虚拟仪器技术+chap2-3

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1、虚拟仪器,电子科技大学自动化学院 虚拟仪器课程组 02888013287 ,2.5 图形化数据显示,定义:由时间起始值X0、X值（两个点的刻度间隔）以及一维数组Y组合成的一个簇。 物理意义： （1）对被测的模拟信号，进行采样，A/D变换，采样率为fs,由时间起始值X0，采样时间间隔X=1/fs，数组Y为各个时刻的采样值。 （2）输出信号的波形数据：对一个要输出信号的波形理论值，以采样率为fs进行采样，得到时间起始值X0，采样时间间隔X=1/fs，数组Y为各个时刻的采样数据，送给D/A转换器转换成符合波形要求的信号输出。,波形数据,建立一个新波形和修改一个也存在波形。Builds a wavef

2、orm or modifies an existing waveform.,当输入波形端口不连线时，建立新波形。,波形数据函数,1 Get Waveform Components 2.Build Waveform 3.Get Waveform Attribute 4 Set Waveform Attribute 5 Waveform Operations 6 Waveform File I/O 7 Waveform Measurements 8 Waveform Generation,图形是以曲线来显示数据 常用的二维图形控件有波形Chart和波形Graph和XY Graph 可显示单条曲线和

3、显示多条曲线。 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。,Chart,XY Graph,Graph,Digital Waveform Graph,2.5.1 Waveform Chart,1Waveform Chart的使用 实时趋势图控件 逐点（或者一次多个点）显示 有一个缓冲区 ，长度可设置 三种更新模式： Strip Chart Scope Chart Sweep Chart,绘制单曲线时 ，可接受两种数据格式：分别是标量数据和数组。 当输入标量，每次推进一个点； 当输入数组，每次推进的点数等于数组长度。 当绘制多曲线时，也可接受两种数据格式： 第一种：将每条曲线的一个新

4、数据点（数值类型）打包成簇，然后输入到波形Chart中，这时波形Chart将所有曲线同时推进一个点； 第二种: 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建数组，再把数组传送到波形Chart中。数组中的元素个数决定了绘制Chart每次数据的长度。在这种数据格式下，波形Chart将所有曲线推进多个点。,2Waveform Chart所包含的组件及其功能,Waveform Chart包含的组件和功能 (1) 标签(Label) 对象的标识，在程序中通过对象的标签实现对对象的访问。 (2) 标题(Caption) 对象的名称，默认情况下和对象的标签相同。 (3) 纵坐标(Y Scale

5、) 默认标签是Amplitude，可用标签工具修改。刻度同样可用标签工具进行修改。,右击Waveform Chart，选择Y Scale Formatting，可设置数据的格式和精度。例如设置是以浮点数还是以科学计数法显示数据，小数点位数是几位等。,选择Y Scale Style，可设置刻度数据的显示格式，style子菜单给出了9 种刻度风格，可以选择是否显示主刻度和副刻度数字及刻度线。 Mapping子菜单设定刻度的映射方式：线性（linear）关系，对数（logarithmic）关系。 AutoScaleY ：自动缩放,(4) 横坐标X Scale 默认标签是Time，设置方法和纵坐标类似

6、。 (5) 刻度图例Scale Legend,刻度回到固定值状态,锁定了自动比例状态,单击 ，弹出快捷菜单,可对刻度显示格式、数据精度、显示方式、刻度及其标签是否可见等进行设置或修改,(6) 横坐标滚动条X Scrollbar (7) 图形操作面板Graph Palette 3个按钮,切换两种观察模式,单击中间按钮，出现,将一个矩形区域放大,将两条纵线间的区域放大,将两条横线间的区域放大,恢复图形原有比例,以一个点为中心放大,以一个点为中心缩小,(8)数字显示Digital Display 显示波形数据最新的一个数据点的幅值 (9)绘图图例Plot Legend 显示绘图区中每条曲线的样式 ,

7、单击 出现快捷菜单，可设置、修改曲线的线形、线宽、颜色、显示方式。,(10)绘图区 绘图区是显示波形的区域。可以通过Waveform Chart的属性对话框对其属性进行详细的设置。,2.5.2 Waveform Graph,1Waveform Graph的使用 事后处理 一次性显示以前的所有数据 等时间间隔地显示数据点 每一时刻只有一个数据值，类似单值函数 可绘制一条或多条曲线，数据组织格式不同,绘制单曲线时，可接受两种数据格式： （1）连接一维数组 （2）连接簇数据类型 当绘制多条曲线时，可接受如下数据格式： （1）连接二维数组 （2）连接一个簇 （3）把数组打包成簇，然后以簇作为元素组成簇

8、数组 （4）在由数值类型元素Xo，dX以及以簇为元素的数组这3 个元素组成的簇中，数组元素的每一个簇元素都由一个数组打包而成，每个数组都是一条曲线 （5）连接由簇作为元素的二维簇数组,2Waveform Graph包含的组件及其功能,Graph的大部分功能和Chart是相似的 不同之处在于Graph没有提供数值显示工具，却提供了游标图例（Cursor Legend）工具 利用游标图例工具可以用来读取Waveform Graph上某一点的确切坐标值。 游标图例元素介绍如下： 游标名称 、 游标横坐标、游标纵坐标 、移动控制按钮、显示控制按钮、锁定控制按钮、游标移动器,2.5.3 XY Graph

9、和Express XY Graph,不要求横坐标等间隔分布，而且允许绘制一对多的映射关系 输入数据需要包含两个一维数组，包括数据点的横坐标和纵坐标值,例如：分别用XY Graph和Express XY Graph输出一个圆 。,前面板,2.5.4 Digital Waveform Graph,显示数字信号 每路信号只有0和1两个取值，其余元素的设置方法和Waveform Chart以及Waveform Graph相似。,例：8路数字信号，每路信号经历7个时钟周期,2.5.5三维图形示波,除了二维图形示波的函数和VI，LabVIEW也提供了用于三维图形的控件，如强度图函数Intensity Ch

10、art 和Intensity Graph 、三维表面函数 3D Surface Graph 、三维参数函数 3D Surface Graph 。下面分别详细介绍这几种函数。 （1）Iintensity Chart 一个二维数组来存储Z坐标数据，X坐标和Y坐标分别为每个数据点的索引值。,在默认的情况下，二维数组的每一行对应强度图的每一列。 如果想要改变这种关系，可以在控件上面单击鼠标右键，选择Transpose Array。 每个数据点的颜色是可以任意改变的，方法是在控件的z坐标颜色梯度线上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 Marker SpacingArbitrary。 然后再次在颜色梯度

11、线上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“Add Marker”选项。 在出现的刻度上单击鼠标右键，选择“Marker Color”选项，然后在弹出的颜色对话框中选择颜色即可。,Intensity Chart 的用法,（2）Intensity Graph Intensity Chart逐点显示数据，每当新的数据到来时，自动将旧数据向前移动； 而Intensity Graph则显示一段数据，当一段新的数据到达时自动刷新原有的旧数据。 （3）3D Surface Graph 2个对象3DSurfaceGraph和3D SurfaceVi 3个关键输入数据端口x vector、y ve ctor和2

12、 matrix,（4）3D Parametric Graph 3D Parametric Graph用来绘制一些比较复杂的空间图形。 下图是用3D Parametric Graph绘制的空间图形。在使用3D Parametric Surfacevi时，需要将生成空间图形的3个二维数组分别和3D Parametric Surfacevi的x matrix、ymatrix及z matrix连接。,（5）3D Curve Graph 绘制空间曲线。 当将3DCurveGraph放置在前面板时，在后面板自动出现2个对象，即3D Curve Graph和3D Surfacevi。 这个VI的3个关键参数

13、，即x vector、y vector和z vector，分别代表空间曲线在X、Y、Z平面的投影。,2.5.6 其它图形的表达与显示,LabVIEW还提供了对极坐标图、雷达图以及图片等多种图形表达和显示方式的支持。 在这个模板中最常用的一个函数是对图片进行显示的函数Picture，它的图标是,用于其他图形显示的子模板,LabVIEW提供了强大的基于像素级别的图像处理功能，可以用于对图像的读取、处理和显示，也可以按照用户的需求用简单的点、线、面等元素绘图。 LabVIEW提供了强大的基于像素级别的图像处理功能，可以用于对图像的读取、处理和显示，也可以按照用户的需求用简单的点、线、面等元素绘图。,

14、习题：2.5,1.创建一个程序，分别用Chart和Graph来表示随机数产生的曲线。 2. 绘制：一个由恒星、行星、以及行星围绕恒星运行的轨道系统。 3. 创建一个程序，此程序可以获得波形数据中的最后一个数据的时刻，获得波形数据中波形延续的时间，改变波形数据的时间间隔。,参考答案,第1题,第2题,第3题,2.6 文件操作,2.6.1基本文件类型 支持3种格式用于文件的输入和输出，即文本文件、二进制文件和数据记录文件。 其中，电子表格文件是一种特殊类型的文本文件；数据记录文件中又包含一种被称为波形文件的文件格式。下面分别简要介绍这几种文件格式。,（1）文本文件 优点 :通用性强,即文件的内容可以

15、被Microsoft Word、Microsoft Excel甚至Windows自带的记事本等应用程序直接读取 。 缺点： 第一，用这种格式存储的文件占用空间比较大，存取的速度相对比较慢； 第二，用这种格式保存和读取文件的时候需要进行文件格式转换，因而需要花费额外的时间； 第三，不能随机地访问其中的某个数据，,（2）电子表格文件 仍然以ASCII码格式来存储数据，使Microsoft Excel等电子表格处理软件能直接读取这类数据文件 （3）二进制文件 存取速度最快、格式最为紧凑、冗余数据少 占用的空间要比文本文件小得多 不需要进行格式转换 无法被一般的字处理软件如Word读取，通用性较差。,

16、（4）数据记录文件 一种二进制文件 它把数据组织为具有相同结构的记录，每一行为一个记录，每个记录都具有相同的数据结构。LabVIEW把每一个记录作为一个簇写入文件 。 （5）波形文件 波形文件是一种特殊的数据记录文件，它记录了波形数据特有的一些信息，如波形的起始时间、采样的间隔时间等。,2.6.2文件I/O函数 LabVIEW的文件输入输出操作包括三个基本步骤： 打开一个已存在的文件或创建一个新文件； 对文件的读或写操作； 关闭打开的文件。 LabVIEW的文件操作还包括文件或路径的改名与移动、改变文件特征、创建、修改和读取系统设置文件、记录前面板对象数据。,LabVIEW提供的文件输入输出函数位于函数模板的File I/0子模板和Waveform Waveform File I/O子模板中，分别被用于数据文件和波形文件存取，,文件I/O函数子模板,波形文件I/O子模块,高层文件函数位于File I/O子模板的第一行，其中包括一个Binar