如何用matlab实现串口通信并时实绘图

### Matlab 实现串口通信并实时绘图 #### 一、Matlab 中的串口通信基础 在 Matlab 的环境中，可以通过 `serial` 函数创建一个串口对象来完成与外部设备的数据交换。这一过程涉及初始化串口参数、打开端口、读取数据以及关闭端口等多个环节[^1]。 以下是实现串口通信的关键步骤说明： - **创建串口对象**：利用 `serialport` 或者旧版中的 `serial` 命令定义目标串口号及其波特率等属性。 - **配置串口参数**：设置诸如停止位、校验方式和字节数等内容以匹配外设需求。 - **开启连接**：调用 `fopen` 方法激活物理链路以便后续传输动作得以执行。 - **收发消息流**：借助于命令如 `fprintf`, `fscanf` 完成字符型或者二进制形式的信息交互；对于连续采集任务，则可能需要用到事件监听机制（Event Listener）捕捉新到达的数据包。 #### 二、基于 App Designer 构建简易串口工具实例 为了简化开发流程，可以采用 MATLAB 提供的应用程序设计环境——App Designer 来快速搭建图形界面友好的串口调试辅助软件。下面展示了一个基本框架结构，它支持手动触发发送指令以及周期性轮询接收缓冲区内容的功能[^2]: ```matlab % 初始化UI组件布局... methods (Access = private) function initializeSerial(app, portName, baudRate) % 设置默认通讯选项 app.SerialPortObj = serial(portName,'BaudRate',baudRate); try fopen(app.SerialPortObj); disp('成功打开了指定COM接口'); catch ME warndlg(['无法访问 ' portName ': ',ME.message],'错误提示'); end end end properties (Access = public) SerialPortObj; % 存储实际使用的句柄变量 end ``` 上述片段展示了如何封装私有方法去处理具体的硬件接入逻辑，并将其绑定到公开可访问的对象成员上方便其他部分引用。 #### 三、结合 STM32 数据源实现实时曲线绘制案例分析 假设我们已经有一套运行在 Cortex-M 系列微控制器上的固件程序负责采样传感器信号并通过 UART 推送至上位机显示出来。此时就可以按照如下思路编写脚本来同步呈现动态变化趋势图表： 1. 启动之前先确认好双方约定好的帧格式协议； 2. 编写解析函数适应特定编码规则提取有效数值字段； 3. 利用 Timer 对象定时查询是否有新的样本到来； 4. 将获取的结果追加至数组末端同时移除超出窗口长度范围的老记录保持性能稳定； 5. 更新 Axes 控件内的 Line 属性反映最新状态分布情况。 具体实现代码如下所示： ```matlab function plotRealTimeData() clc; %% 参数设定区域 comPort = 'COM7'; % 修改为目标可用端名 samplingFreqHz= 50 ; % A/D 转换频率 Hz timeSpanSecs = 10; % 单次观察持续秒数 maxPointsNum = round(samplingFreqHz*timeSpanSecs); %% 执行主体部分 s = serial(comPort,'BaudRate',9600,... 'Parity','none',... 'StopBits',1,... 'InputBufferSize',maxPointsNum*8); set(s,'Timeout',timeSpanSecs+1); fopen(s); figure; hLine = animatedline('Marker','o'); % 动态线条生成器 xlim([0,timeSpanSecs]); ylim([-1,+1]); % 自行调整Y轴界限适配输入域特性 xlabel('时间/s'); ylabel('幅值/V'); tic; while ishandle(hLine) && ~strcmp(fgetl(s),'exit') % 循环直到收到退出标志字符串为止 currentValStr=fgets(s); if isempty(currentValStr)==false currentValue=str2double(currentValStr); elapsedTime=toc; addpoints(hLine,elapsedTime,currentValue); if get(animator(hLine),'Length')>maxPointsNum deletepoint(hLine,1); end end endwhile fclose(s); delete(s); end ``` 此段落重点介绍了通过不断循环读取消息队列的方式维持长时间跟踪监测的效果，并且引入了动画线形作为载体承载逐步累积起来的历史轨迹点集合[^3]。