【正文】 不要放在兩個界面中完成。這也上操作簡潔性的一種間接體現(xiàn)。這樣除了增加圖形的可讀性，還減輕了不同截面之間數(shù)據(jù)的傳遞負擔。關(guān)于這一點在本設(shè)計中就有涉及。比較以下兩個設(shè)計：圖4—1 多界面窗口圖4—2 單界面窗口結(jié)果 由以上兩個設(shè)計不難發(fā)現(xiàn)在第二種設(shè)計中只需要通過按鈕就可以實現(xiàn)預期的功能，而無須像第一種設(shè)計中那樣在不同的界面中進行切換。 c用圖形輸入代替數(shù)值輸入 對于用戶來說，在圖形用戶界面下，圖形輸入比數(shù)值輸入更加方便。為了從各個角度來觀察一個三維幾何形體，我們需要不斷地進行坐標系的轉(zhuǎn)化。用數(shù)值輸入的方法，困難程度難以想象，其復雜性會讓用戶望而卻步，而圖形輸入的方式則能很好地解決上述問題。2）一致性： 一致性的含義很廣泛，既包括操作指令的前后一致，也包括操作界面中各種圖形對象擺放位置的一致性。這個原則基于以下認識，即用戶的操作經(jīng)驗應(yīng)有助于用戶完成后面的操作；設(shè)計者不應(yīng)該給用戶太多意外，否則會讓用戶一頭霧水；前面執(zhí)行這個命令是一種用法，于是產(chǎn)生了歧義。優(yōu)秀的界面設(shè)計往往注重這個問題。3）熟悉性。設(shè)計遵循的步驟： 圖4—3 設(shè)計遵循的步驟 功能要求 本次論文的結(jié)果是設(shè)計出如上述4—2所示的圖形用戶界面，該界面應(yīng)該具有以下功能： 1）在編輯框中輸入牛頭刨床的參數(shù)后，點擊“運算”按鈕，實現(xiàn)后臺的運算， 中。 2）在1）完成后，用戶點擊“數(shù)據(jù)顯示”按鈕，彈出“數(shù)據(jù)顯示”窗口，并顯示牛頭刨床運動分析的結(jié)果數(shù)據(jù)。 3）同上，在完成1）后，用戶點擊“運動線圖”按鈕，彈出“運動線圖”窗口，并在窗口中分別顯示牛頭刨床刨頭的“位移——曲柄轉(zhuǎn)角”、“速度——曲柄轉(zhuǎn)角”、“加速度——曲柄轉(zhuǎn)角”的曲線圖。 4）同上，在完成1）后，用戶點擊“運動仿真”按鈕，彈出“運動仿真”窗口，并在窗口中顯示牛頭刨床動態(tài)仿真的結(jié)果。 ，在本設(shè)計的界面設(shè)計中確立以下思路： 由于本設(shè)計是對牛頭刨床進行運動分析和運動仿真，所以在界面中應(yīng)該首先創(chuàng)建五個框架區(qū)，分別顯示結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)模型，初始數(shù)據(jù)，運動參數(shù)和命令按鈕；然后在相應(yīng)的框架區(qū)中分別創(chuàng)建text文本和edit編輯框以及命令按鈕，以使用戶可以通過對參數(shù)的改變來實現(xiàn)相應(yīng)的控制；最后，除“運算”和“退出”按鈕在后臺操作外，其它的按鈕“數(shù)據(jù)顯示”、“運動分析”、“運動仿真”被按下都會彈出相應(yīng)的操作界面。以下是預期的界面：圖4—4 預期主界面圖4—5 預期數(shù)據(jù)結(jié)果顯示界面窗口圖4—6 預期的運動分析界面窗口圖4—7 預期運動仿真界面 程序框圖的設(shè)計 程序框圖如下所示：圖4—8 程序框圖 以上既是總界面的結(jié)構(gòu)，也是軟件的總結(jié)構(gòu)，也同時是程序流程圖。5 運動仿真程序界面設(shè)計與編程實現(xiàn)界面制作包括界面設(shè)計和程序?qū)崿F(xiàn)。具體制作步驟如下：1） 分析界面所要求實現(xiàn)的主要功能，明確設(shè)計任務(wù)；2） 在稿紙上面繪出界面草圖，并站在使用者的角度來審查草圖；3） 按構(gòu)思的草圖，上機制作（靜態(tài)）界面，并檢查之；4） 編寫界面動態(tài)功能的程序，對功能進行逐項檢查 。以上過程，僅僅是一般原則。在設(shè)計中，步驟之間也許要交叉執(zhí)行或復合執(zhí)行；設(shè)計和實現(xiàn)過程往往不是一步到位的，可能需要反復修改，才能獲得滿意的界面。在MATLAB軟件中，所提供的界面的基本設(shè)計方法共有兩種：一種是用戶自己編寫并調(diào)用函數(shù)生成界面；另一種是直接使用MATLAB提供的GUI設(shè)計工具。第二種方法雖然簡單，但是不利于我們更加熟悉MATLAB的編程語言以及鍛煉我們的思維和設(shè)計能力，加上邏輯性紊亂，所以本設(shè)計中的四個界面全是采用第一種方法制作，也就是編寫函數(shù)。在這四個界面的實現(xiàn)中，大體又可分為兩類：一、主界面的實現(xiàn)。 二、功能界面的實現(xiàn)。在本章內(nèi)容展開之前，有必要介紹句柄圖形的知識，因為這是MATLAB可視化的內(nèi)核，與本章界面的制作關(guān)系密切。 句柄圖形體系 句柄圖形是一種面向?qū)ο蟮睦L圖系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供創(chuàng)建計算機圖形所必需的各種軟件。它所支持的指令，可直接創(chuàng)建線、文字、網(wǎng)線、面以及圖形用戶界面。MATLAB的各種高層圖形指令如：plot，mesh等都是以句柄圖形軟件為基礎(chǔ)寫成的，因此句柄圖形被稱為低層圖形。這也是在這里要首先介紹句柄圖形的原因所在。 圖形對象、對象句柄和句柄圖形樹結(jié)構(gòu) （1）圖形對象MATLAB把用于數(shù)據(jù)可視化和界面制作的基本繪圖要素成為句柄圖形對象。構(gòu)成MATLAB句柄圖形對象體系的11個圖形對象如圖5—1中方塊所示每個圖形對象都可以獨立操作。在MATLAB中生成的每個具體圖形，由若干個不同對象構(gòu)成。每個圖形對象不必包含全部對象，但是每個圖形必須具備根屏幕和圖形窗。圖5—1 句柄圖形樹結(jié)構(gòu)（2）句柄 每個具體對象都有一個“與生俱來、終生不變”的身份，即句柄。句柄的存取圖形對象惟一規(guī)范識別符。不同對象的句柄不可能重復和混淆。 每個計算機，根對象只有一個，即屏幕。它的句柄值總是0。而簡稱為圖的圖形窗的句柄總是正整數(shù)，它是用來標示圖形窗序號。除以上兩種對象外，其余對象句柄則是雙精度浮點數(shù)。（3）句柄圖形的結(jié)構(gòu)在句柄圖形體系中，各圖形對象并非平等，它們之間的關(guān)系可用圖5—1 的樹層次結(jié)構(gòu)表示。 對象屬性 （1）屬性 所有對象都有一組定義和刻畫其外貌和性狀的屬性（Properties）。屬性有兩部分組成：屬性名和屬性值，即屬性二元對（Property_Name,Property_Value）。在創(chuàng)建和修改屬性的指令中，屬性名和屬性值總是成對出現(xiàn)。 屬性名是英文詞組字符串。該英文詞組字符串每個單詞的第一個字母大寫，而單詞間沒有空格，；例如‘LineStyle’，‘ColorMap’等。這樣書寫的目的是便于閱讀。至于在指令中援引屬性名時，為用戶輸入的方便，MATLAB采取了兩個措施：第一，不分字母大小寫，都同樣識別；第二，只要不引起歧義，屬性名不必全寫。 不同的屬性值將使對象有不同的表現(xiàn)。（2）缺省屬性 在創(chuàng)建圖形對象時，MATLAB并不需要用戶對每個屬性加以定義。因為倘若用戶不對屬性加以定義，MATLAB總會自動給對象的每個屬性賦予廠家定義的屬性。當然用戶如果希望創(chuàng)建具有個性的圖形，那么就可以通過指令對某些屬性進行定義。 對象句柄的獲取方法 要設(shè)置圖形對象屬性值，首先要知道該對象的句柄。因此，掌握對象句柄的獲取方法十分重要。 1）基本方法（1）從圖形創(chuàng)建指令獲得句柄 所有高層或低層指令都能通過以下格式產(chǎn)生句柄。 H_GC=GraphicCommand(……) 繪圖同時給出句柄的調(diào)用指令H_GC。本設(shè)計中主程序創(chuàng)建主界面窗口并獲取其句柄的程序代碼如下：h1=figure(39。position39。,[20 20 800 600],...39。name39。,39。 牛頭刨床運動分析39。,...39。numbertitle39。,39。off39。,...% 不顯示標題數(shù)目39。defaultuicontrolfontsize39。,6,...39。defaultuicontrolunits39。,39。normalized39。,...39。menubar39。,39。none39。,...% 隱去菜單條以便接下來自己制作菜單39。resize39。,39。off39。)。 % 主窗口的大小不能改變（2）追溯法獲取圖柄 若一個對象的句柄已知，那么可用以下格式追溯獲得其“父”或“子”的句柄。 H_pa=get(H_known,’Parent’) 獲取H_known句柄對象之“父”的句柄 H_ch=get(H_known,’Children’) 獲取H_known句柄對象之“子”的句柄本設(shè)計中主程序創(chuàng)建主界面“初始數(shù)據(jù)”框架后，可利用上述格式獲取其“父”句柄： h1_framec=uicontrol(...39。parent39。,h1,...39。style39。,39。frame39。,...39。position39。,[ ],...39。foregroundcolor39。,39。b39。)。 H_pa=get(h1_framec,’Parent’) H_pa= h1 獲取h1_framec句柄對象之“父”的句柄為 h1。（3）當前對象句柄的獲取 MATLAB有以下三種專用獲取圖柄的指令：前兩個是直接指令式的；后一個必須與鼠標配合使用。gcf 返回當前圖形窗口的句柄gca 返回當前軸的句柄 gco 返回“被鼠標最近點擊”的圖形對象的句柄本設(shè)計中在計算程序caculate1函數(shù)中，從主程序當中讀取句柄值handles=guihandles(gcf)。（4）根據(jù)圖形對象特性獲取句柄利用對象特性搜索對象句柄可以得到較高的搜索速度。具體指令如下：H=findobj(H_ori,PN,PV) 在H_ori指定對象上，尋找與屬性（PN,PV）匹配的對象句柄。（5）根據(jù)對象“標簽”獲取句柄用戶可以通過“Tag”屬性，給對象一個“標簽”。此后，就可以通過“標簽”獲取該對象的句柄。設(shè)置“標簽”的兩個方法：第一，創(chuàng)建時賦名第二，用set賦名據(jù)標簽獲取對象句柄：如果屏幕上有多個圖形窗，且有的窗口又有多個子圖，那么獲取帶“標簽”對象句柄的簡捷指令是：hax=findobj(0，‘Tag’,‘A4’)。本設(shè)計中在計算程序caculate1函數(shù)中，從主程序當中讀取牛頭刨床參量L1的句柄值 L1=get(,39。string39。)。L1=str2num(L1)。 %%把字符轉(zhuǎn)換為數(shù)值 對象句柄的獲取和設(shè)置 （1）創(chuàng)建對象時設(shè)置屬性 H_GC=GraphicCommand(……,PN,PV) 利用“屬性對”設(shè)置的繪圖指令 H_GC=GraphicCommand(……,PS) 利用“構(gòu)架”進行屬性設(shè)置的繪圖指令 [說明]1）GraphicCommand代表所有合法的MATLAB高層或低層繪圖命令2）(PN,PV)是屬性名、屬性值構(gòu)成的屬性對。屬性對的數(shù)目沒有限制3）PS 是域名為屬性名的構(gòu)架數(shù)組 （2）get和 set get(H) 獲取H句柄對象所有屬性的當前值 get(H，PN) 獲取H句柄對象由PN指定屬性的當前值set(H) 顯示H句柄對象所有可設(shè)置屬性名和全部供選屬性值set(H，PN) 顯示H句柄對象由PN指定屬性的全部供選屬性值 set(H，PN，PV。) 設(shè)置H句柄對象的PN屬性名取PV屬性值set(H，PS) 利用構(gòu)架數(shù)組設(shè)置H的屬性值[說明] 1) (PN,PV)是屬性名、屬性值構(gòu)成的屬性對。屬性對的數(shù)目沒有限制2) PS 是域名為屬性名的構(gòu)架數(shù)組 （3）對象屬性設(shè)置示例本設(shè)計中數(shù)據(jù)顯示窗口中創(chuàng)建顯示數(shù)據(jù)的listbox時，把listbox的‘string’屬性設(shè)置為‘vars1’的程序如下： h2_zhuanjiaoslist=uicontrol(... 39。parent39。,h2,... 39。style39。,39。listbox39。,... 39。position39。,[ ],... 39。fontsize39。,14)。vars1 = phi139。set(h2_zhuanjiaoslist,39。string39。,vars1)。 主界面參數(shù)含義在主界面中參數(shù)的含義如下表所示：表5—1 主界面參數(shù)含義參數(shù)名稱參數(shù)含義 L1 原動件AB的長度 L3從動件DE的長度 L5 從動件EF的長度 H AD的長度 G刨頭距離底座的豎直高度 從動件DE的轉(zhuǎn)角P 滑塊2到底座的距離 從動件EF的轉(zhuǎn)角S 滑塊6的位移 原動件AB的轉(zhuǎn)速 原動件AB的轉(zhuǎn)角 轉(zhuǎn)向 原動件AB的轉(zhuǎn)向 界面制作步驟 創(chuàng)建主界面窗口 創(chuàng)建窗口的函數(shù)為figure，它有兩種調(diào)用形式： （1）figure ，單獨的figure創(chuàng)建一個新的窗口，并且返回它的句柄值。 （2）figure（H），使H為當前的窗口，強制它在屏幕其他窗口的上面；假如H窗口不存在，同時H為整數(shù)，這是將創(chuàng)建句柄為H的窗口，如下例。本設(shè)計中主程序創(chuàng)建主界面窗口的程序代碼如下：h1=figure(39。position39。,[20 20 800 600],...39。name39。,39。 牛頭刨床運動分析39。,...39。numbertitle39。,39。off39。,...% 不顯示標題數(shù)目39。defaultuicontrolfontsize39。,6,...39。defaultuicontrolunits39。,39。normalized39。,...39。menubar39。,39。none39。,...% 隱去菜單條以便接下來自己制作菜單39。resize39。,39。off39。)。 % 主窗口的大小不能改變 創(chuàng)建主界面自制菜單 PC平臺上，缺省情況下產(chǎn)生的MATLAB圖形窗總有一個頂層菜單條，它包含五個標準菜單項：文件（file）、編輯（edit）、工具（tools）、窗口（windows）和幫助（help）。每個菜單項在點擊的時候都回產(chǎn)生一個下拉菜單（Pulldown menu）。 這標準菜單受界面菜單‘MenuBar’屬性管理。該屬性有兩個取值[none|figure]。當屬性值取‘none’時，圖形窗不出現(xiàn)標準菜單（及工具條）；當屬性取‘figure’時，圖形窗顯示標準菜單，如圖5—2所示。 如上面例子隱去缺省菜單條的目的正是為了制作自制菜單，自制用戶菜單，通過uimenu指令創(chuàng)建。典型的調(diào)用格式為：圖5—2 缺省的菜單條 Hm= uimenu(39。PropertyName139。,value1,39。PropertyName239。,value2,...)