TeeChart控件在轉臺調(diào)試軟件中的應用

蘇長青，張旭明，董 恒

(九江精密測試技術研究所，江西 九江 332000)

suchangqing6666@163.com;zhangxuming@163.com;dongheng@163.com

1 引言(Introduction)

在轉臺調(diào)試過程中，經(jīng)常需要分析調(diào)試過程中某些數(shù)據(jù)的變化，如果調(diào)試數(shù)據(jù)能以圖形化的方式進行顯示，并分析計算調(diào)試數(shù)據(jù)的最大值、最小值、平均值、標準差等統(tǒng)計特性，往往能極大地方便調(diào)試過程。比如在轉臺控制系統(tǒng)PID參數(shù)的調(diào)試過程中，通常是產(chǎn)生一個階躍信號，觀察控制系統(tǒng)對該信號的響應情況，這就需要調(diào)試軟件能夠將階躍信號和階躍響應以曲線的形式同時顯示出來，調(diào)試人員根據(jù)階躍響應曲線的上升時間、調(diào)整時間、超調(diào)量等修改PID參數(shù)，最終得到符合要求的階躍響應曲線，完成轉臺控制器的性能調(diào)試。

在設計轉臺調(diào)試軟件時，通過調(diào)用Windows系統(tǒng)自帶繪圖函數(shù)的方法來實現(xiàn)實時曲線，不但費時費力，而且效果往往不盡如人意。而專門為圖表應用開發(fā)的軟件庫，往往通過簡單的編程接口調(diào)用，即可實現(xiàn)復雜的繪圖功能，使用起來極其簡單，并且在繪圖效率上做過專門的優(yōu)化，非常符合實時曲線繪制的需求。因此，轉臺調(diào)試軟件選擇基于ActiveX技術的圖形控件TeeChart進行實時圖形顯示，并利用開放的事件接口完成統(tǒng)計計算的功能。

2 TeeChart特性(TeeChart features)

TeeChart是Steema Software公司開發(fā)的圖表圖形組件，其Windows版本基于ActiveX技術開發(fā)，用戶可以通過Visual Studio集成開發(fā)環(huán)境進行調(diào)用，支持Visua Basic、Visual C++等編程語言，可以方便地集成到用戶程序中。TeeChart圖形類型支持線條圖、棒形圖、面積圖、餅形圖和其他形狀圖等，并且支持2D和3D風格的圖形圖表繪制，提供了圖形化的用戶配置界面及用戶編程接口，用戶甚至只需要幾行代碼就能完成復雜圖表的顯示，大大提升了圖形化軟件的開發(fā)效率。

TeeChart控件的主類是TChart，數(shù)據(jù)以Series的形式組織，Series通過TChart向用戶展示，而Axes是TChart和Series之間的接口。TeeChart可對大多數(shù)值進行最佳估計，以盡量減少手動定義圖表和系列方法的需要。下面簡要介紹TChart類的一些數(shù)據(jù)成員。

TChart.Series：序列(Series)是TeeChart中數(shù)據(jù)的組織形式，用戶可以在圖表中插入多個序列，并且每個序列可以有不同的圖形類型，如線條圖、棒形圖、餅形圖，等等。

TChart.Axes：坐標軸(Axes)控制圖表坐標軸的屬性。TeeChart支持根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容自動調(diào)整坐標軸的范圍，也支持手工調(diào)整，利用坐標軸可以方便地實現(xiàn)圖形的縮放和平移等操作。

TChart.Legend：圖例(Legend)控制圖標的圖例標注。圖例通過在圖形中增加一個矩形區(qū)域，可以對序列進行圖例標注，也可以控制序列的顯示與隱藏。

TChart.Panel：面板(Panel)可以控制圖表的背景。TeeChart支持用戶使用背景圖片或者漸變色彩等作為圖形繪制的背景。

TChart.Canvas：畫布(Canvas)是TeeChart開放給用戶的自定義繪圖接口，與Windows自帶的繪圖接口類似，支持TextOut、LineTo、Arc等圖形編程接口。

3 TeeChart的使用(TeeChart usage)

根據(jù)數(shù)據(jù)源的生成方式不同，曲線顯示可以采用實時曲線和歷史曲線的顯示方式。實時曲線顯示時，數(shù)據(jù)是實時生成的，通常需要將數(shù)據(jù)存儲至一個數(shù)組中，隨著數(shù)據(jù)更新，平移數(shù)組中的數(shù)據(jù)，保證數(shù)組中的數(shù)據(jù)是最新的，并通過數(shù)組中的數(shù)據(jù)更新曲線。歷史曲線顯示時，數(shù)據(jù)源是已經(jīng)生成的，通常需要將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中讀取并顯示出來即可，不存在曲線的更新問題。在轉臺調(diào)試中，調(diào)試軟件通常實時顯示采集到的調(diào)試數(shù)據(jù)，因此僅討論實時曲線顯示形式。

3.1 控件的導入

TeeChart控件的導入與其他ActiveX控件類似，在Visual Studio開發(fā)環(huán)境中的導入過程分為以下幾步：

(1)在項目中選擇“工具”，打開“選擇工具箱項”對話框；

(2)彈出的“選擇工具箱項”對話框如圖1所示，選擇“COM組件”標簽頁，勾選“TeeChart Pro Activex control v2010”并點擊“確定”，即可添加至當前開發(fā)環(huán)境；

圖1 TeeChart控件的導入Fig.1 Import of TeeChart control

(3)添加成功后，開發(fā)環(huán)境中在控件面板上會顯示TeeChart控件的圖標，將其拖曳到當前項目中即可。

在添加好的控件上點擊右鍵，選擇編輯控件，即可打開TeeChart控件的屬性編輯對話框，如圖2所示。點擊左側列表框中的Chart可以設置其數(shù)據(jù)成員的屬性，包括坐標軸、標題、圖例、面板等；點擊左側列表框中的Series可以設置添加序列。圖表設置的大部分工作都可以在對話框中完成，也可以根據(jù)實際需要，通過代碼來動態(tài)修改。為了程序的可移植性，采用代碼的形式來添加序列，具體方法見3.2所述。

圖2 TeeChart圖形化屬性設置界面Fig.2 TeeChart graphical attribute setting interface

3.2 初始化

TeeChart控件的初始化主要完成控件顏色、圖例、邊距等外觀的設置，以及圖形縮放、按鍵等屬性的設置，比較簡單，具體代碼如下。在實時曲線顯示時，為了提高繪圖效率，選擇FastLine作為曲線類型。

3.3 繪制曲線

在FastLine的曲線繪制過程中，TeeChart通過用折線擬合曲線的方式來提升繪圖效率，曲線數(shù)據(jù)的添加通過CSeries類來完成，該類提供了Add、AddXY、AddArray等數(shù)據(jù)接口，分別用于點單以及數(shù)組數(shù)據(jù)的添加。當序列中的數(shù)據(jù)更新后，TeeChart控件自動將序列中的數(shù)據(jù)以折線連接并顯示在圖表中。

(1)向Series中添加一個點：

m_chart.Series(0).AddXY(x,y,“Lab”,RGB (255,0,0))；

(2)以數(shù)組的形式添加一組數(shù)據(jù)：

m_chart.Series(0).AddArray(200000,YValues,XValues)；

該接口通常用于歷史曲線顯示時，數(shù)據(jù)大量添加的情況，序列數(shù)據(jù)添加完成后才進行一次圖形的更新，相比AddXY接口，其效率有極大提高。

(3)修改數(shù)據(jù)：

m_chart.Series(0).GetValueLists().GetItems(0).SetValue(index,newValue)；

(4)刪除數(shù)據(jù)：

m_chart.Series(0).Delete(x);

4 統(tǒng)計特性的實現(xiàn)(Implementation of statistical characteristics)

對TeeChart 顯示的曲線進行統(tǒng)計分析，需要利用TeeChart開放的繪圖事件接口來實現(xiàn)，實現(xiàn)步驟如下：

(1)增加鼠標按下事件處理函數(shù)OnMouseDownTchartCurve，在鼠標左鍵按下的時刻，記錄當前的坐標位置，并設置bMouseFlag變量，表示進入框選模式。

(2)增加鼠標移動事件處理函數(shù)OnMouseMoveTchartCurve，當處于框選模式時，移動鼠標時框選出需要統(tǒng)計分析的曲線塊。

(3)增加鼠標按鍵彈起事件處理函數(shù)OnMouseUpTchartCurve，在鼠標左鍵彈起的時刻，清除bMouseFlag變量，退出框選模式，并記錄下此時的坐標位置。利用兩個坐標點確定矩形框，并將兩個坐標點的屏幕坐標轉換到曲線顯示的坐標系，得到數(shù)據(jù)塊起始、結束的橫坐標，以此范圍計算數(shù)據(jù)塊的統(tǒng)計信息。

(4)增加繪圖完成事件處理函數(shù)AfterDrawTchart，在該函數(shù)中增加計算完成曲線塊的統(tǒng)計信息功能，TeeChart在繪圖結束后將自動調(diào)用該函數(shù)。

幾個關鍵函數(shù)的具體實現(xiàn)代碼如下所示：

基于TeeChart控件完成的轉臺調(diào)試軟件，其完成界面如圖3所示，在該圖示區(qū)域的左上角，輸出了當前選定數(shù)據(jù)塊的統(tǒng)計信息，并且指示出了當前選定的Series，以及選定數(shù)據(jù)塊的范圍。此時轉臺進行正弦運動，圖中區(qū)域實時顯示了用戶位置曲線，可以看到該模式啟動和停止時振幅的變化過程，以及在平穩(wěn)正弦運動中的一些統(tǒng)計信息，極大地方便了轉臺調(diào)試過程。

圖3 利用TeeChart接口實現(xiàn)統(tǒng)計功能Fig.3 Implementation of statistical function using TeeChart interface

5 結論(Conclusion)

針對轉臺調(diào)試測試軟件調(diào)試數(shù)據(jù)的圖形顯示需求，介紹了TeeChart控件在軟件開發(fā)過程中的應用。利用TeeChart提供的屬性和方法，可實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的繪制，并且通過自定義TeeChart事件接口函數(shù)的方法，實現(xiàn)了曲線數(shù)據(jù)塊的統(tǒng)計分析功能，只要稍加修改并添加其他曲線分析算法，就可以實現(xiàn)更加復雜、豐富的曲線分析功能，可以顯著縮短軟件的開發(fā)周期和成本。基于TeeChart的開發(fā)應用并不局限于轉臺調(diào)試軟件，對于其他具有數(shù)據(jù)圖形化顯示需求的軟件開發(fā)，也有一定的參考價值。