虚拟仪器设计与应用7.ppt

虚拟仪器设计与应用,光电工程系,第十四讲波形数据和图形显示,波形数据波形数据发生函数波形处理函数波形分析函数图形显示,波形数据,波形数据是LabVIEW特有的数据类型。类似于“簇”结构，但又不同。波形数据由波形起始时刻t0、波形采样时间间隔dt和波形数据Y组成。波形数据可用波形发生函数或VI产生，并能用波形处理、波形分析和波形显示等函数进行后续的操作。,波形发生函数及VI,位置：FunctionsAllfunctionsWaveformAnalogWaveformWaveformGeneration或者FunctionsAllfunctionsAnalyzeWaveformGeneration,常用波形发生函数,基本函数发生器,公式波形发生器,信号仿真expressVI,调谐与噪声发生器,波形处理函数,位置：FunctionsAllfunctionsWaveform,GetWaveformComponents获取波形数据中成员函数,BuildWaveform组建波形数据,功能：新建一个波形数据，或修改一个已有的波形数据。如果没有连接输入端口waveform，则新建一个波形数据；反之，修改已有波形数据。图标输入端口waveform：连接一个需要修改的已有波形数据。该端口为簇型数据，包括下面三个元素：t0：波形起点时间，即第一个采样点的时间dt：采样周期，即两个采样点之间的间隔。Y：波形的Y轴数据，数组型。waveformcomponent：波形数据的元素，与waveform中的三个元素相同。输出端口：waveform新建或修改后的波形数据。,BuildWaveform建立波形VI,波形分析函数,位置：FunctionsAllfunctionsAnalyzeWaveformMeasurements,ExtractSingleToneInformation提取信号信息函数,ExtractSingleToneInformation提取信号谐波信息VI,功能：搜索输入时域信号中幅度最大或某个频率的单一谐波，并返回该谐波的频率、幅度和相位。图标输入端口timesignalin：时域波形信号输入。exportsignals：选择输出到exportedsignals端口的信号，枚举型，取值选项如下,ExtractSingleToneInformation(续)提取信号谐波信息VI,输入端口errorin：错误簇advancedsearch：设置频率搜索区域的中心频率和带宽，簇型，包含如下元素：approxfreq：搜索的中心频率search：搜索的频率带宽输出端口exportedsignals：输出exportsignals端口指定的信号，簇型，包含如下元素：exportedtimesignal：输出的时域波形信号，波形数据exportedspectrum：输出信号的频谱，簇型，包括：f0：频谱的起始频率df：频谱分辨率，即最小频率间隔dBSpectrum(Hann)：频谱幅度，即频谱Y轴数据，反映每个频率分量的幅度大小，数组型。,ExtractSingleToneInformation(续)提取信号谐波信息VI,输出端口detectedfrequency：测量得到的信号频率，单位Hzdetectedamplitude：测量得到的信号幅度，单位Vdetectedphase：测量得到的信号相位，单位：度errorout：错误簇measurementinfo：返回测量警告信息，簇型，包括：uncertainty：不确定参数，该参数保留，已备将来使用。Warning：警告标志，逻辑型，如果为TRUE，表示在测量过程中产生了一个警告。comments：警告信息，字符串型。,波形相关函数演示,图形显示器,作用：用于显示图形对象，如显示波形、曲线、曲面等。位置：ControlsAllControlsGraph,Graph模板,Waveformchart波形图表,Waveformgraph波形图,XY坐标图,三维曲线图,强度chart（图表）,强度graph（图）,三维曲面图,数字图,三维参数图,控件,ExpressXY坐标图,图形显示器说明,LabVIEW的图形显示器可分为两大类Chart（图表）：可以将数据源（例如采集得到的数据）在某一坐标系中，实时、逐点地显示出来，它可以反映被测物理量的变化趋势。Graph（图形）：只能将已采集数据的事后处理结果显示出来。它不能实时显示数据，需先将被采集数据存放在数组中，然后根据需要组织成所需的图形后再将其显示出来。,图形显示器说明（续）,Graph的表现形式要比Chart丰富,WaveformGraph的各个组成部分，它们都包含在右键菜单的VisibleItems(选择项)选项下。,WaveformGraph波形图,WaveformGraph（续）波形图,曲线图例可用来设置曲线的各种属性，包括线型（实线、虚线、点划线等）、线粗细、颜色以及数据点的形状等。图形模板可用来对图形进行操作，包括移动、对感兴趣的区域放大和缩小等。刻度图例用来设置坐标刻度的数据格式、类型（普通坐标或对数坐标），坐标轴名称以及刻度栅格的颜色等。光标图例可用来设置光标、移动光标，用光标直接从曲线上读取感兴趣的数据。,属性设置,对应端点,可接受的数据1D数组（单条曲线）波形数据（单条曲线）2D数组（多条曲线）簇Waveformgraph只能显示等间隔采集的数据，即X轴坐标间隔（X）是固定的，所以它的X轴数据只需两个量X0和X即可表示。缺省情况X0=0，X=1。（如果输入是波形数据，X轴表示的是时间信息，用t0和t表示）,WaveformChart波形图表,WaveformChart和WaveformGraph类似，创建、设置和使用方法都基本相同。,数字显示,在外观上，Chart多了一个数字显示，但是比Graph少了一个光标图例,Chart（波形图表）的独有功能,数据缓冲器（ChartHistoryBuffer）Chart的数据并没有事先存在一个数组中，它是实时显示的，为了能够看到先前的数据，Chart内部含有一个数据缓冲器，其中保留了一些历史数据。这个缓冲器按照先进先出的原则管理，其最大容量是4294967295（32位无符号整数）个数据点。,数据缓冲器,Chart的独有功能(续),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。堆叠式图区（StackPlots）在相同的横坐标下，由于各种测量信号的差异，将几条曲线显示在同一个图区有困难时，可以组织出一种横坐标相同，而有各自纵坐标的堆叠式图区。,Chart的刷新模式(UpdateMode),Chart提供了三种画面的刷新模式，分别是StripChartMode（条状图）：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。ScopeChartMode（示波器模式）：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，从左边开始新的绘制。它的速度较快。SweepChartMode（扫描模式）：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，而是在最左边出现一条垂直扫描线，以它为分界线，将原有曲线逐点向右推，同时在左边画出新的数据点。如此循环下去。,对应端点,可接受数据标量（单条曲线）1D数组（单条曲线）波形数据（单条曲线）2D数组（多条曲线）簇与WaveformGraph相同，只能显示等间隔采集的数据,操作演示,XYGraph,WaveformChart和Graph都只适合于显示等间隔采集的数据，它们并不适合描述一般的Y值随X值变化的曲线。适合于这种情况的是XYGraph。也就是说X轴的每个点我们都可以自己定义。,举例,XYGraph（XY图）,XYGraph的其他方面与WaveformGraph几乎没有什么区别,对应端点,可接受数据簇（单条曲线）簇数组（多条曲线）每个簇中都包含了两个数组X和Y它有对应的快速VI，使用更方便。,用For循环建立XY坐标点绘制图形,用For循环建立XY坐标点绘制图形（续）,用For循环建立XY坐标点绘制图形（续）,WaveformGraph等图形的存储和绘制,在WaveformGraph等控件的图形区单击右键进入DataOperations/ExportSimplifiedImage（输出简化图片）窗口,WaveformGraph等图形的存储和绘制(续),在ExportSimplifiedImage（输出简化图片）窗口中，可选择输出到Savetoclipboard(剪切板)和Savetofile(文件);输出格式有*.emp(增强型图元文件)和*.bmp(位图),WaveformGraph等图形的存储和绘制(续),可供文本文件（例如word等）下插入或粘贴输出图形,XYGraph,练习八实时温度监控系统,要求：（1）利用随机数函数模拟生成温度采样值，采样间隔时间0.5秒一次，温度范围0，100；（2）能够根据需要分别设置温度报警的上限和下限；如果用户设置的上限小于等于下限，则立即停止运行该系统；（3）在同一显示窗口，实时显示温度的变化曲线和上下限；该温度变化曲线用绿色空心圆点表示，上限用红色实线表示，下限用蓝色实线表示；同时显示当前最新一个温度和上下限的数值（4）监控结束后，显示温度变化曲线，并给出整个记录过程温度的最大和最小值。(5)在前面板上要显示系统时间。,系统时间的显示方法,1.GetDate/TimeInSeconds函数，取自Functions/AllFunctions/Time)。变量名大小写敏感。输入/输出变量（即输入/输出端口）可在公式节点边框用右键菜单创建。中间变量可以用语句定义，也可以作为输出端口在边框创建。,定义中间变量,注意分号,输入变量,输出变量,公式节点补充说明,公式节点中可以用的函数和运算符，以及语句、语法规则可在帮助中找到。公式节点支持if，if-else，do-while，while，fo