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1、第4章 图形控件和图形数据显示,主要学习内容,掌握Waveform Chart控件的组件和功能，以及有关属性的设置和使用方法；掌握Waveform Graph控件的组件和功能，以及有关属性的设置和使用方法；掌握XY Graph和Express XY Graph的功能和使用方法；熟悉Digital Waveform Graph的功能和使用方法；熟悉三维图形控件Intensity Chart、Intensity Graph、3D Surface Graph、3D Parametric Graph、3D Curve Graph的使用。,LabVIEW最吸引人的特性之一就是为数据的图形化显示提供了丰富
2、的图形显示功能的控件，可使虚拟仪器前面板设计得更加形象、直观，增强了用户界面的表达能力。这些基本的图形控件都位于ControlsAll ControlsGraph子模板上（演示）。图形子模板提供的图形显示件从顶部起由左到右依次为：图线（Waveform Chart），图形（Waveform Graph），XY图形（XY Graph），快速XY图形（Express XY Graph），强度图线（Intensity Chart），强度图形（Intensity Graph），数字图形（Digital Waveform Graph），三维表面图（3D Surface Graph），三维参数图（3D P
3、arametric Graph），三维曲线图（3D Curve Graph）以及图片子模板。其中最常用的图形控制件是Chart和Graph两大类。,Chart和Graph的区别,Chart和Graph是LabVIEW图形显示功能中的两个最基本的元素，从词义上两者很难区分，但在LabVIEW使用中有着根本的区别。Chart一般可称为“记录图”，它将数据在坐标系中实时、逐点（或者一次多个点）地显示出来，可以反映被测物理量的变化趋势，与传统的模拟示波器、波形记录仪的显示方式相似；Graph则是对已经采集的数据进行事后处理，它先得到所有要显示的数据，然后根据实际要求将这些数据组织成所需的图形一次性显示
4、出来。简单地讲，Chart是一点一点地描绘数据，而Graph是一块一块地描绘数据。两者所要求的数据类型也有所不同。,4.1 图线显示Waveform Chart,Waveform Chart的快捷菜单：,Visible Items选项,在这个选项里，可以确定哪些组件显示或不显示。其功能介绍如下。,(1)标签Label 一个对象被引用时总是通过标签与其联系的。(2)标题Caption 标题通常可以被标签代替，除非需要在前面板上显示与被引用的对象不同的名称。(3)纵坐标刻度Y Scale 默认的纵坐标标签是Amplitude，可以用标签工具改为汉字。(4)图线描绘区 默认情况下的图线描绘区不显示栅
5、格。设置栅格的方法是：在Chart上单击右键弹出菜单选Y Scale或X Scale，再在下一级菜单选Formatting。如果在刻度值上弹出菜单，则直接选Formatting。在Formatting对话框中，选择Scale菜单下的Grid Style and Colors选项，直接点击左边的一个图标，可以设置为不显示栅格、显示主栅格、显示子栅格。,在这个对话框中还可以有其它设置的选项：Scale Style and Colors：刻线与刻线值的样式和颜色；Scaling Factors：坐标初值与坐标间隔；Format and Precision：坐标的数据格式和精度。,(5)刻度图例Sca
6、le Legend 左边一个锁的图标是刻度锁定钮。锁定时为自动比例状态，同时它右边相邻的图标中亮起一个小绿灯；开锁时，说明刻度在固定值状态。最右边的按钮上单击左键，弹出一个菜单，可以在程序运行状态下修改刻度的格式、刻度数据的计数方法和精度、刻度值分布模式、刻度值与标签的可见性、栅格颜色等。(6)绘图图例Plot Legend 显示Chart中图线的样式，以利于区分每条线的意义。每条曲线的设置方法是：右键弹出菜单，对这条图线的绘图方式、颜色、线型、线宽等属性进行设置。,(7)数字显示Digital Display 显示图线中最新一点数据的幅值。(8)图形操作模板Graph Palette,标识为
7、十字的按钮，按下时将操作模式切换到普通模式，在这种模式下可以移动游标；标志为放大镜的按钮是缩放工具，缩放工具共有6个功能；最后一个手型按钮，是平移工具，用于在X-Y平面上移动可视区域的位置。,(9)滚动条Scrollbar 水平移动图线，显示窗口以外的数据。(10)横坐标刻度X Scale 默认的横坐标标签是Time，其它的设置参照前面纵坐标的叙述。,缩放工具的六个功能,矩形缩放：选择该项后，在显示区上，按住鼠标左键拉出一个方框，方框内的图形将被放大。水平放大：波形只在水平方向将两条横线间的区域放大，垂直方向上保持不变。垂直缩放：波形只在垂直方向上放大，水平方向上保持不变。取消缩放：取消最近的
8、一次缩放操作。连续缩放：选中该项后，在显示区内按住鼠标左键，波形将以鼠标指针停留位置为中心连续缩 放。,4.1.2 Waveform Chart的设置,1Waveform Chart显示数据的方式是周期性的刷新显示区，并将数据存储在一块缓冲区中。这个缓冲区的大小默认是1024个数据。可以改变这个值，方法是在Chart上弹出菜单，选Chart History Length进行修改。2刷新模式，Chart有3种动态显示模式：条幅式（Strip Chart）、示波器式（Scope Chart）和扫描式（Sweep Chart）。在Waveform Chart控件上弹出下拉菜单，用鼠标单击Advanc
9、edUpdate mode选项，可以设置波形显示的刷新模式。3Chart的多图线显示方式，在一个Chart中显示多条图线时，可以采用两种方式：Overlay Plots或者Stack Plots。,三种刷新模式的含义,（1）Strip Chart Mode 这是默认模式。在这种模式下，波形从左向右开始绘制，当最新一点超出显示器右边界时，整个波形顺序左移。（2）Scope Chart Mode 在这种模式下，波形同样从左向右开始绘制，但当最新一点画至显示器右边界时，整个波形将被清屏刷新，波形显示从左边界重新开始绘制一条新的图线。示波器显示模式明显快于条幅式，因为它无需处理滚动过程所需的时间。（3
10、）Sweep Chart Mode 选用这种模式时与示波器式类似，波形也由左到右开始绘制，不同的是数据到达右边界时，不见显示区清空，而是用一条垂直的红色线界定新数据的起点，此线随新数据的到达在显示区内横移。参考LabVIEW7.1ExamplesGeneralGraphsCharts.llb的Charts.vi示例程序。,例4.1 Chart中多图线显示方式的应用。,在Chart图中分别采用两种显示方式显示正弦和余弦函数曲线。,框图程序,初始的显示方式是Overlay Plots，当切换时采用右键的快捷菜单，如下面的左图，切换后采用Stack Plots显示的结果如下面的右图。,采用Stack
11、 Plots方式显示的结果,4.1.3 Waveform Chart 的数据类型,Waveform Chart可以接收的数据类型分两种情况：1当绘制单曲线时，波形Chart可以接收的数据类型有：标量数据和数组。2当绘制多曲线时，可以接受的数据也有两种：第一种是将每条曲线的一个新数据点（数值类型）打包成簇，然后输入到波形Chart中，这时波形Chart为所有曲线同时推进一个点；第二种是将每条曲线的一个数据点打包成簇，若干个这样的簇作为元素构成数组，再把数组传送到波形Chart中。数组中的元素个数决定了绘制Chart时每次更新数据的长度。在这种格式下，波形Chart为所有曲线同时推进多个点。,其框
12、图程序如上图，自己运行观察结果,例4.3 在Chart中显示两条曲线，设置Waveform Chart(One Point)每秒钟为每条曲线更新一个点；Waveform Chart(10 Points)每秒钟为每条曲线更新10个点。,4.2 Waveform Graph,Waveform Graph的组件及功能和Waveform Chart是类似的。两者的不同之处：Waveform Graph没有数字显示Digital Display，但是具有游标工具Cursor Legend。利用Graph上两条游标刻线交点处的游标坐标值，能够准确地读出图线上任何一点的数据值。在Graph上右键弹出菜单选择
13、Visible Items Cursor Legend，即可显示出游标图例板，如图。,默认的游标图例板有两个游标，根据需要可选择更多的游标数目。选用工具模板中的操作手或者标签工具，在游标图注区域内的任何地方单击鼠标，即可激活游标，如图为激活后的游标。,（1）游标移动选择器,单击该按钮可以使用游标移动器移动游标，或者直接用鼠标在Graph中拖动游标改变其位置，此时游标移动选择器会被自动按下。如果多个游标都单击了游标移动选择器按钮，再单击游标移动器上的4个棱形，则所有按下游标移动选择器的游标会同时在相应的方向移动。,（2）格式选择框,用于定制游标的外观。,（3）锁定选择框,用于定制游标的行为，或者
14、将特定的游标与特定的曲线相关联。,格式选择框中的功能,1）Color：用于从色彩选择器中选择游标的颜色。2）Cursor Style：提供了多种游标样式。3）Point Style：提供了多种与游标相交时交叉点的样式。4）Line Style：提供了多种实线和点划线样式。5）Line Width：提供了多种线型宽度。6）Show Name：用于显示图形中各游标的名称。可以使用Positioning工具来移动与游标相关的名称。7）Bring to Center：在不改变x轴及y轴刻度区间的情况下将游标移至图形的中央。8）Go to Cursor：改变x轴及y轴的刻度区间，使游标位于图形的中央。,
15、3种用于定制游标的行为,1）Free：通过在图形上单击游标移动器，或者在游标图注中输入x轴及y轴的坐标值来自由移动游标。2）Snap to Point：将游标移至曲线上最近的一个点。在该模式下，可将游标切换到另一条曲线上。3）Lock to Plot：将游标锁定到特定的曲线上。在该模式下，游标沿特定曲线移动，不能切换到另一条曲线上。如果有多条曲线，LabVIEW将在Lock to Plot菜单的下端列出这些曲线，单击曲线就可使每个游标与它相关联。,4.2.2 Waveform Graph的数据类型,Waveform Graph可以接受的数据类型，也分为两种情况：绘制单曲线和多曲线。1绘制单曲线
16、时Waveform Graph可接收两种数据类型：单值 数组和簇。2绘制多条曲线时，Waveform Graph可接收的数据类型有：（1）二维数组；（2）由数值类型元素X0，dX和数值型二维数组Y组成的簇。（3）把数组打包成簇，以簇作为元素形成数组。（4）由数值类型元素X0，dX以及以簇为元素的数组这三者 组成的簇。（5）以簇作为元素的数组。3波形数据类型,1.参照LabVIEW自带的例子LabVIEW7.1Examples General GraphsGengraph.llb中的Waveform Graph.Vi。,2.波形Graph的输入数据类型为波形数据的情况,4.3 XY Graph和
17、Express XY Graph,Waveform Chart和Waveform Graph的横坐标都是均匀分布的，因而在使用上有一定的限制。XY Graph和波形Graph类似，不同之处在于XY Graph不要求水平坐标等间隔分布，而且允许一对多的映射，比如绘制各种封闭曲线圆和椭圆等。在LabVIEW7.1中又提供了Express XY Graph加强了XY Graph的功能。XY Graph和Express XY Graph的输入数据需要包含两个一维数组，分别包含数据点横坐标的数值和纵坐标的数值。在XY Graph中需要将两个数组组合成为一个簇，而在Express XY Graph中则只需
18、要将两个一维数组分别和该VI的两个输入数据端口X Input和Y Input相连。,例4.4 将两个相位差分别为135度和45度的正弦波信号分别用XY Graph和Express XY Graph的函数功能显示。,4.4 Digital Waveform Graph,Digital Waveform Graph即数字波形图，用来显示数字信号。举例：用Digital Waveform Graph显示8路数字信号，每路信号经历5个时钟周期，如图是其前面板和后面板框图程序。,4.5 三维图形显示,除了二维图形显示波形外，很多情况下，把数据绘制在三维图形里更形象，LabVIEW提供了三维图形显示波形的
19、控件。Intensity Chart Intensity Graph 3D Surface Graph 3D Parametric Graph 3D Curve Graph,4.6其他图形的表达与显示,除了上面介绍的几种数据表达方式外，LabVIEW还提供了对极坐标图、雷达图以及图片等多种图形表达和显示方式的支持。用于上述功能的函数和VI位于控件模板中图形子模板中的控件模板上（ControlsAll ControlsGraphic Controls）。在这个模板中最常用的一个函数是对图片进行显示的函数Picture。LabVIEW提供了强大的图像处理功能，可以用于对图像的读取、处理和显示，也可以按照用户的需求用简单的点、线、面等元素绘图。另外，LabVIEW还可以显示多种格式的图片文件，如BMP位图文件、JPEG格式文件和PNG格式文件。,例4.8 对BMP格式和JPEG格式的图片进行显示。其程序框图和运行结果如图。,
