第4章 图形控件和图形数据显示12

第4章图形控件和图形数据显示主要学习内容掌握波形图表控件的组件和功能，以及有关属性的设置和使用方法；掌握波形图控件的组件和功能，以及有关属性的设置和使用方法；掌握Express

XY图形和XY图形的功能和使用方法；熟悉数字波形图的功能和使用方法；熟悉三维图形控件强度图、强度图表、3D曲面图像、3D参数图形、3D曲线图形的使用。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“控件”选板->“新式”->“图形”子选板上（演示）。最常用的图形控制件是波形图和波形图表两大类。4.1图线显示在LabVIEW的图形显示功能中，按照处理测量数据的方式和显示过程的不同，图形显示控件主要分成两大类：波形图：图形的VI通常先将数据采集到数组中，再将数据绘制到图形中。波形图表：图表将新的数据点追加到已显示的数据点上以形成历史记录。【又称“显示实时曲线”‘'实时趋势图”，它将数据在坐标系中实时、逐点地显示出来，可以反映被测物理量的变化趋势】

简单地说：波形图表：是一点一点地描绘数据，而波形图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。经典图形

LabVIEW包含以下类型的图形和图表：（1）波形图和图表，显示采样率恒定的数据。（2）XY图，显示采样率非均匀的数据及多值函数的数据。（3）强度图和图表，在二维图上以颜色显示第三个维度的值，从而在二维图上显示三维数据。（4）数字波形图，以脉冲或成组的数字线的形式显示数据。（5）Windows三维图形，在前面板ActiveX对象的三维图上显示三维数据。

“控件”选板->“新式”->“图形”子选板

1.波形图

波形图的基本显示模式：等时间间隔地显示被测对象的波形数据点，且每一时刻只有一个数据值与之对应。4.1.1波形图表组件及功能波形图的属性图例中的“常用曲线”

在“波形图”上弹出快捷菜单并打开“显示项”子菜单，可以进行对所显示项目的属性的设置和调整。

(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幅值。

(4)图线描绘区

默认情况下的图线描绘区不显示栅格。

设置网格的方法是：1)在波形图上单击右键弹出菜单选Y标尺或X标尺，再在下一级菜单选格式化…。2)在刻度值上弹出菜单，则直接选格式化…。在格式化对话框中，选择标尺菜单下的网格样式与颜色选项，直接点击右边的一个图标，可以设置为主网格、辅网格。

(5)标尺图例

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

显示波形图中图线的样式，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：

显示图线中最新一点数据的幅值。（波形图表）(8)图形工具选板

标识为十字的按钮，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。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。(9)X滚动条

水平移动图线，显示窗口以外的数据。(10)横坐标刻度XScale

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。4.1.2波形图表chart的设置

Chart的独有控件1．设置：波形图表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，方法是在图表上单击鼠标右键弹出菜单，选ChartHistoryLength（图表历史长度）进行修改。

2．刷新模式，Chart有3种动态显示模式：条幅式（StripChart）、示波器式（ScopeChart）和扫描式（SweepChart）。在WaveformChart控件上弹出下拉菜单，用鼠标单击高级--更新模式（Advanced→Updatemode）选项，可以设置波形显示的刷新模式。三种刷新模式的含义（1）StripChartMode

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）ScopeChartMode

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）SweepChartMode

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LabVIEW7.1\Examples\General\Graphs\Charts.llb的Charts.vi示例程序。3、数据显示(DigitalDisplay)选中它，可以在图形右上角出现一个数字显示器，这样可以在画出曲线的同时显示当前最新的一个数据值。波形图graph和波形图表chart的比较目的：创建一个VI，用波形图和波形图表分别显示40个随机数产生的曲线，比较程序的差别。波形图表和波形图的导出图像（共性）

波形图表可以作为一个图片导出，这样便于用其它图片浏览、编辑功能的软件查看被监测对象的状况或直接引用图片。导出简化图像与原图像对比原图导出图3.波形图表的多图线显示方式在一个波形图表中显示多条图线时，可以采用两种方式：分格显示曲线或者层叠显示曲线。在波形图表（Chart）图中分别采用两种显示方式显示正弦和余弦函数曲线。[例4.1]Chart中多图线显示方式的应用。框图程序初始的显示方式是层叠显示

，当切换时采用右键的快捷菜单，如下面的左图，切换后采用分格显示曲线的结果如下面的右图。采用分格显示曲线方式显示的结果

4.1.3波形图表的数据类型波形图表（WaveformChart）可以接收的数据类型分两种情况：

1．当绘制单曲线时，波形图表可以接收的数据类型有：标量数据和数组。

当输入标量数据时，曲线每次向前推进一个点，当输入数组时，每次向前推进的点数等于数组的长度。例4-2用波形图表绘制单曲线。

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，这时波形图表（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图表中。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。其框图程序如上图，自己运行观察结果[例4.3]在波形图表中显示两条曲线，设置波形图表1(OnePoint)每秒钟为每条曲线更新一个点；波形图表2(10Points)每秒钟为每条曲线更新10个点。波形图表例5.28

用波形图表来实时显示现场温度值，当温度超过设定的临界值时，点亮报警灯。

温度值显示VI的程序框图和显示结果

波形图表例5.29

用波形图表显示两组测量结果的数据。

波形图表显示两路波形VI的前面板和程序框图

波形图表例

设计一个VI，显示一个正弦波电压测量结果。电压采样从0开始，每隔2ms采样一个点，共采样50个点。要求程序的显示能够反映出实际的采样时间及电压值。

电压测量VI的前面板和程序框图

波形图例设计一个程序，进行2组数据采集，但在相同的时间内，一个采集了30点的数据，另一个采集了50点的数据。用波形图显示测量结果。

显示两组数据VI的前面板和程序框图

4.2波形图显示4.2波形图显示波形图的组件及功能和波形图表是类似的。2、两者的不同：波形图没有数字显示（DigitalDisplay），但是具有游标图例（CursorLegend）。利用波形图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。在波形图上右键弹出菜单选择显示项→游标图例，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。（8.5点鼠标右键-创建游标-自由来激活）

（1）游标移动选择器

（8.5无此选项）

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。右击格式选择框中的功能（8.5无此选项）1）Color：用于从色彩选择器中选择游标的颜色。2）CursorStyle：提供了多种游标样式。3）PointStyle：提供了多种与游标相交时交叉点的样式。4）LineStyle：提供了多种实线和点划线样式。5）LineWidth：提供了多种线型宽度。6）ShowName：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）BringtoCenter：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）GotoCursor：改变x轴及y轴的刻度区间，使游标位于图形的中央。（2）格式选择框用于定制游标的外观。

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）SnaptoPoint：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）LocktoPlot：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LocktoPlot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。（3）锁定选择框

用于定制游标的行为，或者将特定的游标与特定的曲线相关联。（8.5无此选项）

4.2.2波形图的数据类型波形图接受的数据类型，分两种：绘制单曲线和多曲线。

1．绘制单曲线时波形图可接收两种数据类型：单值数组和簇。

正弦信号例1

用波形图显示30个采样点的温度测量结果单值数组：波形隐含了起始时刻(t0=0)和步长ΔX=1，即时刻0对应数组中的第0个元素，时刻1对应数组中的第1个元素，例2

电压采样：起始时刻10ms，时间间隔5ms采集30点。簇数据类型：包含波形的数据(Y)、起始时刻(t0)和步长ΔX，在程序中使用捆绑（Bundle）

函数，将X0,dx，y数据打包，送入波形显示控件。

2．绘制多条曲线时，波形图（

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）把数组打包成簇，以簇作为元素形成数组。每条曲线所含的元素个数都不同，应使用曲线数组，例如，从几个通道采集数据且每个通道的采集时间都不同时，应使用曲线数组。簇数组内部数组的元素个数可各不相同。波形图例设计一个程序，进行2组数据采集，但在相同的时间内，一个采集了30点的数据，另一个采集了50点的数据。用波形图显示测量结果。

显示两组数据VI的前面板和程序框图

捆绑创建数组（1）二维数组:数组每一行中元素的个数必须相同（2）由数值类型元素X0，dX和数值型二维数组Y组成的簇。波形图接收多种数据类型以显示多条曲线正弦波方波创建数组捆绑（5）以簇作为元素的数组。1.参照LabVIEW自带的例子。创建数组2.波形Graph的输入数据类型：G语言将一些常用波形打包成簇，产生的波形本身包含了X0，dx时间参数，直接将它们与波形Graph相连，使编程更快捷。例3

测量一个电压值：30点采集、前三次测量值的平均滤波显示、实际值显示例4

两个电压的采样：20点的采集、40点的采集、用一个Graph图表显示。例5

两个电压的采样：采集点数、起始时间、时间间隔都不同例6

利用ForLoop自动索引特性创建一个数组,并在waveformgraph上显示该数组波形例7

创建一个VI,用于实时测量和显示温度,同时显示温度的最大值、最小值和平均值。4.3XY图和ExpressXY图波形图和波形图表的横坐标都是均匀分布的，因而在使用上有一定的限制。XY波形

图和波形图(Graph)类似，不同之处在于XY图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LabVIEW中又提供了ExpressXY图加强了XY图的功能。XY图和ExpressXY图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图中需要将两个数组组合成为一个簇，而在ExpressXY图中则只需要将两个一维数组分别和该VI的两个输入数据端口XInput和YInput相连。XY波形图XY波形图的Y值对应实际的测量数据，X值对应测量点的序号，适合显示等间隔序列的变化。XY波形图——Y值随着X值变化的曲线。XY波形图的特点：1.

和graph相同，一次性完成波形显示刷新；2.

输入数据类型由两组数据打包构成的簇，每一组数据对应一个显示数据点的X、Y坐标

“控件”选板->“新式”->“图形”子选板

->XY图举例路径：“函数”选板->“编程”->“波形”->“模拟波形”->“波形生成”->“正弦波形”。例8

用随机函数作为XY波形图Graph的X轴、Y轴，观察输入输出之间的关系例9

在XYGraph显示两个信号的输入输出关系。创建数组创建簇数组例10

单曲线显示例11

多曲线显示创建数组[例4.4]利用XYGraph构成利萨育图形：将两个相位差分别为135度和45度的正弦波信号分别用XYGraph（a图）和ExpressXYGraph（b图）的函数功能显示。（略）正弦波形2)ExpressXYGraph（2012）XYGraph和ExpressXYGraph的函数功能显示。

1)XYGraph多曲线显示描绘同心圆，两圆半径分别为1和2

在XYGraph中显示需要将两个数组组合成为一个簇，在ExpressXYGraph中，若显示一条曲线，则将两个一维数组分别连ExpressXY两个输入数据端口XInput和YInput的，此例显示两个同心圆，

则需要将两个一维数组创建成二维数组，再连接到VI的两个输入数据端口XInput和YInput相连描绘同心圆，两圆半径分别为1和2

。创建数组创建簇数组捆绑4.4数字波形图数字波形图用于显示数字数据，尤其适于用到定时框图或逻辑分析器时使用。

“控件”选板->“经典”->“经典图形”子选板

“控件”选板->“新式”->“

图形”子选板

DigitalWaveformGraph例4.5：用数字波形图显示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。创建波形“编程”选板->“波形”->“创建波形”子选板

在波形成分处点击鼠标右键-》选择项，完成波形成分的修改。

数字数据信号在“控件”选板->“新式”->

I/O子模版下，可随时加入和删除数据（0，1），在放置文字状态下，按鼠标右键单击如下图，选择后可插入数字。捆绑面板上有一个输入控制，共输入了７个十进制数，还有一个二进制显示对象，显示了这些十进制数对应的二进制数，最右边是一个DigitalWaveformGraph。注意这个图中数据应当从纵方向读出，在横坐标上的刻度是数据的序号（０到６），其中最后一个数的序号是６，纵坐标从下向上读是11111111，第一个数的序号是０，其值从上向下读是00000001，而第二个数（序号１）是00000010。该程序的框图中值得注意的问题有以下几点：1）十进制数可以直接送给数字波形图控件，不必事先转化为二进制数。2）在送给数字波形图控件之前，需要经过一个捆绑（bundle函数）。3）捆绑的顺序是x0、deltx、输入数据，最后是二进制的位数或字长，为１时是８位，为２时变为１６位，余类推。数字波形图例5.33

数字波形图应用

数字波形图应用VI的前面板和程序框图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控件。

强度图表（IntensityChart)

强度图（IntensityGraph）三维曲面图

（3DSurfaceGraph）

三维参数图（3DParametricGraph）

三维曲线图（3DCurveGraph）4.5三维图形LabVIEW中包含以下三维图形：三维曲面图，在三维空间绘制一个曲面

三维参数图，在三维空间绘制一个参数曲面

三维曲线图，在三维空间绘制一条曲线

“控件”选板->“经典”->“经典图形”子选板

1、三维曲面图（3DSurfaceGraph）

X向量：一维数据数组，说明Z矩阵的曲面与X平面的关系Y向量：一维数据数组，说明Z矩阵的曲面与Y平面的关系Z矩阵：二维数据数组，用于确定曲面与Z平面的关系；X和Y向量用于平移或斜移Z矩阵中数据集合。曲线数量:是三维控件属性的曲线列表的索引，通过右键单击控件调整属性，可添加新曲线，默认值为列表中的第一条曲线。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。【例4.7】3D曲面使用举例。

VI的前面板和程序框图如图所示，利用两个For循环产生二维数组传给zmatrix端口。在前面板上，鼠标在OperateValue状态下，按下鼠标左键并移动鼠标可以改变观察角度。3D曲面还可以显示光标，光标可以用于测量曲面上点的坐标，首先要添加光标，方法是利用图所示的对话框，在光标设置页Cursors中添加。图例4.7的前面板和程序框图它需要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。X和Y向量用于平移或斜移Z矩阵中数据集合。2、三维参数曲面图（3DParametricGraph）3、三维曲线图（3DCurveGraph）X、Y、Z向量：一维数据数组，包含曲线的X、Y、Z轴坐标；X和Y向量用于平移或斜移Z矩阵中数据集合。2.三维参数图

三维参数图应用

三维参数图应用VI的前面板和程序框图1．三维曲面图例

用三维曲面图显示曲面z=sinθ，θ∈[0,2π]，X、Y坐标的步长为π/50三维曲面图应用VI的前面板和程序框图

3.三维曲线图例

要求绘制一条螺旋线，螺旋线的坐标由下面的公式给出。x=cosθy=sinθz=θ其中θ∈[0,6π]，步长为π/50。

绘制螺旋线VI的前面板和程序框图

强度图和强度图表强度图和强度图表

有一个输入数据端口，连接二维数组，数组的索引值就是三维数据的X，Y坐标，Z坐标是二维数组中的每一个具体数值。添加到前面板后强度图有标签为幅值的颜色控制组件，相当于Z轴，在显示区域里，Z轴数据采用色块的颜色深度来表示，因此需要定义数值—颜色表，设定此表的方法。在Z