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Mikrocontroller-Interface zur Messwerterfassung
 

StefanH

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     Beitrag Verfasst am: 12.04.2014, 23:32     Titel: Mikrocontroller-Interface zur Messwerterfassung
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Guten Abend,

ich habe ein STM32F429-Discovery-Board zur simultanen Signalausgabe und Messwerterfassung programmiert. Nun möchte von Matlab aus Signale auf das Board laden, die Ausgabe und Messwerterfassung konfigurieren und triggern, sowie das erfasste Signal zur Analyse vom Mikrocontroller herunterladen. Die Kommunikation erfolgt über einen virtuellen COM-Port über USB. Weil ich zwischen Matlab und dem Mikrocontroller-Board eine mehrschrittige Konversation haben werde und den Handle für die serielle Schnittstelle kapseln wollte, habe ich mich entschieden das Interface zum Mikrocontroller in eine Klasse zu verpacken.

Jetzt habe ich Verständnisschwierigkeiten mit der Umsetzung des Konzepts der Objektorientierung in Matlab. Wenn ich ein Objekt erzeuge und eine Methode aufrufe, die z.B. die serielle Schnittstelle öffnet und prüft, ob sich das richtige Gerät mit der richtigen Version am anderen Ende des Kabels befindet, dann wird die Member-Variable (-> Property) zum Speichern des Handles für die serielle Schnittstelle nicht gespeichert. Ich habe einige Zeit in Suchen, Lesen und Probieren investiert und bin verwirrt.

Ich habe ein kleines/einfaches Beispiel vorbereitet, bei dem ich mit Absicht nicht auf set-/get-Methoden zurückgreife, weil die Zustandsaktualisierung in meinem Interface im Zuge von z.B. einer open-Methode geschieht:

Code:
classdef test
    properties
        testValue=2;
    end
    methods
        function changeValue(obj, newValue)
            obj.testValue=newValue;
            disp(obj.testValue);
        end
    end
end


Im Folgenden versuche ich das Verhalten auf der Konsole nachzuvollziehen: Mit

Code:


wird ein neues Objekt der Klasse test erzeugt. Über die Ausgabe kann man nachvollziehen, dass das Property testValue mit dem Wert 2 korrekt initialisiert wurde. Im nächsten Schritt soll der Wert von testValue über den Aufruf der Methode changeValue auf 4 geändert werden:

Code:
t.changeValue(4)


Die Ausgabe des disp-Kommandos signalisiert mir, dass der Wert von obj.testValue tatsächlich auf 4 geändert wurde. Wenn ich mir aber jetzt den Zustand des Objekts t anzeigen lasse, dann erhalte ich:

Code:
t =

  test with properties:

    testValue: 2


D.h. das Objekt t wurde nicht wie gewünscht angepasst!

In verschiedenen Beispielen von Mathworks habe ich nun gesehen, dass die Methode das Input-Objekt als Ergebnis zurückgeben kann. Ich habe meine Klasse wie folgt angepasst:
- Das Input-Objekt wird als Ergebnis der Methode zurückgegeben.
- Der Wert von testValue wird zusätzlich vor der Änderung ausgegeben, damit ich eine bessere Vorstellung vom Input-Objekt bekomme.

Die Klasse sieht entsprechend aus:

Code:
classdef test
    properties
        testValue=2;
    end
    methods
        function obj = changeValue(obj, newValue)
            disp(obj.testValue);
            obj.testValue=newValue;
            disp(obj.testValue);
        end
    end
end



Nachdem ich meinen Workspace geleert habe, habe ich folgende Experimente ausgeführt: Mit

Code:


wird ein neues Objekt der Klasse test erzeugt. Jetzt versuche ich wieder den Wert von testValue zu verändern:

Code:
t.changeValue(4)


Über die Ausgabe der disp-Kommandos kann ich nachvollziehen, dass der Wert von testValue von 2 auf vier gesetzt wurde. Die Analyse von t ergbit jedoch wieder das selbe Bilde: das Objekt, auf das t verweist bleibt unverändert. Stattdessen erhalte ich jetzt in der Variable ans einen Verweis auf ein Objekt mit dem angepassten Wert von testValue von 4. -> Aha, es werden scheinbar Kopien der Objekte angelegt! Der Aufruf

Code:
ans.changeValue(8)


führt zu dem gewünschten Ergebnis: Die Membervariable testValue von ans wird von 4 auf 8 geändert. Daraus schließe ich folgendes:
- Der neue Status von Objekten wird immer in Kopien der Objekte gespeichert.
- Wenn ich den neuen Status sichern möchte, dann muss ich immer zusätzlich eine Zuweisung wie folgt durchführen:

Code:
t=t.changeValue(8)


Meine Fragen:
- Habe ich das richtig verstanden?
- Gibt einen Weg dieses Verhalten zu ändern und das von mir erwartete Verhalten herzustellen?

Ich habe jetzt erwartet, dass die Variable t in Wirklichkeit ein Zeiger ist, der auf ein Objekt vom Typ test zeigt. Veränderungen auf dem Objekt über den Zeiger t sollten das Objekt direkt ohne eine Kopie zu erzeugen wirksam werden. Über einen anderen Zeige, der auf das selbe Objekt zeigt, kann ich diese Zustandsänderungen nachvollziehen. Diese Eigenschaft ist aus meiner Sicht wichtig, um größere, strukturierte Software-Pakete in Matlab programmieren zu können.

Ich hoffe es kann mir jemand meine Beobachtungen bestätigen und bestenfalls Hinweise geben, was ich tun kann mich in Richtung des gewünschten Verhaltens von Matlab voranzubewegen.

Ich bedanke mich schonmal im Voraus für die Unterstützung!


StefanH

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     Beitrag Verfasst am: 13.04.2014, 09:03     Titel:
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Guten Morgen,

nachdem ich heute Morgen nochmal zum Thema gelesen habe, habe ich gelernt, dass in Matlab das Konzept von Value und Handle Klassen gibt. Handle Klassen haben genau das von mir bevorzugte Verhalten, so wie ich es von C++ und Java kenne.

Um das Verhalten zu ändern muss lediglich vom Typ handle geerbt werden:

Code:
classdef test < handle
    properties
        testValue=2;
    end
    methods
        function changeValue(obj, newValue)
            disp(obj.testValue);
            obj.testValue=newValue;
            disp(obj.testValue);
        end
    end
end


So, dann kann es ja weitergehen ... Wink
 
StefanH

Gast

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     Beitrag Verfasst am: 13.04.2014, 09:05     Titel:
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topic solved
 
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