用Tag选项的属性并且在GUI生成回调函数时候也是由Tag属性的值命名的。这里将“打开串口”按钮控件的String设置为“打开串口”，tag设置为pbOpenSerial。
5、其他设置可重复以上步骤来放置和设置各个控件，都所有控件设置好之后，要保存一下，然后点击右侧的“.m”文件可以看到相对应的控件的程序设计区。
MATLAB的按钮以及各种控件事件响应是依靠一种叫做回调函数(Callback Function)来实现的，自动生成的M文件中已经自动做好回调函数的名称和参数了，我们需要做的就是在其中添加你要进行的处理。
例如：我们要在鼠标单击按钮“打开串口”时进行一系列的串口初始化动作，这时右键单击“打开串口按钮”如图6，7
图6
图7
按钮的Tag为pbOpenSerial,所以GUIDE自动生成的回调函数名为pbOpenSerial_Callback，函数有3个参数
·hObject是当前控件对象，即打开串口按钮对象（面向对象技术中的概念），索引或设置当前对象（打开串口按钮对象）时只需要引用hObject就可以了。例如：改变当前空间的可见性，只需调用set(hObject,'Visable','off');打开串口对象在单击该按钮时即会隐藏。
·eventdata我暂时没有用到，所以暂且不管他
·handles我理解是整个GUI界面的索引句柄，所有GUI界面上的控件都可以通过他来索引，几乎有全局作用域，例如在打开串口按钮的回调中要将关闭串口按钮显示出来，可以这样调用：
set(handles. pbOpenSerial,'Visable','on');就可以了！
这里handles还有一个作用就是在不同控件间进行参数传递，只要对handle的成员变量进行赋值就可以了。当然后面要调用一下guidata(hObject,handles);将变量保存。
例如打开串口按钮里面有个数据10需要关闭串口按钮调用可以这样写。
%打开串口按钮回调函数中
handles.double_vir=10;
guidata(hObject, handles);
%关闭串口按钮回调函数中
a=handles.double_vir;
2.2 MATLAB对串口的控制
（1）MATLAB中主要是创建串行口设备对象，这里用到主要函数是serial（）；
s=serial(‘COM1’);%创建COM1为串口对象，并用s标识。
（2）然后是定义串口设备对象的通信属性，主要有波特率，异步串行格式（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fopen()实现设备对象与硬件设备的软连接（相对于硬件设备的连接），这样就可以对数据的读写操作；
fopen(s)%打开s标识的串口；
（4）进行MATLAB串行读写操作，主要用到的函数有fscanf()等；
（5）关闭设备对象，用到了fclose()等函数。
在对串口按钮初始化中，采用触发中断的方式来进行事件的处理，要设置串口事件回调设置与回调函数，如下部分程序
%串口事件回调设置
s.BytesAvailableFcnMode='terminator';
s.BytesAvailableFcnCount=10;%输入缓冲区存在10个字节触发回调函数
s.BytesAvailableFcn={@EveBytesAvailableFcn,handles};%回调函数的指定
fopen(s);%打开串口
%回调函数
function EveBytesAvailableFcn(t,event,handles )
2.3 各控件的回调函数
(1)初始设置一下系统openingFcn函数
function Gui_Datadisplay_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)
% This function has no output args, see OutputFcn.
% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% varargin command line arguments to Gui_Datadisplay (see VARARGIN)global COM;global rate;COM='COM7'%打开GUI界面时默认是COM7rate = 115200;set(handles.ppCOM,'value', 7);set(handles.ppBaudRates,'value',1);set(handles.pbCloseSerial,'Enable','off');
(2)Open Serial控件的回调函数
function pbOpenSerial_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pbOpenSerial (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)clcinstrresetglobal s;global rate;global COM;global out;out=1;s=serial(COM);set(s,'BaudRate',rate);%%%Baud¯set(s,'DataBits',8);%%%set(s,'StopBits',1);%%%set(s,'InputBufferSize',1024000);%%%set(handles.pbOpenSerial,'Enable','off');set(handles.pbCloseSerial,'Enable','on');%串口事件回调设置s.BytesAvailableFcnMode='terminator';s.BytesAvailableFcnCount=10; %s.BytesAvailableFcn={@EveBytesAvailableFcn,handles};fopen(s);%global count;count=1;fprintf('ceshi_dakaichuankou\n');
(3)当串口中断触发时，事件中断回调函数
%回调函数
function EveBytesAvailableFcn( t,event,handles )global s;global a;global d;global arrX;global arrY;global arrZ;global count;arrX=zeros([1,100]);% arrY=[1,1000];% arrZ=[1,1000];% fprintf('Receive callback');a=fscanf(s);%取出串口中陀螺仪数据M=textscan(a,'%s%d%d%d','delimiter',' ');% data = [data , '\n'];[Name,x,y,z] = deal(M{:});arrX(1,count) = x;% arrY(1,count) = y;% arrZ(1,count) = z;a = strcat(a ,char(10), get(handles.editR,'string'));set(handles.editR,'string',a);set(handles.text4,'string',x);plot(arrX);hold on;count=count+1;if count==100count=1;clf;end
(4)COM口选择回调函数
function ppCOM_Callback(hObject, eventdata, handles)global COM;rate=1;val=get(hObject,'value');switch valcase 1COM='COM1';fprintf('ceshi_COM=1\n');case 2COM='COM2';case 3COM='COM3';case 4COM='COM4';case 5COM='COM5';case 6COM='COM6';case 7COM='COM7';fprintf('ceshi_COM=7\n');case 8COM='COM8';case 9COM='COM9';End
(5)波特率选择回调函数
function ppBaudRates_Callback(hObject, eventdata, handles)global rate;val=get(hObject,'value');switch valcase 1rate=115200;case 2rate=9600;end
(6)关闭串口回调函数
function pbCloseSerial_Callback(hObject, eventdata, handles)global s;fclose(s);delete(s);set(handles.pbOpenSerial,'Enable','on');set(handles.pbCloseSerial,'Enable','off');fprintf('Close_COM');
(7)发送回调函数function pbSend_Callback(hObject, eventdata, handles)global d;d=get(handles.editT,'String');set(handles.Value,'string',d);
(8)清空发送区回调函数function pbClearT_Callback(hObject, eventdata, handles)set(handles.editT,'string','');
(9)清空接收区回调函数function pbClearR_Callback(hObject, eventdata, handles)set(handles.editR,'string','');set(handles.Value,'string','');set(handles.text4,'string','');
三、单片机串口发送
这一部分由个人不同的单片机发送的形式不一样，所以就不在此列举了。主要列出一下主函数参考。
利用STM32接收到三轴加速度计MPU6050的数据，并将数据发送到串口int main(void){USART1_Config();I2C_MPU6050_Init(); InitMPU6050();/***********************************************************************/while(1){printf("Hello !");printf("\r\n---------XYZ-------%d\r\n",GetData(ACCEL_XOUT_H));printf("\r\n---------XYZ------- %d \r\n",GetData(ACCEL_YOUT_H));
printf("\r\n---------XYZ------ %d \r\n",GetData(ACCEL_ZOUT_H));printf("\r\n \r\n");printf("\r\n--------------------------------------\r\n");printf("\r\n \r\n\r\n \r\n\r\n \r\n");delay_ms(8);} }
四、运行结果
单片机发送数据到PC，可利用MATLAB进行对数据的处理，在控制领域中有着广泛的应用。结果如图8，9.
图8
图9
主要参考来源：
/s/blog_4b94ff130100e7wt.html
http://d./Periodical_xddzjs09012.aspx
http://d./Periodical_csjsllyj231494.aspx
资料附件：/detail/u013381608/9092681
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