LABVIEW第7章 波形显示
波形显示控件
波形显示控件图形是虚拟仪器的重要组成部分，Labview为用户提供了丰富的图形显示功能，在图形子模版中提供了许多可供使用的显示控件，如图：我们将在下面的章节通过一些例子向大家介绍前三种图形显示控件的使用。
波形图及波形图表首先放置一个波形图表到前面板上，然后在上面单击右键，如图：或者右击后选择属性，便可以看到所有能对该控件操作的选项，如图：例一：用波形图表显示两组随机数。
1. 新建一个VI，在前面板上放置一个波形图表，取消X轴和Y轴的刻度标签，如图：2. 定位工具上下拖动边框，让它显示两条曲线图注，如图：3. 然后把他们拖动到合适的位置。
如图：4. 切换到程序框图，放置一个For循环，计数端子取值为100，这样每次运行产生100个数据。
在循环体内放置两个随机数产生函数，分别乘上一个因子5和-5。
如图：运行结果如图：例二：温度临界预警器1. 新建一个VI，在前面板上放置一个波形图表，将Y轴的刻度标签改为“温度”，然后选择隐藏图例，然后将Y轴坐标的自动调整取消，如图：2. 添加一个布尔圆形指示灯，并调整为合适大小，把标签内容改为“报警”当温度超出临界值时点亮报警灯，同时在前面板放置一个停止开关。
3. 在程序框图上放置如图所示的程序，其中添加一个定时工具，把时间间隔设为200ms。
如图：运行结果如图：波形图波形图和波形图表得大部分组建及其功能都是类似的，特别的是波形图具有光标指示器，利用它可以准确地读出波形曲线上的任何一点数据，便于分析某一时刻的特性值。
如图：波形图举例：例一：该例的目的是用随机数函数产生100个随机数据，分别用波形图和波形图表来显示，并比较他们的区别。
1. 新建一个VI，在前面板上分别放置一个波形图和一个波形图表，调整为合适大小，取消显示图例，取消Y标尺自动调整，最大值设为1，最小值设为0。
2. 切换到程序框图，放置一个For循环结构，内部添加一个随机数产生函数，For循环结构计数端口设为100，同时添加定时工具，每次循环间隔时间为100ms.3. 连线，如图所示：运行，程序结果如图：我们可以清楚地看到这两种显示工具的区别，它们地实现方法和过程不同，在程序框图也可以看出，波形图表产生在循环体内，这样每得到一个数据点，就立刻显示一个；而波形图产生在循环体外，100个数据都产生之后，跳出循环，然后一次显示出整个数据曲线。
LabVIEW虚拟仪器技术第7章-图形显示
XY图的特点
1、数据以不规则的间隔出现； 2、注重显示X变量和Y变量之间的函数关系，绘 制两个相互依赖的变量。
XY图的输入数据类型
在XY图中显示单条曲线：
1. XY图接收包含x数组和y数组的簇。 2. XY图接收点数组，其中每个点是包含x值和y 值的一个簇。 3. XY图形接收复数数组，其中X轴和Y轴分别显 示实部和虚部。
图例 图形工具选板
标尺图例
x标尺
游标图例 X滚动条
游标图例
利用游标图例，我们可以设置游标、移动游标， 以及用游标直接从曲线上读取感兴趣的数据。
注释
波形图还具有注释功能，在快捷菜单中，选择 数据操作——创建注释，点右键关联至，可以对曲 线进行注释。
范例
波形图的游标及注释功能。
波形图横坐标的修改
3、波形图显示的是波形数据，内部没有缓冲区， 不能保留历史数据； 4、波形图没有数字显示，但增加了游标和注释；
5、波形图不能接收单值，通常需要先将数据放 入数组中，然后才能绘制；
6、可通过簇对波形图的横坐标进行自定义。
波形图多曲线显示
使用波形图进行多曲线显示时，主要有两种方 法：将各曲线的数据组成数组，或先各自组合成簇， 再创建为数组。
图（graph）的作用则是对已采集的数据进 行事后处理。它将采集到的数据存放在一个数组 中，然后根据需要，将它们组织出相应的结果来。
图的缺点是不能实时显示，但表现形式要比 表丰富。
§7.1.1 波形图
波形图用于显示波形数据曲线。它要求数据 是离线的，且水平坐标等间隔分布。
波形图的组成
显示曲线
y标尺
§7.1.4 强度图
利用强度图控件，可以画出一个平面上磁场 的大小、电场的大小以及温度的分布情况等。
LabVIEW中的波形数据
LabVIEW中的波形数据与其他基于文本模式的编程语言不同，在LabVIEW中有一类被称为波形数据的数据类型，这种数据类型更类似于“簇”的结构，由一系列不同数据类型的数据构成。
但是波形数据又具有与“簇”不同的特点，例如它可以由一些波形发生函数产生，可以作为数据采集后的数据进行显示和存储。
这一节将主要介绍创建波形数据以及处理波形数据的方法。
1 波形数据的创建LabVIEW中的波形数据既可以由一些用于产生波形的函数、VIs以及Express VIs生成，也可以由数据采集函数从数据采集卡中采集数据而得到。
下面主要介绍用函数、VIs以及Express VIs生成波形数据的方法。
在LabVIEW中，与创建波形数据相关的函数、VIs以及Express VIs主要位于函数选板中的波形（Waveform）子选板以及信号处理（Signal Processing）子选板中，两个选板分别如图6-19以及图6-20所示。
图6-19 波形子选板图6-20 信号处理子选板下面介绍一些常用的用于产生波形数据的函数、VIs以及Express VIs的使用方法。
1．基本函数发生器函数（Basic Function Generation.vi）基本函数发生器函数可以产生正弦波、锯齿波、方波和三角波四种波形，并可以任意设定波形的频率、幅值、相位以及偏移量（叠加的直流分量）等属性。
图6-21所示的程序演示了基本函数发生器函数产生多种波形的方法，在例程中，用户可以指定波形的类型（正弦波、锯齿波、方波或三角波）、幅值、频率、相位以及叠加的直流分量的幅值等属性，根据这些属性生成相应的波形。
程序的后面板如图6-22所示。
图6-21 基本函数发生器函数演示程序的前面板图6-22 基本函数发生器函数演示程序的后面板2．调谐与噪声波形发生函数（Tones and Noise Waveform.vi）调谐与噪声波形发生函数用以产生多个一定频率、幅值、相位的正弦信号叠加的波形数据，同时可以模拟噪声和直流分量，并叠加到已有的波形数据上面。
Labview波形显示控件
Labview波形显示控件
图形是虚拟仪器的重要组成部分，Labview为用户提供了丰富的图形显示功能，在图形子模版中提供了许多可供使用的显示控件，如图：
我们将在下面的章节通过一些例子向大家介绍前三种图形显示控件的使用。
波形图及波形图表
首先放置一个波形图表到前面板上，然后在上面单击右键，如图：
或者右击后选择属性，便可以看到所有能对该控件操作的选项，如图：
例一：用波形图表显示两组随机数。
新建一个VI，在前面板上放置一个波形图表，取消X轴和Y轴的刻度标签，如图：
定位工具上下拖动边框，让它显示两条曲线图注，如图：
然后把他们拖动到合适的位置。
如图：
切换到程序框图，放置一个For循环，计数端子取值为100，这样每次运行产生100个数据。
在循环体内放置两个随机数产生函数，分别乘上一个因子5 和-5。
如图：
运行结果如图：
例二：温度临界预警器
新建一个VI，在前面板上放置一个波形图表，将Y轴的刻度标签改为温度，然后选择隐藏图例，然后将Y轴坐标的自动调整取消，如图：
添加一个布尔圆形指示灯，并调整为合适大小，把标签内容改为报警当温度超出临界值时点亮报警灯，同时在前面板放置一个停止开关。
在程序框图上放置如图所示的程序，其中添加一个定时工具，把时间间隔设为200ms。
如图：运行结果如图：。
LabVIEW中的波形图
LabVIEW中的波形图所谓曲线就是一组X与Y对应数值的图形化显示。
通常曲线图中的Y值代表了数据值，而X值则代表了时间。
波形图控件（waveform chart）可以在Controls工具面板的Modern>>Graph子面板中找到。
这个控件是一个专门用来显示一个或多个数据曲线的数值类型的指示器控件。
这个控件经常在循环结构中使用，用来保留与显示以前采集到的数据，并追加新产生的数据，将这些数据以连续更新的方式进行显示。
在波形图控件中，Y值表示了新产生的数据，X值表示了时间（通常，每次循环就产生一组新的Y值，而X值则表示了一个循环的时间）。
在LabVIEW中只有一种波形图控件，不过这个控件有三种数据刷新模式。
下图就是一个多曲线波形图的例子。
波形图更新模式波形图控件的三种数据更新模式分别是带状记录纸模式(strip chart)，示波器图模式（scope chart）以及扫描图模式（sweep chart），如下图所示。
数据更新模式可以通过在波形图控件上面点击鼠标右键后在弹出菜单中的Advanced>>Update Mode>>子菜单来加以改变。
如果在VI程序运行期间想要修改波形图控件的数据更新模式，由于运行时的控件右键菜单与编程时的不同，就在该控件的邮件菜单中的Update Mode中选择即可。
带状记录纸模式的显示和真正的带状记录设备的显示相像。
示波器图模式则和真正示波器的曲线显示相像，该模式中当曲线到达波形图的右边界之后，整个曲线就会清除并从波形图的左边界重新开始显示。
扫描图模式与示波器图模式十分相似，不过扫描图模式中曲线到达右边界后并不会有清除动作，而是有一个竖线出现在波形图中，该竖线标识着新数据的开始，并在新数据不停添加的时候，该竖线会慢慢移动。
这些区别在看到实际波形图控件在不同刷新模式先运行之后就很容易区别开来的。
由于示波器图模式与扫描图模式在追溯以往曲线上比带状记录纸模式的开销要少，所以这两种数据更新模式要比带状记录纸模式很明显的快得多。
LabVIEW 波形图和波形图表
波形图表和波形图在LabVIEW 中经常使用的数据绘图工具是波形图表和波形图。
1． 波形图表：波形图表是显示一条或者多条曲线的特殊数值控件，一般用于显示一恒定速率采集到的数据。
波形图表会保留来源于此前更新的历史数据，又称缓冲区。
右键单击图表，从快捷菜单中选择图表历史长度可配置缓冲区大小。
波形图表的默认图表历史长度为1,024个数据点。
向图表传送数据的频率决定了图表重绘的频率。
图1.1显示了一个多曲线的波形图表。
红色曲线为白色曲线的的平均值。
该程序见附件 chart multi wave.vi 。
图1.1A图1.1B可以右键单击图表，选择高级>>刷新模式，可配置图表的更新模式，有以下3中，如图1.2。
图1.2中分别是带状图表，示波器图表和扫描图。
范例程序见附件Chart.vi 。
带状图表： 从左到右连续滚动的显示运行数据。
类似于纸带表记录器。
波形图示波器图表：当曲线到达绘图区域的右边界时，LabVIEW将擦除整条曲线并从左边界开始绘制新曲线。
类似于示波器。
扫描图：扫描图中有一条垂线将右边的旧数据和左边的新数据隔开。
类似于心电图仪。
如果使用波形图表显示多条曲线，可以使用捆绑将多条曲线合并。
如图1.3。
图1.3A 图1.3B2. 波形图带有图形的VI通常先讲数据放入数组中，然后在绘制到图形上。
波形图支持多种数据类型，降低了数据在显示为图形前进行类型转换的工作量。
波形图显示单条曲线：对于数值数组，每个数据被视为图形中的点，从x＝0开始以1为增量递增x索引。
波形图也接收包含初始值，Δx及y数据数组的簇。
如图1.4所示。
在该例子中，使用For循环生成y数组，然后定义初始值x0=10和Δx=2。
该范例详见附件Xo = 10, dX = 2, Y) Single Plot。
图2.1A图2.1B波形图显示多条曲线：1. 波形图接收二维数值数组，数组中的一行即一条曲线。
波形图将数组中的数据视为图形上的点，从x = 0开始以1为增量递增x 索引。
LabView 波形显示控件
– 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。
• 3、三维曲线图（3D Curve Graph）
作业:
• 12 利用随机数发生器仿真一个0到5V的采
样信号，每200ms采一个点，共采集50个 点，采集完后一次性显示在Waveform Graph上。
• 5.数字波形图(Digital Waveform Graph)
四、密度图形显示控件 • 密度显示控件的 使用方法：
– 例：密度显示 控件应用举例。
• 密度图形显示控件的颜色定义：
– 通过其弹出式菜单进行设置； – 在框图程序中给属性节点赋值； ColorArray，HighColor，LowColor – 通过控件的的Color Table属性节点来改变数值 颜色的对应关系。
• 波形显示控件外观定制：
– 波形显示控件弹出时菜单的设置： • X坐标选项（X Scale）
– Marker Spacing； – Formatting；
• Y坐标选项（Y Scale） • 刷新显示区（Data Operation –Clear Graph）
– 波形显示控件中控制模板的使用：
• 坐标设置； • 光标追踪； • 观察设置。
– 在一次实验中，进行了2个量的电压采集，但在相同的时间内，一个采集了20 点，另一个采集了40点数据。用波形显示控件显示实验测量结果。
– 用一个波形控件来显示两次测量结果。在两次测量中，所得的数据个数、开 始测量的时间及标度均不相同。
• 5、波形数据作为输入
– 由于波形数据所携带的数据横轴为时间，因此 需要将Waveform Graph的横轴设为时间轴。
图形光标
• Waveform Graph
labview几种图形显示的总结
1．xy图xy图也叫坐标图，用来绘制多变量函数曲线，如圆或具有可变时基的波形。
Xy图可显示任何均匀采样或非均匀采样的点的集合。
在xy图中显示多条曲线，只需将多个单条曲线（x，y捆绑数据）通过数组创建函数送给xy图显示即可。
其接受的数据不要求水平坐标等间隔分布。
如2.波形图波形图用于显示测量值为均匀采集的一条或多条曲线。
波形图仅绘制单变量函数，比如y=f（x），并且各点沿x轴均匀分布。
可接受多种类型和格式的数据（如数据类型包括数组，簇，波形数据。
数据格式包括一维数组，多维数组，簇数组）。
波形图是一个事后显示数据的图形控件，其要显示的数据全部到达后（即先将数据存放到一个数组中），一次性送给波形图显示。
1》波形图接受包含初值，步长、数据数组的簇。
波形图的数据类型如果是簇，则簇的元素必须按照起始点，步长，波形数组数据的顺序排放，否则波波形图不能接受其数据，因为其数据类型不匹配。
如下图所示：2》数组数据在波形图中显示注：波形图接收数组数据时，其默认起始点为0，步长为1，因此这两图都是显示一个周期的正弦波，但最终坐标值不一样，接受簇数组的为0+2*128=256，接收波形数组数据时为0+1*128=128。
3》簇数组数据类型在波形图中的显示（通过创建数组函数）4.波形图标波形图标显示一条或条曲线的特殊波形显示控件，一般用来显示以恒定采样率采集得到的数据。
与波形图不同的是，波形图标并不是一次性接收所有需要显示的数据，而是逐点地接受数据并逐点的显示数据，保留上一次数据的同时显示当前接受的数据。
显示数据的范围取决于设置的缓冲区的大小，当超过其大小时，便舍弃最早的数据，相当于一个队列，遵循先进先出的原则。
设置缓冲区的大小，可在波形图标上右击后选项“图标历史长度“设置。
其最大容量是1024个数据点。
波形图标的波形点数超过图形界面时，波形图标有三种刷新模式：带状图标、示波器图标和扫描图。
波形图标接受的数据类型和波形图相同，而显示相同波形时，二者接受的数据格式不一样。
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事后记录波形图
Waveform Graph菜单选项
例7.1.1 用Waveform Graph显示30个采样点 的温度测量结果
30
Random Number (0-1)
例
例7.1.2 电压采样：起始时刻10ms，时间 间隔5ms采集30点。
X0 10
30
Bundle DeltaX 5
W
10
例7.1.3 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7.3.1 用随机函数作为XY Graph的X 轴、Y轴，观察输入输出之间的关系
160
Bundle XY Graph 2
160
Bundle
XY Graph
例7.3.2 在XY Graph显示两个信号的输入 输出关系。
20
20
Bundle
Bundle
XY Graph 30
Bundle
30
XY Graph 2 Bundle
30 0
Waveform Graph
3
例7.1.5 两个电压的采样：20点的采集、 40点的采集、用一个Gld Array
40
例7.1.5
Bundle
两个电压的采样：采集点数、起始时间、 时间间隔都不同
20 10 5
Waveform Graph
40 20 2
第七章 波形显示
数字滤波器、频谱分析仪和逻辑分析仪等仪 器具有能够显示测量信号波形和仪器工作状 态的CRT荧光屏。
LabVIEW为了模拟真实仪器的操作面板—— 波形显示控件 事后记录图(Graph)：基本的数据类型是数组 ，将构成数组的全部数据测量数据一次显示 完成。 实时趋势图(Chart)：显示一个或几个测量数 据，数据类型可以是标量也可以是数组，但 是连续不断地一个数组接一个数组显示。
单曲线显示
100
100
XY Graph XY Graph 2
多曲线显示
100
XY Graph
30
XY波形图
graph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
利用For Loop自动索引特性创建一个数组， 并在waveform graph 上显示该数组波形
0
2
Waveform Graph
100
Array
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。
max
30 min
20 60
21
Waveform Graph
0
mean
20