Matlab與Arduino聯(lián)合應(yīng)用——GUI界面

　　首先介紹如何安裝配置一個(gè)基于Matlab的GUI界面,，能夠?qū)崿F(xiàn)對ArduinoIO口的操作,。

　　下圖所示為matlab中Arduino相關(guān)程序的下載界面

　　下載后為壓縮文件，解壓縮為ArduinoIO的文件夾,，打開Matlab（筆者為2012版本）,，將當(dāng)前工作目錄至于ArduinoIO文件夾下。

　　打開Matlab的GUIDE

　　安裝下面方法,，拖放兩個(gè)按鈕,，按鈕的顯示文字可以通過雙擊后，在屬性頁下的“string”一欄下面修改,，我們用兩只按鈕分別控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動

　　至此,，我們已經(jīng)完成必要的程序的燒寫和界面的初步編寫，下面將繼續(xù)介紹如何添加按鈕的響應(yīng)函數(shù),，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的控制功能。

　　我們利用Matlab已經(jīng)初步設(shè)計(jì)了一個(gè)GUI界面,，下面將添加必要的響應(yīng)函數(shù),，演示時(shí)間的控制功能。

　　下圖展示如何從GUIDE進(jìn)入按鈕的編輯界面,，在這里我們將添加對Arduino相應(yīng)的IO口或者串口的操作,。

　　下面是基本的操作函數(shù)實(shí)例匯總

　　a=arduino('COM9')

　　設(shè)置引腳為輸入或者輸出

　　a.pinMode(4,'input');

　　a.pinMode(13,'output');

　　讀寫引腳的狀態(tài)

　　a.digitalRead(4)

　　a.digitalWrite(13,0)

　　模擬量輸入或者輸出操作

　　a.analogRead(5)

　　a.analogWrite(9,155)

　　串口操作

　　a.serial%getserialport

　　a.flush;%flushesPC'sinputbuffer

　　a.roundTrip(42)%sends42tothearduinoandback

　　本例中若使用按鈕“Right-Motor”點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)IO口8置為高電平，驅(qū)動直流電機(jī)全速轉(zhuǎn)動,，則添加

　　globala;

　　a=arduino('COM7');

　　a.pinMode(8,'output');

　　在按鈕“Right-Motor”的響應(yīng)函數(shù)中添加代碼段

　　globala;

　　a.digitalWrite(8,(get(hObject,'Value')))

　　Arduino端準(zhǔn)備

　　想要arduino端的控制,，還需要向Arduino中燒寫已經(jīng)下載的pde文件，其位置位于加壓縮后的ArduinoIO文件夾下的pde文件中,。通過usb線纜將Arduinouno與電腦連接,，點(diǎn)擊GUI中添加的按鈕，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端控制功能,。

　　我們介紹了,，在Matlab中建立一個(gè)ArduinoGUI的過程。下面將繼續(xù)介紹如何在Arduino端進(jìn)行軟件準(zhǔn)備,。

　　軟件調(diào)試可以在Arduino連接至電腦端就可以進(jìn)行,。

　　下面將作者自己在其中遇到或者大家可能會遇到的問題一一總結(jié)如下：

　　（1）已經(jīng)編寫完成的Matlab程序已經(jīng)綁定了通信口COM8，執(zhí)行Matlab程序出現(xiàn)如下提示

　　Errorusingarduino(line83)

　　Couldnotopenport:COM8

　　ErrorinArduinomatlab>Arduinomatlab_OpeningFcn(line60)

　　a=arduino('COM8');

　　首先保證你的開發(fā)板已經(jīng)連接至PC機(jī),，而且通過設(shè)備管理器查看端口是否與程序中設(shè)置的相同,。

　　（2）在保證上述已經(jīng)完成的情況下,，依然提示出錯(cuò)

　　Errorusingarduino(line54)

　　PortCOM8alreadyusedbyMATLAB

　　這很可能是你中間斷開了Arduino的連線或者重新編譯了程序,，你需要在Matlab中執(zhí)行

　　delete(instrfind({'Port'},{'COM8'}))

　　然后重新連接即可。

　?。?）Arduino連接至PC端,，但是不能燒寫上期Blogger中的pde文件，這時(shí)候要排除IDE編譯環(huán)境中可能存在的問題

　　1下載最新的IDE環(huán)境（http:///en/Main/Software#toc2）

　　2安裝手動方式更新驅(qū)動

　　3注意更改軟件中TOOLs下面的“Board”和“serialport”選項(xiàng),，按照自己所使用Arduino進(jìn)行修改,。

　　下面將介紹如何配置硬件外圍電路，來為實(shí)驗(yàn)做最后準(zhǔn)備,。

　　為ArduinoUNO開發(fā)板連接外圍電路,，包括直流電機(jī)、led燈等外圍器件,。

　　使用到的元器件

　　下圖是Arduino與直流電機(jī)的接口電路,。

　　我們再分析各部分功能

　　1開關(guān)

　　2直流電機(jī)

　　3二極管

　　4MOSFE管

　　5電機(jī)驅(qū)動電源（9V）

　　由于Arduino的最大驅(qū)動電流是40mA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電機(jī)驅(qū)動所需的電流,。這里我們使用一個(gè)MOSFET（當(dāng)然可以使用三極管代替）,，來使Arduion的小電流來控制電機(jī)的通斷

　　而電機(jī)屬于電感性負(fù)載，在啟停階段可能會由于電感存在產(chǎn)生一個(gè)很大反向電壓,，可能會損害我們的MOSFET,，這里使用一個(gè)二極管來使電流沿著一個(gè)方向流動，從而保證電機(jī)對其余電路的影響,。

　　9V電源為電機(jī)轉(zhuǎn)動供電,，當(dāng)我們直接將其連接至直流電機(jī)兩側(cè)時(shí)，會發(fā)現(xiàn)電機(jī)將會全速轉(zhuǎn)動,。

　　在實(shí)驗(yàn)中,，我們手上只有一個(gè)直流電機(jī)，所以另外一只的控制我們使用led燈來模擬,，注意要接上一只220歐的電阻進(jìn)行限流,。

　　在完成基本的軟件和硬件的準(zhǔn)備工作后，我們現(xiàn)在進(jìn)入最終的測試階段,。

　　操作順序：

　　1將Arduino通過usb線纜連接至PC

　　2打開Matab,，將當(dāng)前文件夾設(shè)為我們從matlab官網(wǎng)下載的并解壓縮的ArduinoIO

　　3雙擊打開Arduinomatlab.fig，彈出控制界面

　　4點(diǎn)擊按鈕觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)動,，如果在Matlab提示出錯(cuò)信息,，請嘗試下面解決方法

　　5執(zhí)行“clear”清除變量；執(zhí)行“delete(instrfind({'Port'},{'COM8'}))”，并重新拔掉再插上線纜以創(chuàng)建新的通信連接,，重復(fù)操作步驟1,。