虚拟仪器VI讲义_第六章_波形显示_57页.ppt

第六章 波形显示,6.1,事后记录波形控件,6.2,实时趋势图控件,6.3 XY,波形记录控件,6.4,密度图形显示控件,6.5,密度趋势图控件,6.6,数字波形图,6.7,三维图形显示,6.8,图片显示,第六章 波形显示,波形显示是,LabVIEW,程序设计最常用的前面板之一。,LabVIEW,波形显示控件主要分为两大类：事后记录图（,Graph,）和实时趋势图（,Chart,）。它们的主要区别在两者数据组织及波形的刷新方式不同。对事后记录图，基本数据结构为数组，构成数组的全部测量数据一次显示完成。对实时趋势图，基本数据结构是数据标量或数组。新接收的数据接在原有波形后面连续显示。即使是数组，也是连续不断的一个数组一个数组的显示。,6.1,事后记录波形控件,6.1.1,控件面板结构 下图是事后记录波形控件的典型前面板结构及其端口。该控件显示是以一次刷新方式进行，数据输入基本形式是数组或簇。,事后记录波形控件的主要构成元素有：,1.X,Y,轴 缺省时，,X,轴初值为,0,，最大刻度根据数组长度自动调整。,Y,轴刻度根据数组中数据的最大、最小值自动设定。,2.,图形显示区 为读数方便，允许在图形显示区设置网格。,3.,波形设置 通过其右键弹出菜单，可设定波形的各种属性，如：波形名称、线型、颜色等。也可通过对属性节点的编程来实现。,事后记录波形控件的主要构成元素有：,4.,控制模板 波形控件控件直带的控制模板，可以放大、缩小或移动波形，还可改变,X,、,Y,的名称、刻度等，并可进行局部放大，以便详细观察。,5.,控制标签 给波形显示命名。,6.1.2,控件使用方法 例,6.1.1,用波形显示一次,30,点的温度测量结果。,例,6.1.2,显示电压测量结果。电压采样从,10ms,开始，每隔,5ms,采集一个点，共采集,30,点；信号采样前经过了,10,倍的衰减。要求显示实际采样时间及电压值。,注意：打包的顺序不能错，必须以,X0,DetaX,数组的顺序进行。,例,6.1.3,测量电压信号，并进行滤波（以前,3,点的平均值为滤波值）。要求共测,30,点，同时显示实际信号波形和滤波信号波形。,注意：显示,N,条波形必须有,N,组数据。数据数组的组织根据不同需求而定。,例,6.1.4,在上例的基础上，要求显示每个点的采样时间（间隔,5ms,）和开始采样数据。,例,6.1.5,在一次实验中，进行了两个量的电压测量，但在相同的时间内一个采集了,20,个点，另一个采集了,40,个点。用波形控件显示测量结果。,例,6.1.6,在上例的基础上，假设两个信号有相同的起始时间,X0,和相同的时间间隔,DetaX,要求,X,轴能显示采样时间和开始采样时间。,例,6.1.7,用一个波形显示控件来显示两个测量信号结果。设两个信号的测量次数以及起始时间,X0,和时间间隔,DetaX,均不同。,6.1.3,波形显示控件外观 改变波形属性有三种方法：选择弹出菜单中的命令来实现；应用控件自带控制模板实现；在程序中设置属性节点值的方法实现。,1,波形显示控件弹出菜单的设置。在波形显示控件的显示面板上单击鼠标右键，弹出波形显示控件的设置菜单如下：,(1)X,坐标选项,(X Scale)a.Marker Spacing,：用来设置坐标刻度。缺省情况下为,Uniform,，,X,轴刻度根据数组长度自动标注。当选择位,Arbitrary,时，仅显示第一个点和最后一个点的刻度。,b.Add Marker,和,Delete Marker,：用于在,Arbitrary,模式下增加和删除刻度。,c.Formatting,：用于设置,X,刻度的各种属性，如网格线的颜色、,X0,、,DetaX,等的缺省值。当选择,Formatting,项时，会弹出设置对话框，如下：,d.style,：,X,轴网格的标注风格。,e.mapping,：选择刻度递增方法，,linear,缺省，为线性增加，,log,按指数增加。,f.,Auot,Scale,：用于坐标自动设置，缺省时为自动设置。,g.Loose Fit,：用于在取整。,Loose Fit,选项有效时（缺省设置），,X,轴等刻度的划分，这时如果数据量不是单位长度的整数倍，则,X,轴长度与数据长度是不等的。当,Loose Fit,选项无效时，则要求,X,轴长度精确地与数据长度一致。,h.Visible Scale Label,：用于坐标名称显示的设置，缺省为不显示。,(2)Y,坐标选项（,Y Scale,）设置方法与,X Scale,类似。,2.,波形显示控件控制模板的使用。在波形显示控件的显示面板上单击鼠标右键，在弹菜单中选择,Visible,ItemsScale,Legend,，则会在图形控件下方显示刻度调整控件。如选择,Visible,ItemsGraph,Palette,，则会在图形控件下方图形调整模板。,(1).,：是,AutoScale,X,和,AutoScal,Y,的快捷图标，缺省时为有效。当其无效时，可改变,XY,的,Lable,。,(2).,：这是设置,X,、,Y,轴刻度数字标度方式的快捷键，其选项内容与,X,ScaleFormatting,Format&Precision,一样。,(3).,：使用该工具可以在显示区内随意拖动波形。,(4).,：当手工具有效时，单击该工具可取消手工具的有效状态。,(5).,：波形缩放工具。当用赋值工具单击它时，会弹出波形缩放的选择项。各选项功能如下：,a.,矩形缩放；,b.,水平缩放；,c.,垂直缩放；,d.,取消缩放；,e.,以一个点为中心放大；,f.,以一个点为中心缩小。,3.,波形设置。单击波形显示控件的右上方的波形图标，会弹出波形曲线的线型、颜色和填充模式等属性菜单，如右图。各选项功能如下：,Common Plots:,图形表示方法。提供了光滑曲线、离散点图，数据点直接连接以及直方图和填充图等六种形式。,Color:,设置曲线颜色。,Line Style,：提供数据连线类型，如实线、虚线、点划线。,Line Width,：设置连线线宽。,Anti-Aliased:,图形加亮。,Bar Plots,：选择直方图的绘制方式,包括水平直方图和垂直直方图。,Fill Base Line,：选择填充基线，有三种选择：,Y=0,Y=+,Y=-,。,Interpolation:,数据点之间的连线方式，如直线或折线，或不连线。,Point style:,数据点的形状，如实心、空心、园点、方点等。,6.2,实时趋势图控件,实时趋势图与波形显示控件的面板不同。,它的,X,轴只有起始和结束位置有刻度；,实时趋势图控件的输入是一个双精度浮点数变量，而波形显示控件的输入是一个双精度浮点数数组。实时趋势图控件内置有一个,1K,的显示缓冲区，决定了最大显示数据长度为,1024,。,实时趋势图控件最适合于实时测量中的参数监控；而波形显示控件适合用于事后测量数据的分析。,下图是实时趋势图控件的典型前面板结构及其端口。,6.2.1,实时趋势图控件的使用方法,例,6.2.1,用,Waveform Chart,实时监测一个温度测量。,如果需要控件一次接收一部分数据，框图程序如：,例,6.2.2,用,Waveform Chart,显示两个测量结果的波形。方法,1,：将每种测量的一个点打包在一起，然后把该数据包送去显示；方法,2,：先将单个点打包，然后将数据包组成一个数组，再送至控件显示。,6.2.2,实时趋势图控件的外观定制,实时趋势图的外观定制与波形显示控件的菜单设置及用法大部分是一致的。下面介绍实时趋势图控件的一些特殊设置。,1.,数字显示,(Visible,ItemsDigital,Display),选择该项后，控件将在前面板上附加一个数字指示器，动态地显示最新数据的大小。,2.,滚动条,(Visible,ItemsScrollbar,),该选项有效后，控件将在前面板上附加一个滚动条，可以利用滚动条查看缓冲区内如何位置的一段波形。,3.,波形刷新模式,(,AdvanceUpdate,Mode),选择该提供了,3,种波形刷新方式,Strip:,满屏后，连续显示；,Scope:,满屏后，清屏刷新；,Sweep:,满屏后，不清屏刷新；,4.,历史记录长度,(Chart History Length),用于设置缓冲区的大小，缺省为,1024,点。,5.,多层图,(Stack Plots),在一个显示控件下显示多个图形窗口，每个波形的,Y,轴可单独设置，,X,轴共有。,6.3 XY,波形记录控件,(XY Graph),Wave Graph,的,Y,轴对应实际的测量数据，,X,轴对应测量点的序号，适合描述等间隔数据序列。对一类,Y,值随,X,变化的曲线，,Wave Graph,不适合。为此，,LabVIEW,设计了,XY Graph,控件。控件前模板和端口如下图：,与,Wave Graph,相同，,XY Graph,控件也是事后波形记录。不同的是,XY Graph,控件能反映测量点,X,、,Y,值的变化。因此，,XY Graph,控件的输入数据结构是由两个数组打包构成的簇，簇的每一对数据对应一个显示数据点的,X,、,Y,坐标。下面通过例程介绍,XY Graph,控件的使用方法。,例,6.3.1,用输入作,XY Graph,的,X,轴，用输出作,XY Graph,的,Y,轴，观察输入输出之间的关系。,XY Graph,的,X,、,Y,轴都是受控的，所以要求有两组数据输入，关键是如何来组织两组数据。,例,6.3.2,用一个输入控制两个输出，用,XY Graph,显示输入输出之间的关系。,6.4,密度图形显示控件,(Intensity Graph),在前面介绍的,Waveform Graph,、,Waveform Chart,和,XY Graph,都是用于描绘二维数据的，当需要显示三维数据时，如平面上各点温度值的发布，就需要用到密度图。控件前模板和端口如下图：,6.4.1,密度显示控件的使用,密度图的显示区域分为一个个单元，每个单元对应于二维数组的一个索引，而每个单元的颜色表示一个数组成员的数值。,从图中可以看出，二维数组的索引初始值对应数据显示区的左下角，数组每一列对应数据显示的一行；数组每一行对应数据显示的一列。,例,6.4.1,密度显示控件应用举例。,6.4.2,密度显示控件的外观设置,密度图显示控件的外观设置与,Wave Graph,大体类似，如光标的设置、坐标轴的设置等。不同之处是密度图显示控件增加了,Z,轴的设置。,Z,轴除了颜色的设置外，还有通用的坐标轴设置。密度图显示控件用来表示平面内某种量（如温度场、电磁场等）是最适合不过的。但它不具有三维数据的代表性，且显示结果不具有三维的立体感。,例,6.4.2,用一个输入控制两个输出，用,XY Graph,显示输入输出之间的关系。,6.5,密度趋势图控件,(Intensity Chart),与,Intensity Graph,控件一样，,Intensity Chart,也是用一个二维的显示结构来表达一个三维的数据结构，它们之间的主要区别在于图形刷新方式不同，也就是,Graph,与,Chart,的区别。,例,6.5.1,密度趋势图控件程序设计。,6.6,数字波形图,(Digital Waveform Graph),用来显示数字信号。波形控件如下：,例,6.6.1,以数字量的形式显示一个,8,位整形数数组的数据,6.7,三维图形显示,(3D Graph),用来显示三维观察数据，如：联合时频分析、飞行器空间轨迹的研究等。,LabWIEW,提供了,3,种,3D,图形表示方法。,6.7.1,三维表面图,(3D Surface Graph),用于绘制一些相对简单的,3,维空间表面。在程序前面板上放上,3D Surface Graph,控件后，图形代码自动将它的端口连接到描绘三维控件表面的,3D Surface VI,上。该,VI,位于,Graphic&Sound,3D Graph Properties,子模板中。,以下是,3D Surface Graph,控件放入后的状态。,例,6.7.1,在三维空间描绘一个正弦曲面。,6.7.2,三维参数图,(3D Parametric Graph),用于绘制一些更复杂的,3,维空间图形。使用方法与,3D Surface Graph,类似。例,6.7.2,在三维空间描绘一个园环曲面。,6.7.3,三维曲线图,(3D Curve Graph),用于绘制一些,3,维空间曲线。使用方法与,3D Surface Graph,类似。例,6.7.3,在三维空间描绘一条正弦曲线。,6.8,图片显示,(Picture),图片显示控件最具有普遍意义的是,Picture.ctl,利用它和,Graphic&Sound,Picture Functions,函数子模板中的,VI,，可以画出任意图形，且可以对几乎如何类型的图形进行显示。例,6.8.1,利用,Picture.ctl,画图。,例,6.8.2,利用,Picture.ctl,显示图片。,实验五 波形显示,1.,在一个,Graph,中用,2,种不同的线宽显示一条正弦曲线和一条余弦曲线。每条曲线长,128,点。正弦曲线,x0=0,x=1,余弦曲线,x0=2,x=10,。,2.,在一个,Chart,图中显示,3,条曲线，分别用红、绿、蓝,3,种颜色表示范围,0,1,、,0,5,和,0,10,的,3,个随机数。,3.,用,XY Graph,显示一个半径为,10,的园。,4.,产生一个,10,行,10,列的二维数组，数组成员为,0,100,之间的任意整型数，用密度图显示出来。,5.,尝试使用,Picture.ctl,控件画图和显示图形。,