TeeChart控件在轉臺調試軟件中的應用

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)

在轉臺調試過程中，經常需要分析調試過程中某些數據的變化，如果調試數據能以圖形化的方式進行顯示，并分析計算調試數據的最大值、最小值、平均值、標準差等統計特性，往往能極大地方便調試過程。比如在轉臺控制系統PID參數的調試過程中，通常是產生一個階躍信號，觀察控制系統對該信號的響應情況，這就需要調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，調試人員根據階躍響應曲線的上升時間、調整時間、超調量等修改PID參數，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試。

在設計轉臺調試軟件時，通過調用Windows系統自帶繪圖函數的方法來實現實時曲線，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的軟件庫，往往通過簡單的編程接口調用，即可實現復雜的繪圖功能，使用起來極其簡單，并且在繪圖效率上做過專門的優化，非常符合實時曲線繪制的需求。因此，轉臺調試軟件選擇基于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計計算的功能。

2 TeeChart特性(TeeChart features)

TeeChart是Steema Software公司開發的圖表圖形組件，其Windows版本基于ActiveX技術開發，用戶可以通過Visual Studio集成開發環境進行調用，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效率。

TeeChart控件的主類是TChart，數據以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類的一些數據成員。

TChart.Series：序列(Series)是TeeChart中數據的組織形式，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支持根據數據內容自動調整坐標軸的范圍，也支持手工調整，利用坐標軸可以方便地實現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)

根據數據源的生成方式不同，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，數據是實時生成的，通常需要將數據存儲至一個數組中，隨著數據更新，平移數組中的數據，保證數組中的數據是最新的，并通過數組中的數據更新曲線。歷史曲線顯示時，數據源是已經生成的，通常需要將數據從數據庫中讀取并顯示出來即可，不存在曲線的更新問題。在轉臺調試中，調試軟件通常實時顯示采集到的調試數據，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開發環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環境；

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

(3)添加成功后，開發環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可以設置其數據成員的屬性，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，也可以根據實際需要，通過代碼來動態修改。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，曲線數據的添加通過CSeries類來完成，該類提供了Add、AddXY、AddArray等數據接口，分別用于點單以及數組數據的添加。當序列中的數據更新后，TeeChart控件自動將序列中的數據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)以數組的形式添加一組數據：

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

該接口通常用于歷史曲線顯示時，數據大量添加的情況，序列數據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)修改數據：

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

(4)刪除數據：

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

4 統計特性的實現(Implementation of statistical characteristics)

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

(1)增加鼠標按下事件處理函數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OnMouseMoveTchartCurve，當處于框選模式時，移動鼠標時框選出需要統計分析的曲線塊。

(3)增加鼠標按鍵彈起事件處理函數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，得到數據塊起始、結束的橫坐標，以此范圍計算數據塊的統計信息。

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

幾個關鍵函數的具體實現代碼如下所示：

基于TeeChart控件完成的轉臺調試軟件，其完成界面如圖3所示，在該圖示區域的左上角，輸出了當前選定數據塊的統計信息，并且指示出了當前選定的Series，以及選定數據塊的范圍。此時轉臺進行正弦運動，圖中區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，以及在平穩正弦運動中的一些統計信息，極大地方便了轉臺調試過程。

圖3 利用TeeChart接口實現統計功能Fig.3 Implementation of statistical function using TeeChart interface

5 結論(Conclusion)

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