Labview波形显示控件
基于LabVIEW的波形发生与显示
第27卷 第3期临沂师范学院学报2005年6月Vol.27No.3Journal of Liny i T eachers p College Jun.2005收稿日期:2005-04-20作者简介:曹会国(1970$),男,山东泰安人,泰山学院讲师,山东科技大学研究生,主要从事电子技术、微机原理等课程的教学与研究.基于LabVIEW 的波形发生与显示曹会国1, 陈宏圣2(1.泰山学院物理系; 2.泰山学院应用科学系,山东泰安271000)摘 要:介绍了基于L abVI EW 的波形产生与显示的实现方法.利用L abVIEW 及相应的虚拟仪器可以轻松、快捷地产生并显示波形,为理工科学习和测试技术实践提供了一条捷径.关键词:L abV IEW;虚拟仪器;波形发生与显示中图分类号:T P 206+.1 文献标识码:A 文章编号:1009-6051(2005)03-0024-03在理工科各门功课的学习及测试技术实践中,经常涉及有关波形产生的与显示问题.一般都是通过购买各种相应硬件设备来实现,需要大量的信号发生器和各种测量分析设备.购买这些设备不但需要花费大量经费,而且以后设备的维护和维修也要花费大量的人力物力,显然对于我们这个正处在发展中的国家是特别困难的.基于LabV IEW 的虚拟仪器的出现为我们很好地解决了这一难题.LabVIEW 是Laborato ry Virtual Instrument Eng ineering Wor kbench(实验室虚拟仪器集成环境)的简称,是美国国家仪器公司NI(National Instrum ents)的创新软件产品,被誉为/科学家与工程师0的语言.虚拟仪器是LabVIEW 的精髓,通过虚拟仪器的延伸与扩展,使LabVIEW 的应用更加广泛.虚拟仪器是计算机技术与电子仪器相结合而产生的一种新的仪器模式,它通常是由个人计算机、模块化的功能硬件与用于数据分析、过程通信及图形用户界面的应用软件有机结合构成,使计算机成为一个具有各种测量功能的数字化测量平台.它利用软件在屏幕上生成各种仪器面板,完成对数据的处理、表达、传送、存储、显示等功能.通过LabVIEW 即G 语言设计相应虚拟仪器,可以很容易实现波形的发生与显示.1 利用LabV IEW 语言设计虚拟仪器实现波形的发生与显示当只需要一定信号波形发生和显示时,可以利用G 语言编程得到虚拟仪器,即用软件实现硬件的功能.1.1 利用公式节点实现波形的发生与显示LabVIEW 公式运算节点(form ula no de)是一种传统的基于文字输入的节点,用于Block Diag ram 里.用户进行数学运算时,就像在验算纸上写字一样输入函数公式,再加上显示部分即可实现函数波形显示.这里以正弦函数和余弦函数为例进行说明.图1为相应流程图,即用公式实现的正弦函数和余弦函数波形发生与显示的程序.其中内部粗框为公式节点,在公式节点边框上单击鼠标右键分别添加输入变量和输出变量.这里输入变量分别为a(振幅)、f (频率)、t(采样序列);输出变量为正弦函数和余弦函数y 1和y 2.在前面板输入振幅变量a 和频率f 的具体数值,通过图形显示Wavefor m Graph 控件来显示波形.对应程序前面板即虚拟仪器前面板如图2所示.输入a =3;f =2,运行可得到图中波形.因此,用公式节点来产生波形非常方便,一些不易获得的被测数据都可以用此法进行测量和显示,比如李沙育图形的演示等.1.2 利用波形发生模板实现波形的发生与显示波形发生模板能够产生正弦波、方波、三角波、锯齿波、多频波、均匀分布白噪声、高斯分布白噪声、第3期曹会国:基于LabV IEW的波形发生与显示周期随机噪声等多种常用波形,还可以根据函数表达式生成函数波形.该模板位于Functions模板>> Analy ze子模板>>W av eform Generation子模板.比较常用的波形发生子模板的Vis有基本函数发生器Basic Function Denerator.vi、多频波形发生器Basic M ultitione.vi和函数波形发生器Formula Waveform.vi.其图标和功能:图1正弦函数和余弦函数发生显示流程图2正弦函数和余弦函数发生显示前面板:基本函数发生器,可产生4种基本函数波形:正弦波(默认值)、三角波、方波、锯齿波等,函数波形的幅度、频率、相位可以从仪器前面板调节,从而可以得到学习和实践所需要的波形.:多频波形发生器,可产生由若干不同频率正弦波组成的多频波形.:函数波形发生器,端口form ula的默认值为sin(w*t)*sin(2*pi(1)*10),其中w=2P*frequency,函数pi(x)的定义为pi(x)=x*P.使用函数波形发生器,可根据需要产生任意函数波形.这里以多频波形发生器来实现波形发生与显示,图3为多频波形发生器程序,图4为多频波形显示前面板,能显示多频波形及其功率谱.2利用声卡采集外来数据实现波形的发生与显示当需要显示外部数据波形时,需进行数据采集.数据采集系统分为硬件和软件两部分.LabVIEW 是一个较好软件开发平台,能够完成信号的采集、分析和显示.数据采集硬件包括传感器、信号调理电路、信号记录部分.其中数据采集卡是记录部分的主要组成部分.具备A/D转换功能的声卡是一种比较经济的选择.利用微机上的集成声卡,无需另加配件,实现两通道、16位、高精度的数据采集,且每个通道采样频率不小于44KH z,基本满足工程测试、教学演示和实验之用.其整体系统流程结构见图5.临沂师范学院学报第27卷图3多频波形发生器流程图图4多频波形发生器前面板由传感器得到被测信号电信号信号经调理电路变为标准信号声卡采集模拟电信号,进行A/D转换,得到数字信号设备驱动程序将数字信号读入计算机用LabV IEW设计信号测量流程及面板运动显示波形图5整体系统流程结构3结语基于LabVIEW的虚拟仪器对于实现波形发生与显示是一种很好的工具.通过LabVIEW构建相应虚拟仪器可高效、轻松、经济地进行波形发生与显示,同时可以提高设计能力,拓宽知识面.(下转第29页)第3期李建福等:非线性光学有机分子吸收光谱的测定及跃迁偶极矩的计算参考文献:[1]M ariacristina Rumi,Jeffrey E.Ehrlich,etc.Structure-Property Relation ships for Tw o-Ph oton Absorbing Chromophores:Bis-Don orDiphen ylpolyen e and Bis(s tyryl)benz ene Derivatives[J].Am.Ch em.Soc.2000,122:9500)9510.[2]M.S.Paley,J.M.H arris.A S olvatoch romic M ethod for Determinin g Second-Order Polarizab ilities of[J].Org.Chem.1989,54:3774)3778.[3]Jayan t D,Guang S.H e,Ch-i Kyun Park.Efficient,tw o-photon pum ped green u pconverted cavity lasin g in a new dye[J].Opt.Comm.,1996,124:33.[4]Dong Wang,G.Y.Zhou,Y.Ren.Linear and nonlinear optical properties of tw o-ph oton ab sorption dye doped linear copolym er,S olid.State[J].Comm.,2002,121:339.[5]H e GS,Raz Gvishi,Pras ad PN.Tw o-photon absorption b as ed optical limiting and stabiliz ation in organic molecule-dop ed s olidmaterials[J].Opt.C om m.,1995,117:133.[6]Dimitri A.Parthen opou los,Peter M.Ren tz epis.Thr ee dimensional optics storage mem ory[J].S cien ce,1989,245:843.Determination of Absorption Spectru m and Transition Dipole Momentfor Nonlinear Optical Organic MoleculeLI Jian-fu,WANG Xiao-li(Department of P hy sics,L inyi T eacher s p College,L inyi Shandong276005,China)Abstract:The transitio n dipole m oments of tw o kinds of no nlinear optical o rganic mo lecule w ith D -P-D config uration are performed using there-lev el mo del by determining their abso rption spectrum.T he pr ediction of hig h level nonlinear optical effect that the m olecule should have a large tw o-pho to n abso rption cross is m ade by studying the structur e-pro perty relationships.A g ood basem ent is made for further study o f their nonlinear property.Key words:nonlinear optics;organic m olecule;absorptio n spectrum;transitio n dipo le moment; tw o-pho to n absorption(上接第26页)参考文献:[1]贾平民,张红亭,周剑英.测试技术[M].北京:高等教育出版社,2004.[2]丁玉美,高西全.收数字信号处理(第2版)[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.[3]张凯,周陬,郭栋.Lab VIE W虚拟仪器工程设计与开发[M].北京:国防工业出版社,2004.[4]杨乐平,李海涛,等.Lab VIEW高级程序设计[M].北京:清华大学出版社,2003.The Production and Display of Waveform Based on LabVIEWCAO H u-i g uo1,CH EN H ong-sheng2(1.D epar tment o f Physics,T aishan Colleg e;2.Department of Applied Science,T aishan Colleg e,T aian Shando ng271000,China)Abstract:This paper introduces the metho d throug h w hich w av eform if pr oduced and display ed based on LabVIEW.By utilizing LabVIEW and corresponding fictitious instrument,w av eform can be pro duced and display ed easily and sw iftly.T his m ethod has offered a sho rtcut fo r the study and practice of testing the technolo gies in the field o f science and engineering.Key words:LabVIEW;fictitio us Instrument;the production and display of w aveform。
LABVIEW第4章图形显示
图4-3 Waveform Graph弹出菜单
第4章 图形显示
图4-4 X 标尺菜单
第4章 图形显示
设置刻度类型为任意刻度后，Waveform Graph控件上X轴
只有第一个和最后一个刻度显示，如图4-5所示。此时Add
Maker项为可选项，利用该项可以在鼠标指针所在的位置增加 新刻度及相应的竖直网络线，如图4-6所示。
第4章 图形显示
图4-10 标尺选项
第4章 图形显示
图4-11 Cursor游标选项
第4章 图形显示
4.1.2 Waveform Graph组成元素的使用方法
根据图4-2所示，分别介绍Waveform Graph的部分组成元素
的使用方法。 1．波形设置工具
利用波形设置工具可以定义波形的各种相关参数。使用文
标签显示和标签的内容；Caption栏用来设置标题的显示和标题 的内容；Enable State栏用来设置Waveform Graph的状态；其余 几个选项用于是否显示特定的工具面板。
第4章 图形显示
图4-7 外观选项
第4章 图形显示
数据格式与精度(Format and Precision)选项如图4-8所示。
本编辑工具单击波形控制工具上的名称可以进行修改。默认情 况只显示第一条波形的图例，使用定位工具拖动下边沿可以填
加图例。
第4章 图形显示
2．图形工具选板 图形工具选板用来选择鼠标操作模式，共有3个按钮。十 字标志按钮用于切换操作模式和普通模式；第二个按钮是缩放 工具按钮，共有6个选项，从左到右，从上到下依次是按鼠标 拖拽出来的矩形放大、按鼠标拖拽水平放大、按鼠标拖拽垂直 放大、取消最近一次的操作、按鼠标所在点位置放大和按鼠标 所在点位置缩小，如图4-13所示；第三个按钮是平移工具，用 于在X-Y平面上移动可视区域的位置。
labview曲线图与波形图控件的组成
曲线图与波形图控件的组成曲线图与波形图有很多强大的特色功能，通过掌握对这些功能的应用，你可以自定义自己的曲线。
在本文中将讲解如何运用与配置这些曲线图的选项。
一个曲线图的组成元素如下图所示：其中每个组件的说明如下：1——曲线图例(Plot legend)2——光标(Cursor)3——分度标记(Grid mark)4——小分度标记(Minor-grid mark)5——曲线图工具栏(Graph palette)6——光标移动器(Cursor mover)7——光标图例(Cursor legend)8——比例图标(Scale legend)9—— X轴刻度(X-scale)10——Y轴刻度(Y-scale)11——曲线图标记(Label)玩转比例尺波形图与曲线图都能自动调整它们的水平与垂直方向的刻度比例以对绘于其上的数据点作出反应，也就是说比例尺能够按最大的分辨率调整自己以显示数据曲线上的所有数据点。
你可以在曲线图或波形图对象上面点击鼠标右键，在右键弹出菜单中的X Scale菜单或Y Scale菜单里面对AutoScale X或AutoScale Y选项进行设置就可以将自动比例尺调整功能关闭或打开。
在比例图标(Scale Legend)里面我们也可以对自动比例尺调整进行设置（在后面我们会讲到这些）。
在LabVIEW中，默认是将曲线图控件的自动调整功能启用的，而波形图控件这是默认关闭的。
不过，通过启用这个选项可能会使波形图或曲线图更新缓慢，缓慢程度与计算机的处理性能和显示性能有关，缓慢的原因是每条曲线的新比例在每次数据更新的时候都要重新计算一次。
X与Y轴比例尺菜单X与Y轴的比例尺都有一个用来设置的子菜单，如下图所示：通过选择该菜单中的AutoScale选项，就可以关闭或打开自动比例尺功能。
一般情况下，当你执行自动比例尺功能的时候，比例尺就设定为输入数据的实际数值范围。
如果你想要让LabVIEW 将比例尺显示为更好看的数值，可以启用菜单中的Loose Fit选项。
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编程与项目开发实用教程 第4章 数据输出与图形控件
4.2 波形图 4.2.1 Graph基本操作
波形图（Waveform Graph）控件的组成和功能和波形图表（Waveform Chart ）类似。两者的不同之处：波形图没有数字显示，但有游标工具。利用游标工具 能准确读出图线上任何一点的数据值。
波形图创建与波形图表一样，创建后波形图外观如图4-12所示。
图 4-4 缩放工具
（3）手型按钮，是平移工具，用于在X-Y平面上移动可视区3种波形刷新方式，刷新模式的切换按如图4-5 所示快捷菜单操作。
带状图表（Strip Chart Mode），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。
第4章 数据输出与图形控件
4.1 波形图表 4.2 波形图 4.3 XY图 4.4 强度图 4.5 三维图形显示控件简介 4.6 习题
4.1 波形图表
图形化显示对于虚拟仪器面板设计是一个重要的内容， LabVIEW 为此提供了丰富、强大的支持，极大方便了用户界 面的表达和设计。利用图形图表等形式显示测试数据和分析 结果，可以更加直观、有效的观测被测对象的变化趋势。
Express XY图采用了LabVIEW的Express技术，将Express XY图放置在前面板 上同时，程序框图中会自动添加一个VI，它的X、Y轴输入数据为动态数据类型 。由于是动态数据，绘制曲线时只需将X、Y数组与之相连，它将自动添加一个 转换函数将输入数据转换成动态类型。Express XY图无需象XY图那样需要先对X 、Y轴的坐标对进行捆绑再输入，这使得程序编写更加简单。
7、数字显示，选择该项后，控件将在前面板上附加一个数字指示器，动态地显示最 新数据的大小。
labview波形显示控件
右击Chart选择Stack Plots
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• 定制Chart显示样式
– 设置更新模式 • 右击Chart选择Advanced->Update Mode…可以
设置曲线的更新模式。
• Strip Chart模式：曲线填满显示区后曲线通过左移
来更新曲线。
• Scope Chart模式：曲线填满显示区后直接清空显示
– 数字显示（Show Digital Display）； – 滚动条（Show Scrollbar）； – 历史记录长度（Chart History Length）。 – 多层图（Stack Plots）； – 波形刷新模式（Update Mode）；
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• 定制Chart显示样式
– 分栏显示多条曲线。
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一、 Chart趋势图
• Chart可以将新测得的数据添加到曲线的尾
端，从而反映实时数据的变化趋势，它主 要用来显示实时曲线。
• 控制面板的结构：
• X，Y轴；
– 图形显示区； – 波形设置； – 控件标签。
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• 对于标量数据，Chart图表直接将数据添加
在曲线的尾端。
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线图、密度图、数字时序图和三维图。
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Graph图表
• 右击Graph控件可以看到该控件有很多属性可以设置。
选择Visible Items…可以看到关于该控件的很多辅助 选项。选择这些选项可以使它们都可见，如下图所示。
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• 波形设置：
– 图形表示方法（Common Plots）； – 数据点风格（Point Style）； – 线型（Line Style）； – 线宽（Line Width）； – 直方图（Fill Baseline）； – 连线方式（Interpolation）； – 颜色（Color）。
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。
基于labview的数组、簇和波形
图形Graph一次性绘制预先产生的数据数组，不能将新数据追加到以前产生的数据上
波形chart和波形Graph的使用
Chart和Graph使用总结
波形Chart：单点以及多点波形Chart的框图程序 单曲线波形Graph
参考的例程
Charts.vi Waveform Graph.vi
XY Graph使用
图形是以曲线来显示数据
01
常用的二维图形控件有波形Chart和波形Graph和XY Graph
02
可显示单条曲线和显示多条曲线。
03
图形控件有很多特性，可以设置和修改，改变曲线显示的格式。
04
图形显示
图形Chart可以交互式绘制曲线，常用于循环中，可以保存并显示已采集到的数据，当新数据到来时可以追加显示。
数组、簇和波形
01
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述你的观点
LabVIEW的数据类型
数据类型选择和转换：
数值型控件对象的数据类型或格式和精度指定：右击对象，在弹出菜单上选择“Represeutation”或”Format @ Precision” 不同数据类型连接时，有的可以自动转换，有的不行 可使用转换函数强制转换 转换函数在函数面板数值运算Numeric中conversion子模板中
例：10元素的一维数组
思考？
波形可以存储在数组中，波形上一点构成数组中的一个元素。
波形如何存储？
在前面板创建
在后面板创建
通过函数或VIS动态生成
数组的创建
在前面板创建数组：
第一步创建数组壳: 从控制模板的Array&Cluster子模板中选择Array控制器，放在前面板上，即建立了一个空的数组壳（Array Shell） 第二步建立数据对象: 把一个数据对象拖入数组壳，或者从控制模板中添加一个数据对象到数组壳中，这样就可以创建一个数组 离索引显示最近的元素对应该索引显示里索引值关联的元素 索引显示
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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：。