4.2 波形图表与波形图的使用与定制

波形图表与波形图是在数据显示中用得最多的两个控件，在4.1.2节中讲到，波形图表是趋势图的一种，它将新的数据添加到旧数据尾端后再进行显示，可以反映数据的实时变化，它和波形图的主要区别在于波形图是将原数据清空后重新画一张图，而趋势图保留了旧数据，保留数据的缓冲区长度是可以通过右击控件并选择“图表历史长度”来设定的。下面分别对它们的用法与设置进行详细的介绍。

4.2.1 波形图表与波形图的使用

将波形图表与波形图放置在前面板上后的默认形式如图4-2所示，它包括了波形显示的主要元素：波形显示区、横纵坐标轴和图例。波形图表和波形图接收的数据类型包括标量数据类型、一维数组、波形数据和二维数组，另外，通过簇绑定或者创建数组的方法可以显示多条曲线。

【例4-1】 标量数据的显示。

对于标量数据，波形图表直接将数据添加在曲线尾端，逐点显示，而波形图不能逐点显示，只能输入一维数组，按如下步骤创建程序。

1）切换到前面板，在“控件→新式→图形”中选择波形图表与波形图，放置到前面板上，修改标签名称为“标量数据--波形图表”和“标量数据--波形图”。

2）切换到程序框图，在“函数→编程→结构”中选择For循环，设置循环次数为360。

3）在“函数→数学→初等与特殊函数→三角函数”中选择“正弦.vi”，放置到循环中。

4）用For循环的i乘以π除以180后作为“正弦.vi”的输入（化成弧度后作为输入，“正弦.vi”的输出波形更光滑），“正弦.vi”的输出接“标量数据--波形图表”。

5）将“正弦.vi”的输出经过For循环索引通道后连接“标量数据--波形图”。

6）在“函数→编程→定时”中选择“等待(ms).vi”放置在For循环体中，输入为10，表示程序每隔10ms循环一次，这样是为了更加明显地展示波形图表显示标量数据的过程。

运行程序，显示结果与程序框图如图4-3所示。

【例4-2】 一维数组数据的显示。

对于一维数组数据，波形图表将它一次添加到曲线的末端，也就是说曲线每次向前推进的点数为数据的点数，这和波形图的显示效果一样。参照例4-1的步骤创建程序，不同之处在于“一维数组--波形图表”要放置在循环体内，因为现在是显示一维数组，关于For循环的索引通道问题，请读者参看第5章For循环的相关内容，程序运行结果和程序框图如图4-4所示。请读者仔细比较其与例4-1的区别。

【例4-3】 多曲线数据的显示。

对于波形图表，用簇里的“捆绑”函数就可以实现在一个波形图形中显示多条数据曲线，而对于波形图，则要用“创建数组”函数，按下列步骤创建程序。

（1）切换到前面板，在“控件→新式→图形”中选择波形图表与波形图，放置到前面板上，修改标签名称为“多曲线--波形图表”和“多曲线--波形图”。

（2）切换到后面板，在“函数→编程→结构”中选择For循环，设置循环次数为30。

（3）在“函数→数学→初等与特殊函数→三角函数”中选择“正弦.vi”，放置到循环中，输入端口与For循环的i相连，输出端口分别“加5”和“减5”。

（4）在“函数→编程→簇、类与变体”中选择“捆绑.vi”，拉伸成3个输入端口，与“正弦.vi”的输出同加、减5后的值连接，创建成的簇数组输出与“多曲线--波形图表”连接。

（5）在“函数→编程→数组”中选择“创建数组.vi”，输入端口与“正弦.vi”的输出和加、减5后的值连接，输出连接“多曲线--波形图”。

（6）在“函数→编程→定时”中选择“等待(ms).vi”放置在For循环体中，输入为100，表示程序每隔100ms循环一次，这样是为了更加明显地展示波形图表显示数据的过程。

运行程序，显示结果与程序框图如图4-5所示。

【例4-4】二维数组数据的显示。

对于二维数组，波形图表默认情况下将它转置，即每一列作为一条曲线来显示，而对于波形图，默认是将行作为一条曲线显示，需要用户手动对数据进行转置，具体方法为右击波形图，选择“转置数组”，按下列步骤创建程序。

1）切换到前面板，在“控件→新式→图形”中选择波形图表与波形图，放置到前面板上，修改标签名称为“二维数据--波形图表”和“二维数据--波形图”。

2）切换到程序框图，在“函数→编程→结构”中选择For循环，设置循环次数为30。

3）在“函数→数学→初等与特殊函数→三角函数”中选择“正弦.vi”，放置到循环中，输入端口与For循环的i相连，输出值除以2（此步操作和4）中与i相加的目的都是为了使波形分开显示而不重叠）。

4）在For循环体中在建立一个For循环，循环次数为3，将正弦值与内层For循环的i相加（禁用此处For循环的输入索引通道），再将它经过两层For循环的索引通道输出，形成二维数组，分别与“二维数据--波形图表”和“二维数据--波形图”连接。

5）在外层For循环的输出索引通道处右击，选择“创建→显示控件”，修改标签名称为“数组”。

运行程序，显示结果与程序框图如图4-6所示，图中所示为一个30行3列的数组，在波形显示时，每一列作为一条曲线进行显示，程序每运行一次，波形图表中的每条波形数据增加30个点，而波形图则是先清除旧的数据点，再显示新的30个数据点。

【例4-5】 波形数据的显示。

对于波形数据，波形图表只能显示当前的输入数据，并不能将新数据添加到曲线的尾端，这是因为波形数据包含了横坐标的数据，因此每次画出的数据都和上次结果无关，等价于图表，按如下步骤创建程序。

1）切换到前面板，在“控件→新式→图形”中选择波形图表与波形图，放置到前面板上，修改标签名称为“波形数据--波形图表”和“波形数据--波形图”，在“波形数据--波形图”上右击，在快捷菜单中取消“忽略时间标识”。

2）切换到程序框图，在“函数→编程→结构”中选择For循环，设置循环次数为30。

3）在“函数→数学→初等与特殊函数→三角函数”中选择“正弦.vi”，放置到循环中，输入端口与For循环的i相连。

4）在“函数→编程→波形”中选择“创建波形.vi”，拉伸成3个输入，分别选择“Y、dt、t0”，将Y与“正弦.vi”的输出端口相连，dt设置成10，在“函数→编程→定时”中选择“获取时期/时间(s).vi”，与t0相连。

5）将“创建波形.vi”的输出与“波形数据--波形图表”和“波形数据--波形图”连接。

运行程序，显示结果和程序框图如图4-7所示。在本程序中，用“创建波形”函数来创建一个正弦函数的波形数据，用“获取日期/时间”函数获取系统的当前时间，作为波形数据的起始时间，从图中可以看出，波形图表的横坐标显示的是系统的当前时间，而用波形图显示时间时要在右键菜单中取消“忽略时间标识”，请读者仔细比较它与前面几个案例的区别。

4.2.2 波形图表的定制

1.打开波形图表个性化设置对象

打开波形图表个性化设置对象的方法有两种：右击波形显示区域，在弹出地快捷菜单中选择“显示项”，单击要显示的项，如图4-8中左图所示；或者是在右击弹出的菜单中选择“属性”，打开如图4-8右图所示的属性设置对话框，在“外观”选项卡里选择要显示的项（图中画圈区域），设置完成后的波形图表及各对象功能如图4-9所示。

2.设置坐标轴显示

（1）自动调整坐标轴

如果用户想让Y坐标轴的显示范围随输入数据变化，可以右击波形图表控件，在弹出的菜单中选择“Y标尺→自动调整Y标尺”，如果取消“自动调整”选项，则用户可任意指定Y轴的显示范围，对于X轴的操作与之类似。这个操作也可在属性对话框里的“标尺”页完成，如图4-10的区域“1”。

（2）坐标轴缩放

在图4-10的区域“2”中可以进行坐标轴的缩放设置，坐标轴的缩放一般是对X轴进行操作，主要是使坐标轴按一定的物理意义进行显示，例如，对用采集卡采集到的数据进行显示时，默认情况下X轴是按采样点数显示的，如果要使X轴按时间显示，就要使X轴按采样率进行缩放。

（3）设置坐标轴刻度样式

在右键菜单中选择“X标尺→样式”，然后进行选择，也可以在图4-10的区域“3”中进行设置，同时可对刻度的颜色进行设置。

（4）设置网格样式与颜色

网格样式与颜色的设置在图4-10的区域“3”中进行。

（5）多坐标轴显示

默认情况下的坐标轴显示如图4-2所示，右击坐标轴，在弹出的菜单中选择“复制标尺”，此时的坐标轴标尺与原标尺同侧，如图4-11右上图所示，再右击标尺，在弹出的菜单中选择“两侧交换”，这样坐标轴标尺就对称地显示在图表的两侧了，如图4-11右下图所示。

3.图例

默认情况下图例只显示一条曲线，若想要显示多条曲线的图例，直接将图例往下拉即可。右击图例，在弹出的菜单中可以对曲线的颜色、线型和显示风格等进行设置。双击图例文字可以改变曲线名称。此步操作如图4-12所示。

4.图形工具选板

默认情况下第一个十字标志按钮被选中，表示此时图形区的游标可以移动。放大镜标志用来对图形进行缩放，共有6种模式，如图4-13所示。对于第一排中的放大方式，只需要选中该放大方式后，在图形区域拉动鼠标就能实现，用〈Ctrl+Z〉可以撤消上一步操作，选中手形标志后可以随意地在显示区域拖动图形。

5.更改缓冲区长度

在波形图表显示时，数据首先存放在一个缓冲区中，这个缓冲区的大小默认为1024个数据，这个数值大小是可以调整的，具体方法为在波形图表上右击，选择“图表历史长度”，在弹出的对话框中输入缓冲区的大小，如图4-14所示。

6.刷新模式

数据刷新模式设置是波形图表特有的，波形图没有这个功能。在波形图表上右击，在弹出的菜单中选择“高级→刷新模式”即可完成对数据刷新模式的设置，如图4-15所示。

波形图表的刷新模式有以下3种。

1）带状图表：类似于纸带式图表记录仪。波形曲线从左到右连续绘制，当新的数据点到达右部边界时，先前的数据点逐次左移，而最新的数据会添加到最右边。

2）示波器图表：类似于示波器。波形曲线从左到右连续绘制，当新的数据点到达右部边界时，清屏刷新，然后从左边开始新的绘制。

3）扫描图：与示波器模式类似，不同之处在于当新的数据点到达右部边界时，不清屏，而是在最左边出现一条垂直扫描线，以它为分界线，将原有曲线逐点右推，同时在左边画出新的数据点。

示波器模式及扫描图比带状图表运行速度要快，因为它们无须像带状图表那样处理屏幕数据滚动而另外耗费时间。

【例4-6】 用3种不同的刷新模式显示波形曲线。

按如下步骤创建程序。

1）切换到前面板，在“控件→新式→图形”中选择3个波形图表，放置到前面板上，修改标签名称为“带状图表”“扫描图”“示波器图表”。

2）在“带状图表”上右击，选择“高级→刷新模式→带状图表”，将它设置成带状图表的显示形式，按相同方法分别设置其他两个控件的显示方式。

3）在“函数→信号处理→信号生成”函数子选板中选择“正弦信号.vi”，放置到程序框图，用它来产生正弦信号。

4）从“函数→编程→结构”中选择“While循环.vi”，将程序框图上的对象都置于循环体中，设置程序运行间隔为100ms。

运行程序，分别用带状图表模式、扫描图模式、示波器图表模式来显示正弦波，效果和程序框图如图4-16所示。

【例4-7】 分格显示曲线，每条曲线用不同样式表示。

分格显示曲线是波形图表特有的功能，右击波形图表控件，在弹出的菜单中选择“分格显示曲线”即可实现此功能，当然也可以在属性对话框的“外观”选项卡中进行设置。按如步骤创建程序。

1）切换到前面板，在“控件→新式→图形”中选择波形图表，放置到前面板上，修改标签名称为“分格显示”。

2）在“函数→编程→结构”中选择“While循环.vi”设置程序运行间隔为100ms。

3）在“函数→数学→初等与特殊函数→三角函数”中选择“正弦.vi”，放置到循环体中，将输入与While的i相连。

4）在“函数→编程→簇、类与变体”中选择“捆绑.vi”，拉伸成3个端口，分别与“正弦.vi”的输出相连，形成簇数组，与“分格显示”相连。

5）切换到前面板，在波形图表上右击，在弹出的菜单中选择“分格显示曲线”。

6）拉伸波形图表的图例，显示3条曲线图例，单击图例，在弹出的菜单中设置曲线的样式。

运行程序，显示效果和程序框图如图4-17所示。

4.2.3 波形图的定制

波形图的个性化定制方法大部分和波形图表是相似的，对于相同的部分，这里不再赘述，只对不同的部分进行介绍。

1.游标

和波形图表相比，波形图的个性化设置对象没有“数字显示”，多了一个“游标图例”，如图4-18所示。通过游标图例，用户可以在波形显示区中添加游标、拖动游标。在游标图例中会显示游标的当前位置，游标可以不止一个，通过右击游标图例并选择“创建游标”来添加游标，选中某个游标后，还可以用游标移动器来移动游标。在游标图例中右击，从弹出的菜单中可对光标的样式、颜色等进行个性化设置。

2.添加注释

在前面板上右击波形图，在弹出的菜单中选择“数据操作→创建注释”，弹出“创建注释”对话框，如图4-19所示。在“创建注释”对话框中，用户可以在“注释名称”中输入想要在波形图中显示的注释名称。在“锁定风格”中指定注释名称是“关联至一条曲线”还是“自由”，如果选择“关联至一条曲线”，则用户需要在“锁定曲线”中指定注释关联的曲线，在移动注释的过程中，注释始终指向关联的曲线；如果选择“自由”，则“锁定曲线”选项变成灰色，不可用，用户可以任意移动注释，并且在移动过程中，注释不指向曲线。设置完成后的波形图显示如图4-20所示。

【例4-8】 用簇数组和二维数据显示不同长度的数据曲线。

按如下步骤创建程序。

1）在“函数→信号处理→信号生成”子选板中，选择“正弦信号.vi”和“方波.vi”，设置正弦信号的采样点数为128点，方波的采样点数为200点，幅值为0.5。

2）在“函数→编程→簇、类与变体”子选板中选择“创建簇数组.vi”，连接两信号输出端，创建簇数组并用波形图显示，取名为“簇数组显示”。

3）在“函数→编程→数组”子选板中选择“创建数组.vi”，连接两信号输出端，创建二维数组并用波形图显示，取名为“二维数组显示”。

运行程序，结果如图4-21所示。从图中可以看出，用簇数组显示的波形图中，只显示实际的数据点数，而用二维数组显示时，缺少的数据点用“0”补齐。