一、核心MATLAB代码实现
以下代码提供了GUI的核心逻辑和关键函数，你可以在GUIDE自动生成的对应回调函数中填入这些代码。
1. 初始化与数据定义 (在OpeningFcn中)
function voltammetry_gui_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)% 初始化电压范围（例如0-10V，步长0.5V）handles.voltage = 0:0.5:10; % 单位：V% 预设几种典型电阻（用于模拟）handles.presetResistors = [100, 500, 1000, 5000]; % 单位：Ωhandles.currentResistor = handles.presetResistors(1); % 默认100Ω% 根据欧姆定律生成理论电流值 I = U / R，并添加一些随机噪声handles = generateData(handles);% 更新GUI显示guidata(hObject, handles);updatePlot(handles);updateTable(handles);
endfunction handles = generateData(handles)% 生成带噪声的模拟实验数据theoreticalCurrent = handles.voltage / handles.currentResistor; % 理论电流% 添加高斯随机噪声（模拟测量误差），噪声强度可调noiseLevel = 0.02; % 2%的噪声noise = noiseLevel * theoreticalCurrent .* randn(size(theoreticalCurrent));handles.current = theoreticalCurrent + noise; % 模拟测量到的电流值handles.measuredData = [handles.voltage', handles.current']; % 存储为两列数据
end
2. 关键回调函数实现
将以下代码分别填入对应按钮的回调函数(Callback)中。
% --- “开始实验/生成数据”按钮回调函数 ---
function btnGenerate_Callback(hObject, eventdata, handles)% 从弹出菜单获取用户选择的预设电阻值selectedIdx = get(handles.popupResistor, 'Value');handles.currentResistor = handles.presetResistors(selectedIdx);% 重新生成数据handles = generateData(handles);guidata(hObject, handles);updatePlot(handles);updateTable(handles);% 清空之前的拟合结果set(handles.textResult, 'String', '点击“线性拟合”计算电阻');
end% --- “线性拟合”按钮回调函数 ---
function btnFit_Callback(hObject, eventdata, handles)data = handles.measuredData;U = data(:, 1);I = data(:, 2);% 使用一次多项式拟合（即线性拟合），拟合结果为 y = p(1)*x + p(2)% 这里拟合 I = k * U， 但注意理想情况是 U = R*I， 所以需要转换% 更稳定的做法是直接对 U = R*I 进行拟合，即用 I 做自变量，U 做因变量p = polyfit(I, U, 1); % 拟合 U = p(1)*I + p(2)fittedResistance = p(1); % 斜率即为电阻 Roffset = p(2); % 截距（理论上应为0，非零可能系统误差）% 计算拟合优度 R²U_fitted = polyval(p, I);ss_res = sum((U - U_fitted).^2);ss_tot = sum((U - mean(U)).^2);r_squared = 1 - (ss_res / ss_tot);% 在结果区显示resultStr = sprintf('拟合结果：\n电阻 R = %.2f Ω\n截距 = %.4f V\nR² = %.4f', ...fittedResistance, offset, r_squared);set(handles.textResult, 'String', resultStr);% 在图上绘制拟合直线hold(handles.axesPlot, 'on');% 生成用于绘制直线的电流点I_fine = linspace(min(I), max(I), 100);U_fine = polyval(p, I_fine);plot(handles.axesPlot, I_fine, U_fine, 'r-', 'LineWidth', 2, ...'DisplayName', sprintf('拟合直线 (R=%.1fΩ)', fittedResistance));legend(handles.axesPlot, 'show', 'Location', 'northwest');hold(handles.axesPlot, 'off');
end% --- “添加噪声”按钮回调函数 ---
function btnAddNoise_Callback(hObject, eventdata, handles)% 在现有数据上额外添加一次噪声currentNoise = 0.01 * handles.current .* randn(size(handles.current));handles.current = handles.current + currentNoise;handles.measuredData = [handles.voltage', handles.current'];guidata(hObject, handles);updatePlot(handles);updateTable(handles);% 提示用户数据已更新set(handles.textResult, 'String', '已添加随机噪声，请重新拟合。');
end
3. 更新图形和表格的辅助函数
这些函数应在GUI的同一.m文件内定义。
function updatePlot(handles)axes(handles.axesPlot);cla; % 清除当前坐标轴data = handles.measuredData;plot(data(:,2), data(:,1), 'bo', 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'b', ...'DisplayName', '测量数据');xlabel('电流 I (A)');ylabel('电压 U (V)');title('伏安特性曲线 (U-I 曲线)');grid on;legend('Location', 'northwest');
endfunction updateTable(handles)% 将数据更新到表格控件 uitable1set(handles.uitable1, 'Data', handles.measuredData);% 可以设置列名set(handles.uitable1, 'ColumnName', {'电压 (V)', '电流 (A)'});
end
参考代码 matlab gui 实现伏安法测电阻 www.3dddown.com/cna/97178.html
二、使用与扩展建议
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如何运行：
- 将上述代码整合到GUIDE创建的
.fig和.m文件中，确保控件标签（如axesPlot,btnFit）与代码中的handles结构体字段名一致。 - 直接运行
.m文件即可启动GUI。
- 将上述代码整合到GUIDE创建的
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功能扩展方向：
- 真实数据导入：增加一个按钮，使用
uigetfile函数读取外部文本或Excel文件中的实测电压电流数据。 - 非线性元件：在电阻选择菜单中加入二极管等元件，模拟其非线性的伏安特性曲线。
- 误差分析：增加文本框输入电流表和电压表的内阻，分析它们带来的系统误差并进行修正计算。
- 报告生成：增加“导出图表”按钮，使用
print或saveas函数将结果图保存为图片或PDF。
- 真实数据导入：增加一个按钮，使用
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注意事项：
- 版本兼容：如果使用更新的MATLAB版本（R2016a以后），推荐使用更现代的 App Designer 进行开发，其组件更丰富，布局更灵活，但底层逻辑与GUIDE类似。
- 拟合方向：代码中采用 I为自变量，U为因变量 进行拟合，这更符合伏安法测量电阻的物理定义（
R = U / I），拟合结果通常比用U拟合I更稳定。