《数据的图形显》PPT课件.ppt

第第6章章 数据的图形显示数据的图形显示l图形控件选板l波形图表波形图表 l波形图波形图lXY 图 l强度图 l数字波形图 l混合信号图 l三维图形显示 l特殊图线与图片的显示 引子引子lLabVIEW很大的很大的一个优势就是它提一个优势就是它提供了丰富的数据图供了丰富的数据图形化显示控件，而形化显示控件，而且使用起来极其方且使用起来极其方便。便。波形数据波形数据(Waveform)u为了方便地显示波形，LabVIEW专门预定义了波形数据类型。它实际上就是按照一定格式预定义的簇，在信号采集，处理和分析过程中经常会用到它。u波波 形的全部元素包括数据采集的起始时间形的全部元素包括数据采集的起始时间t0、时间、时间间隔间隔dt、波形数据、波形数据y和属性。和属性。波形数据y可能是一个数组也可能是一个数值波形数据波形数据(Waveform)l波形数据控件携带的数据包含了时间波形的基本信息，因此可以直接作为Chart和Graph的输入。横坐标代表时间，纵坐标代表Y值 波形数据波形数据(Waveform)l2 波形数据操作函数波形数据操作函数u虽然波形数据是一种预定义格式的簇，但是必须用专用的波形数据操作函数才能对它进行操作，其中某些操作函数与簇的操作函数非常类似。uLabVIEW提供基本的波形操作函数位于“波形”函数子选板中；LabVIEW还提供大量高级波形分析函数,位于“信号处理”函数子选板中,包括波形生成、波形调理、波形测量3个子选板。波形数据波形数据(Waveform)l波形数据操作函数举例波形数据操作函数举例6-1 图形控件选板图形控件选板 用图形的形式显示测试数据与分析结果，可以看出被测试对象的变化趋势，使虚拟仪器的前面板变得更加形象直观。LabVIEW 提供了多种图形显示控件。波形图；波形图表；强度图；强度图表；三维参数图；三维曲面图；控件；XY图；Express XY图；数字波形图；混合信号图；三维曲线图；三维图片控件。Y轴刻度（幅值）X轴刻度（时间）图形显示区图例6-2 波形图表波形图表 波波形形图图表表（Chart）是是将将数数据据源源（例例如如采采集集得得到到的的数数据据）添添加加到到曲曲线线的的尾尾端端，从从而而反反映映被被测测物物理理量量的的变变化化趋趋势势，例例如显示一个实时变化的波形或曲线如显示一个实时变化的波形或曲线，但其表现形式有限。但其表现形式有限。6-2-1 波形图表的主要特点波形图表的主要特点 波形图表的数据并没有事先存在一个数组波形图表的数据并没有事先存在一个数组中，它是中，它是实时显示实时显示的，为了能够看到先前的数的，为了能够看到先前的数据，据，ChartChart控件内部含有一个控件内部含有一个显示显示缓冲区缓冲区，其中，其中保留了一些历史数据。这个缓冲器按照保留了一些历史数据。这个缓冲器按照先进先先进先出出的原则管理。缓冲区的大小默认值是的原则管理。缓冲区的大小默认值是10241024个个数据，在波形图表上弹出快捷菜单，选数据，在波形图表上弹出快捷菜单，选“图表图表历史长度历史长度”,”,可以在弹出的对话框中进行修改。可以在弹出的对话框中进行修改。波形图表显示数据的方式是波形图表显示数据的方式是用纵坐标表示数用纵坐标表示数据值，用横坐标表示数据序号据值，用横坐标表示数据序号。坐标可以是线。坐标可以是线性或对数分布的。波形图表逐个数据点描绘曲性或对数分布的。波形图表逐个数据点描绘曲线，周期性的刷新显示区线，周期性的刷新显示区。曲线有三种刷新模式：带状图表、示波器图表和扫描图。缺省的刷新模式是带状图表。设置方法：快捷菜单-高级-刷新模式6-2-1 波形图表的主要特点波形图表的主要特点刷新模式刷新模式带状图表 示波器图表 扫描图带状图表带状图表：与纸带式图表记录仪类似。曲线从左到右连续与纸带式图表记录仪类似。曲线从左到右连续绘制，当新的数据点到达右部边界时，绘制，当新的数据点到达右部边界时，先前的数据点逐次先前的数据点逐次左移。左移。示波器图表示波器图表：与示波器类似。曲线从左到右连续绘制，当与示波器类似。曲线从左到右连续绘制，当新的数据点到达右部边界时，新的数据点到达右部边界时，清屏刷新清屏刷新，从左边开始新的，从左边开始新的绘制。绘制。扫描图扫描图：与示波器模式的不同在于当新的数据点到达右部与示波器模式的不同在于当新的数据点到达右部边界时，不清屏，边界时，不清屏，而是在最而是在最左左边出现一条垂直扫描线，以边出现一条垂直扫描线，以它为分界线，将原有曲线逐点向它为分界线，将原有曲线逐点向右右推，同时在推，同时在左左边画出新边画出新的数据点。的数据点。如此循环下去。如此循环下去。6-2-1 波形图表的主要特点波形图表的主要特点多图线布置方式多图线布置方式 在一个波形图表中显示多条曲线时，可以使用同一个曲线描绘区，叫做层叠显示曲线；或使用不同的曲线描绘区，叫做分格显示曲线。可以通过在显示区域右击后在快捷菜单中设置6-2-1 波形图表的主要特点波形图表的主要特点多标尺多标尺l 在层叠显示曲线时，还可以选择单标尺坐标和多标尺坐标。下面的波形图表中显示了一个幅值为1的正弦波和一个幅值为5的锯齿波，由于使用了不同的纵坐标标尺，两者都充满了显示区域。l 建立多标尺坐标的方法：1.在标尺值或者标尺标签上右击-快捷菜单-复制标尺-设置属性将曲线与标尺关联；2.在标尺值或者标尺标签上右击-快捷菜单-两侧交换 可以让标尺在显示区两侧轮换。6-2-2 波形图表的外观设置波形图表的外观设置 波形图表的所有组件（1）标签（2）标题（9）图形工具选板（6）显示图例（10）显示水平滚动条（5）显示标尺图例（4）曲线描绘区（7）数字显示框（3）纵坐标标尺（8）横坐标标尺6-2-2 波形图表的外观设置波形图表的外观设置 波形图表的外观设置对话框6-2-2 波形图表的外观设置波形图表的外观设置 图形操作子选板I.将一个矩形区域放大将一个矩形区域放大II.将两条纵线之间区域放大将两条纵线之间区域放大III.取消操作，回复默认设置取消操作，回复默认设置IV.将两条横线之间的区域放大将两条横线之间的区域放大VI.以一个点为中心放大以一个点为中心放大V.以一个点为中心缩小以一个点为中心缩小6-2-3 波形图表的其它设置波形图表的其它设置l1.标尺的数据格式与精度设置 6-2-3 波形图表的其它设置波形图表的其它设置l2.曲线设置6-2-3 波形图表的其它设置波形图表的其它设置l3.标尺设置6-2-4 波形图表的导出图像波形图表的导出图像波形图表可以作为一个图片导出，这样便于用其它有图片浏览、编辑功能的软件查看被监测对象的状况或直接引用图片。u若想将曲线截图，可以通过右击曲线选择数据操作数据操作-复复制数据制数据将曲线图复制到剪切板上。u若想将曲线截图得到简化图，可以通过右击曲线选择数据数据操作操作-导出简化图像导出简化图像-设置设置对话框对话框将曲线简化图复制到剪切板上。6-2-4 波形图表的导出图像波形图表的导出图像 导出简化图像与原图像对比l 对于单个数值，程序每执行一次，对于单个数值，程序每执行一次，波形图表波形图表（Chart）表就绘制一个点，多次运行就会绘制出一条）表就绘制一个点，多次运行就会绘制出一条曲线。曲线。6-2-5 波形图表的数据类型波形图表的数据类型l对于一维数组数据，它会一次性把一维数组的数据添加在曲线末端，即曲线每次向前推进的点数为数组数据的点数。6-2-5 波形图表的数据类型波形图表的数据类型l若要显示多条标量曲线，只需要用簇的Bundle函数函数将它们绑定在一起作为输入即可。程序每执行一次，波形图表就在多条曲线上个绘制出一个点，多次运行就绘出多条曲线 6-2-5 波形图表的数据类型波形图表的数据类型l对于二维数组，缺省情况下是每一列的数据当作一条一维数组曲线。如果需要将数组的每一行数据描绘成一条曲线，需要在波形图上右击，在快捷菜单上将“转置数组”选项去掉。6-2-5 波形图表的数据类型波形图表的数据类型小结小结6-2-5 波形图表的数据类型波形图表的数据类型(f)波形数据(b)一维数组(c)簇(d)簇数组(e)二维数组(a)单个数值(g)波形数组(h)动态数组 波形图波形图（Graph）和）和波形图波形图表（表（Chart）的）的区别在于区别在于波形图波形图（Graph）先将被采集数据存放先将被采集数据存放在一个在一个数组数组之中，然后根据需要之中，然后根据需要一次性将传递给一次性将传递给它的数据全部显示在曲线描绘区中，在新的数据它的数据全部显示在曲线描绘区中，在新的数据到达时将原来的数据全部刷新，而不会将新数据到达时将原来的数据全部刷新，而不会将新数据添加到曲线的尾端。添加到曲线的尾端。它的缺点是它的缺点是没有实时显示没有实时显示，但是它的表现形式要丰富得多。但是它的表现形式要丰富得多。6-3 波形图波形图6-3 波形图波形图l6-3-1 波形图的游标利用游标能够准确的读出曲线上任何一点的数据。利用游标能够准确的读出曲线上任何一点的数据。(2)游标名(3)游标x坐标值(4)游标y坐标值(5)游标移动器(1)功能切换按钮6-3 波形图波形图l6-3-1 波形图的游标设置对话框6-3-2 波形图的其它设置波形图的其它设置 创建注释创建注释方法：在波形图上右击弹出快捷菜单方法：在波形图上右击弹出快捷菜单-数据操纵数据操纵-创建注释创建注释6-3-3 波形图的数据类型波形图的数据类型 波形图波形图可以有多种数据输入类型：一维数组，二维数可以有多种数据输入类型：一维数组，二维数组，簇，簇数组，波形数据。组，簇，簇数组，波形数据。1、一维数组作为输入、一维数组作为输入 当输入数据为一维数组时，当输入数据为一维数组时，波形图波形图直接将一维数组画直接将一维数组画成一条曲线，纵坐标为数组元素的值，横坐标为数组成一条曲线，纵坐标为数组元素的值，横坐标为数组索引。索引。一维数组6-3-3 波形图的数据类型波形图的数据类型2、二维数组作为输入、二维数组作为输入 当输入数组为二维数组时，缺省情况下每一行的数据对应一条曲线，即曲线的数目和行数相同。二维数组6-3-3 波形图的数据类型波形图的数据类型3、簇作为输入、簇作为输入 簇作为输入时需要指定三个元素：起始位置x0、数据点间隔dx和数组数据。设置信息和一维数组构成的簇-适用于多通道相同采样率的情况6-3-3 波形图的数据类型波形图的数据类型设置信息和二维数组构成的簇6-3-3 波形图的数据类型波形图的数据类型4、簇数组作为输入、簇数组作为输入 簇数组也可以直接作为波形图的输入设置信息的簇数组-适用于多通道不同采样率的情况6-3-3 波形图的数据类型波形图的数据类型5、波形数据作为输入、波形数据作为输入 6-3-3 波形图的数据类型波形图的数据类型小结小结(f)一维 波形数据(b)设置信息和一维数组构成的簇(d)设置信息和二维数组构成的簇(e)带设置信息的簇数组(c)二维数组(a)一维数组(g)簇数组(h)带设置信息的簇6-4 XY 图图l 波形图表和波形图描绘曲线时，y坐标值是程序其它节点提供的数值，而x坐标值本质上是数据点的序号，它们是单调均匀的，这样就不能描绘出非均匀采样的数非均匀采样的数据和某些平面曲线据和某些平面曲线即即适合描述一般的适合描述一般的Y值随值随X值变化曲值变化曲线。线。l当我们需要画的曲线是由(x,y)坐标决定的时候，我们就需要采用XY 图。l 为此LabVIEW 提供了XY 图这种图形显示控件。XY 图图要求成对输入要求成对输入x坐标值和坐标值和y坐标值，用这些数据来描点坐标值，用这些数据来描点绘出曲线。绘出曲线。其中包含 x坐标数据的称为x数组，包含y坐标数据的数组称为y数组。两个数组攒成一个簇，x数组在上，y数组在下，可以画各种封闭曲线封闭曲线。6-4 XY 图图数据类型数据类型lXY图的输入相对比较简单，一种是直接将X数组和Y数组绑定为簇作为输入，另一种是把每个点的坐标绑定为簇，然后作为簇数组输入，两种方式都可以通过将多输入合并为一个一维数组输入来实现一幅图中显示多条曲线。6-4 XY 图图数据类型数据类型l1、XY两个一维数组绑定为两个一维数组绑定为簇作为输入簇作为输入 u这是最简的一种情形，捆绑函数的输入的第一个数组为X 数组，第二个数组为Y数组。绑定为簇后可以直接输入，也可以将多个簇捆绑为一维数组输入实现多条曲线。数组构成的簇6-4 XY 图图数据类型数据类型多个簇构造为一维簇数组实现多条曲线6-4 XY 图图数据类型数据类型l2、坐标点、坐标点簇数组作为输入簇数组作为输入u该方式将各个点的坐标绑定为簇然后作为簇数组输入，和直接将该方式将各个点的坐标绑定为簇然后作为簇数组输入，和直接将XY数组绑定为簇输入效果一样。但是后者不一定需要数组绑定为簇输入效果一样。但是后者不一定需要XY数组的大数组的大小一致，它会自动将大的数组裁剪。小一致，它会自动将大的数组裁剪。簇构成的数组6-4 XY 图图数据类型数据类型多个簇构造为一维簇数组实现多条曲线6-4 XY 图图数据类型数据类型小结小结6-4 XY 图图Express XY图图lExpress XY 图图采用了LabVIEW的Express技术，将Express XY图图放置在前面板上的同时，在程序框图中会自动添加一个“创建XY图”Express VI，它的XY轴数据为动态数据类型，因此只要XY数组数据和它连接，它就会自动添加一个转换函数将其转换为动态数据类型，从而适合XY图的结构，下面为它的一般用法。直接产生动态数据转换为动态数据6-5 强度图强度图本节介绍的强度图指强度图表和强度图强度图指强度图表和强度图这两种图形显示控件。前面介绍的波形图表、波形图和XY图都是用于描绘二维数据的，当需要显示三维数据三维数据，例如平面上各点温度值的分布时，就需要用到强度图。强度图要求的数据类强度图要求的数据类型为二维数组型为二维数组，它的显示区域划分为一个个单元，每个单元的位置对应二维数组的一个索引值，用每个单元的颜色表示一个数组成员的数值。6-5-1 强度图表强度图表 图（a）是程序的前面板，上面放了一个5行4列的数组控件，下面是强度图表，在它的数据显示区显示了4行5列单元格。图（b）是程序框图。(a)(b)6-5-2 强度图强度图强度图与强度图表在许多方面都是相同的，最主要的区别是数据显示的方式。强度图表显示数据使用缓冲区，新的数据到达时，原有数据向左移动，新数据描绘在原有数据右边。显示区域占满后，最老的数据移出显示区。默认的缓冲区存储128个数据点。而强度图显示数据则是新的数据到达时刷新全部原有的显示。强度图与波形图也有很多共同的特点，例如设置游标等。强度图与强度图表的异同可以对照波形图与波形图表的异同。6-6 数字波形图数字波形图数字波形图以数字量的形式显示数据显示数据。l6-6-1数字波形图的显示与设置 16位整型数数组 转换为数字数据数字波形扩展数字总线6-6-1 数字波形图的显示与设置数字波形图的显示与设置 6-6-2 数字波形图的数据数字波形图的数据数字波形簇数字波形数组 6-7 混合信号图混合信号图混合信号图由多个绘图区域组成，各个绘图区域分别显示模拟数据模拟数据和数字数据数字数据。混合信号图可以接收波形图、XY图和数字波形图所能接收的各种数据类型。树形结构图例绘图区域6-8 三维图形显示三维图形显示l6-8-1 三维曲面图（编程-图形与声音-三维图形属性）三维曲面图控件用于描绘一些相对简单的三维空间表面。将该控件放置在前面板上的同时，在背面板也会同时出现一个ActiveX控件和一个VI函数三维曲面.vi。正弦曲面6-8 三维图形显示三维图形显示l6-8-2 三维参数图（编程-图形与声音-三维图形属性）三维参数图控件用于描绘一些更复杂的三维空间图形。它需要3个轴的数据均为二维数组，分别决定了相对于x平面、y平面和z平面的曲面。曲面圆环6-8 三维图形显示三维图形显示l6-8-3 三维曲线图三维曲线图控件用于描绘三维空间曲线。三维空间描绘的正弦曲线6-9 特殊图线与图片的显示特殊图线与图片的显示（图形（图形-控件）控件）6-9 特殊图线与图片的显示特殊图线与图片的显示练习与思考练习与思考u6.1 在一个波形图表中显示3条曲线，分别用红、绿、蓝3种颜色表示范围01、05和010的3个随机数。u6.2 在一个波形图中用2种不同的线宽显示1条正弦曲线和一条余弦曲线。每条曲线长度为128个点。正弦曲线x0=0,x=1，余弦曲线x0=2,x=10。u6.3 用两个波形图显示习题4.1的两个二维数组。u6.4 用一个波形图显示习题5.5的结果。u6.5 用XY图显示一个半径为10的圆。u6.6 产生一个10行10列的二维数组，数组成员为0100的任意整型数，用强度图显示出来。