用MATLAB GUI設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單計(jì)算器

1、用MATLAB GUI設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單計(jì)算器摘要基于MATLAB GUI的計(jì)算器設(shè)計(jì)是利用GUIDE創(chuàng)建圖形用戶界面進(jìn)行計(jì)算器設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)算器時(shí)，主要是考慮到計(jì)算器的易用性、功能的常用程度進(jìn)行計(jì)算器界面與功能的設(shè)計(jì)。通過調(diào)整控件和文本的布局及顏色，使界面簡(jiǎn)單大方、布局合理，達(dá)到界面友好的效果。  計(jì)算器設(shè)計(jì)時(shí)主要利用到get和set兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行各個(gè)控件屬性值的傳遞和設(shè)置。計(jì)算器實(shí)現(xiàn)的功能有：數(shù)字09和小數(shù)點(diǎn)的輸入顯示，平方、開平方和對(duì)數(shù)的輸入顯示。進(jìn)行四則運(yùn)算、正弦計(jì)算、余弦計(jì)算、正切計(jì)算和余切計(jì)算，可以求階乘、求百分?jǐn)?shù)和求倒數(shù)?？梢赃M(jìn)行括號(hào)及變量x與變量y的輸入，結(jié)合坐標(biāo)軸編輯框

2、和曲線顏色編輯框?qū)崿F(xiàn)函數(shù)的曲線繪制。最后運(yùn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)基于MATLAB GUI的計(jì)算器的設(shè)計(jì)。MATLAB GUI介紹MATLAB是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。MATLAB是matrix和laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠，主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。MATLAB是將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了

3、一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言的編輯模式，特別是所附帶的30多種面向不同領(lǐng)域的工具箱支持，使得它在許多科學(xué)領(lǐng)域中成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的基本工具和首選平臺(tái)。  MATLAB的圖形用戶界面（Graphical User Interface，簡(jiǎn)稱GUI，又稱圖形用戶接口）是指采用圖形方式顯示的計(jì)算機(jī)操作用戶界面。與早期計(jì)算機(jī)使用的命令行界面相比，圖形界面對(duì)于用戶來說在視覺上更易于接受。MATLAB的圖形用戶界（GUI）是由光標(biāo)，窗口，菜單、文字說明等對(duì)象構(gòu)成一個(gè)用戶界面。用戶可以通過鍵盤輸入相關(guān)的參數(shù)，通過鼠標(biāo)選

4、擇、激活這些對(duì)象，使計(jì)算機(jī)完成相關(guān)的計(jì)算或者繪制波形等功能。MATLAB的GUI為開發(fā)者提供了一個(gè)不脫離MATLAB的開發(fā)環(huán)境，有助于MATLAB程序的GUI集成。這樣可以使開發(fā)者不必理會(huì)一大堆煩雜的代碼，簡(jiǎn)化程序，但是同樣可以實(shí)現(xiàn)向決策者提供圖文并茂的界面，甚至達(dá)到多媒體的效果?？梢哉fMATLAB提供了一個(gè)簡(jiǎn)便的開發(fā)環(huán)境，可以讓開發(fā)者快速上手，提高了開發(fā)者的工作效率。MATLAB的圖形界面設(shè)計(jì)是通過對(duì)各種圖形對(duì)象的操作來實(shí)現(xiàn)的，因此用戶在使用的過程需要深入了解各種圖形對(duì)象的特征、屬性和操作。由此可見，圖形用戶界面的設(shè)計(jì)、制作是一件比較繁瑣的工作。圖形用戶界面的創(chuàng)建一般有兩種常用的方式：第一是

5、通過使用m文件直接動(dòng)態(tài)添加控件；第二是使用GUIDE快速生成GUI界面。這兩種實(shí)現(xiàn)的方法都需要使用M語言編程，但是技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)不同。所謂的GUIDE就是圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境(Graphical User Interface Development Environment)，它向用戶提供了一系列的創(chuàng)建用戶圖形界面的工具。這些工具大大簡(jiǎn)化了GUI設(shè)計(jì)和生成的過程。GUIDE可以完成的任務(wù)有如下兩點(diǎn)：第一是輸出GUI，第二是GUI編程。GUIDE實(shí)際上是一套MATLAB工具集。打開GUIDE，新建并且保存后，會(huì)生成相應(yīng)的fig文件和m文件，fig文件儲(chǔ)存有圖形

6、用戶界面的外形、菜單構(gòu)架等信息；m文件則儲(chǔ)存設(shè)計(jì)的程序部分，如主程序、回調(diào)函數(shù)（Callback）等。在Layout編輯視圖，可以使用如下工具：布局編輯器（Layout Editor），對(duì)齊工具（Alignment Tool），對(duì)象屬性觀察器（Property Inspector），對(duì)象瀏覽器（Object Browser），菜單編輯器Menu Editor）。新建一個(gè)布局，可以在新窗口中添加各種控件：靜態(tài)文本（Static Text），編輯（Edit Text），列表框（List box），滾動(dòng)條（Slider）

7、，按鈕(Push button)，開關(guān)按鈕（Toggle Button），單選按鈕（Radio button），按鈕組（Button Group），檢查框（Check Box），彈出式菜單（Popup Menu），坐標(biāo)軸（Axes），面板（Panel）。每個(gè)控件的屬性中都含有多個(gè)參數(shù)，對(duì)應(yīng)各個(gè)參數(shù)，可以對(duì)控件的外觀，位置等各方面屬性進(jìn)行修改。其實(shí)GUIDE創(chuàng)建圖形用戶界面的基礎(chǔ)也是圖形句柄對(duì)象，只不過是具有很好的封裝，使用起來簡(jiǎn)便，而且還能夠做到可視化的開發(fā)，對(duì)于一般的用戶使用GUIDE創(chuàng)建圖形用戶界面應(yīng)用程序已經(jīng)足夠了。本文利用GU

8、IDE創(chuàng)建圖形用戶界面進(jìn)行計(jì)算器設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)GUI界面時(shí)，應(yīng)使總體界面簡(jiǎn)單大方、控件布局合理，最終達(dá)到總體界面友好的效果。本次利用GUIDE創(chuàng)建圖形用戶界面進(jìn)行計(jì)算器設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)算器時(shí)，主要是考慮到計(jì)算器的易用性、功能的常用程度進(jìn)行計(jì)算器界面與功能的設(shè)計(jì)。通過調(diào)整控件和文本的布局及顏色，使界面簡(jiǎn)單大方、布局合理，達(dá)到界面友好的效果。計(jì)算器設(shè)計(jì)時(shí)主要利用到get和set兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行各個(gè)控件屬性值的傳遞和設(shè)置，利用strcat函數(shù)實(shí)現(xiàn)把兩個(gè)字符串連接起來。利用length函數(shù)來計(jì)算字符串的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)后退的功能。利用eval函數(shù)將文本框中的字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)值表達(dá)式，利用MATLAB計(jì)算出結(jié)果返回顯示。利用

9、坐標(biāo)軸axes和ezplot函數(shù)進(jìn)行圖形的繪制，利用factorial函數(shù)進(jìn)行求階乘運(yùn)算。利用str2num及num2str實(shí)現(xiàn)數(shù)值與字符之間的轉(zhuǎn)換。- 1 -用MATLAB GUI設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單計(jì)算器一、設(shè)計(jì)目的:本題目通過MATLAB的gui程序設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，在gui設(shè)計(jì)中主要用到三種控件，文本編輯框（edit text），靜態(tài)文本框（Static text），命令按鈕（push button）。然后在通過各個(gè)按鈕的回調(diào)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的計(jì)算功能。二、設(shè)計(jì)方案：利用MATLAB GUI設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)圖形用戶界面的計(jì)算器程序，要求實(shí)現(xiàn)：A.實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制數(shù)的加、減、乘、除、簡(jiǎn)

10、單計(jì)算。B. 科學(xué)計(jì)算函數(shù)，包括正弦、余弦、正切、余切、開方、指數(shù)等函數(shù)運(yùn)行。C. 能夠保存上次歷史計(jì)算的答案，先是答案存儲(chǔ)器中得內(nèi)容。D. 有清除鍵，能清除操作。 三、方案實(shí)施：通過MATLAB的gui程序設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，在gui設(shè)計(jì)中主要用到兩種控件，顯示框用到文本編輯框（edit text），說明框用到靜態(tài)文本框（Static text），數(shù)字以及運(yùn)算等按鈕用到命令按鈕（push button）。然后在通過各個(gè)按鈕的回調(diào)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的計(jì)算功能。計(jì)算器程序由MATLAB代碼（.m文件）和GUI圖形（.fig）兩個(gè)部分組成。程序的使用方式是直接利用圖形界面中的按鍵鍵入所需數(shù)值、運(yùn)算符等，再按

11、等于號(hào)即可得出結(jié)果。首先用MATLAB GUI功能，在繪制一個(gè)靜態(tài)文本框和一個(gè)文本編輯框，以及24個(gè)命令按鈕，調(diào)整好各控件大小、顏色，整體布局如圖所示：圖-1 1、 布局GUI1）.打開Matlab，輸入Guide 回車或者在工具欄上點(diǎn)擊圖標(biāo)出現(xiàn)Guide 窗口：圖22）.然后雙擊“Blank GUI(Default)”出現(xiàn)GUI窗口圖-3 3）.添加按鈕圖-4 4）.根據(jù)按鈕的作用及視覺效果做一定的修改把按鈕的字符串大小、顏色進(jìn)行設(shè)置，對(duì)按鈕的位置進(jìn)行排布，盡量使按鈕集中在靜態(tài)文本框下面。最終設(shè)置的靜態(tài)文本框?yàn)榘咨?，其他按鈕均為分紅色。5）.保存、添加功能函數(shù) 把做好的按鈕及靜態(tài)文本框保存后

12、自動(dòng)彈出Editor的M文本，對(duì)然后對(duì)相應(yīng)的pushbutton添加功能函數(shù)。以下是相應(yīng)按鈕的功能函數(shù)。（1）數(shù)字按鍵編寫。在function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles）下輸入：textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'0');set(handles.text1,'String',textString)這是使用句柄handles指向?qū)ο髏ext1，并以字符串形式來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文本

13、框text1的內(nèi)容，并存儲(chǔ)數(shù)個(gè)“0”，然后由set(handles.text1,'String','textString'在text1中輸出。同理，分別在function pushbutton210_Callback(hObject, eventdata, handles）下給19數(shù)字按鍵下編寫此類程序。（2）.符號(hào)鍵：function pushbutton12_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =str

14、cat(textString,'+');set(handles.text1,'String',textString)strcat的作用是將兩個(gè)字符串連接起來，就是在已輸入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)textString后添加“+”進(jìn)行運(yùn)算。然后執(zhí)行set(handles.text1,'String',textString)。符號(hào)鍵-、*、/與+的運(yùn)算函數(shù)類似?！捌椒竭\(yùn)算”,主要是由“2”功能實(shí)現(xiàn)。（3）運(yùn)算符“=”的編程：textString = get(handles.text1,'String');ans =eval(textString);“

15、eval”的作用是將符號(hào)表達(dá)式轉(zhuǎn)換成數(shù)值表達(dá)式。再由set(handles.text1,'String',ans)輸出。（4）按鍵“back”編程：即顯示一個(gè)空字符：set(handles.text1,'String','') ;按鍵“back”編程:textString = get(handles.text1,'String'); set(handles.text1,'String','') ; ss=char(textString);n=length(textString);textString

16、=ss(1:w-1);%將w個(gè)字符串轉(zhuǎn)成w-1個(gè)，即刪除了末位字符set(handles.text1,'String',textString)（5）按鍵“清空”：把靜態(tài)文本框的字符清空，返回一個(gè)空格set(handles.text1,'String','')（6）三角函數(shù)的編輯function cos_Callback(hObject, eventdata, handles)textString=handles.text1;textString=cos(str2num(get(handles.text1,'String')*pi/

17、180);set(handles.text1,'String',num2str(textString)(get(handles.text1,'String')*pi/180是把角度轉(zhuǎn)換為弧度，這樣在編程環(huán)境中才能識(shí)別，cos才能起作用。然后執(zhí)行set函數(shù)，把結(jié)果輸出來。同理在sin,tan的回調(diào)函數(shù)中夜輸入相應(yīng)的函數(shù)，只需把textString=cos(str2num(get(handles.text1,'String')*pi/180);中的cos改為sin,tan即可（7）按鍵“退出”:關(guān)閉計(jì)算器close(gcf);2、計(jì)算器的使用加法運(yùn)算

18、（+）： 圖-5 按“=”后顯示 圖-6 平方運(yùn)算： 圖-7 按“=”后顯示 圖-8 通過本次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制數(shù)的加、減、乘、除、簡(jiǎn)單計(jì)算對(duì)Matlab的操作有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解，通過多次的修改調(diào)查做出實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的正確性，大大的提高了我們對(duì)Matlab功能的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了我們的興趣。3、 附各按鍵的程序源代碼：function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'

19、0');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'1');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata,

20、handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'2');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'3');set(

21、handles.text1,'String',textString)function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'4');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles)text

22、String = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'5');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'6');set(handles.text

23、1,'String',textString)function pushbutton8_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'7');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton9_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get

24、(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'8');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton10_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'9');set(handles.text1,'Stri

25、ng',textString)function pushbutton11_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'+');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton12_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.

26、text1,'String');textString =strcat(textString,'-');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton13_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'*');set(handles.text1,'String',t

27、extString)function pushbutton14_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'/');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton15_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,

28、9;String');textString =strcat(textString,'.');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton16_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');ans =eval(textString);set(handles.text1,'String',ans)function pushbutton17_Callback(hObject, eventdata, handles)textString = get(handles.text1,'String');textString =strcat(textString,'2');set(handles.text1,'String',textString)function pushbutton18_Callback(hObject, eventdata, handles)textSt