引言

在个人便携式核探测仪器领域，有时需要进行大量数据量处理和实时可视化显示。个人核探测仪器用动态实时数据曲线来显示监测量，可以更加直观地反映一个阶段监测量的变化趋势，比仅用数字显示更为形象和直观。使用友好的人机界面，可以在提升产品品质、扩展功能和提高操作便利性方面带来长足的进步。

1曲线绘制原理

1.1选用Bresenham画线算法绘制曲线

数据曲线是把许多数据点用平滑线连接而成的，所以在液晶上绘制曲线时需要找到合适的连线算法。本文选取Bresenham画线算法。此算法由Bresenham在1965年提出，其特点是绘制过程中不做除法，不用浮点数，只进行整数加减法和乘2运算，且乘2运算可以用硬件移位实现。Bresenham画线算法速度快，适合用硬件实现。其算法画线依据如图1所示。

图1Bresenham算法画线依据

A（x1,y1）和B（x2,y2）两个点代表液晶上面的2个像素点，在水平方向的间隔假设为3个点，需要把A、B用平滑的线连接起来。如图1所示，由A、B两个点确定一条直线ax+by+c=0,在A（x1,y1）点右边的像素列上与A相邻的有B0和B1两点，分别称为A的右上邻接像素点和右邻接像素点。M（x1+1,y1+0.5）点并不是液晶上面的真实像素点，而是虚拟的点，用作右上邻接像素点和右邻接像素点的分界。使用A、B两个点确定的直线ax+by+c=0与x1+1的交点，与M点进行比较，来绘制右上邻接像素点或者右邻接像素点。交点在M点上方绘制右上邻接像素点，反之则绘制右邻接像素点。

1.2待显示数据存储方式

对于大量数据显示的情况，数据的组织方式就显得格外重要。一种方案是用数组存储待显示数据。按3个像素点间距，对液晶上曲线显示区域进行划分，可以显示76个数据，所以需要存储这76个数据，可用数组float display[76]实现。数组中每个数据元素始终对应液晶的一个像素列，再根据每个数据元素大小具体对应这个像素列中的具体像素点。

display[75]对应液晶第230列，display[74]对应第227列，它们之间的水平间距是3个像素点。当采集到新数据时，需要将新数据值存储在display[75]变量里。原来display[75]变量里的数据则存在display[74]中，即从display[75]变量开始，依次把display[76]数组里的数据移动到前一个变量里存储。因为display[76]数组中的75个变量分别对应液晶上的一个像素列，所以经过这种处理后再用display[76]数组数据绘制曲线，就可以在液晶上面看到曲线有从右向左移动的效果。

用数组存储待显示数据的方案，由于需要把display[76]数组里面数据依次向前移动一个位置后再进行曲线绘制，因此在需要处理大量显示数据时实时性会受到影响。本文采用的方案是以链式存储方式组织待显示数据。首先，动态分配75个节点链接起来，当采集到新数据后，动态分配一个节点把新数据存入其数据域，使动态分配节点指针域指向75个节点的首节点。待绘制完整的曲线后，释放最后一个节点。下一次采集到新数据时重复这个过程。

1.3显示曲线的实时更新

实时曲线更新后，希望看到曲线有从右向左移动的效果。直观的想法是先把整个液晶显示屏清屏，然后绘制新曲线。经过实验发现屏幕有闪烁现象。本文提出的方案是：当得到新的测控数据后，先对最后4个像素列上的原曲线以背景色绘制，再用黑色在最后4个像素列上绘制新曲线，这个过程依次进行直到完整曲线绘制完毕。

2曲线绘制实例

本文为LM4229液晶设计了画线函数，调用接口为：

paintline（x0,y0,x1,y1,color）//（x0,y0）和（x1,y1）对应液晶上2个像素点坐标

其中，color为1表示用Bresenham画线算法把（x0,y0）和（x1,y1）用黑色线连接，color为0表示用背景色绘制。

当得到新的测控数据后，需要把新数据加入到链表中，再绘制曲线。曲线有从右向左移动效果的实现代码为：

typedef struct aa{

int data;

struct aa *next;

} node;

node *oldhead, *p, *s;

oldhead=p=（node *）malloc（sizeof（node））;

oldhead>data=0;

for（i=0; i<75; i++）{

s=（node *）malloc（sizeof（node））;

s>data=0;

p>next=s;

p=s;

}

p>next=NULL;//初始化链表，首节点为 oldhead

node * newhead=（node *）malloc（sizeof（node））;

newhead>data=newvalue;

newhead>next=oldhead;

node * head=newhead;

for（j=74; j>=0;j--） {

paintline （x,oldhead>data,x3,oldhead>next>data,0）;

paintline （x,newhead>data,x3,newhead>next>data,1）;

oldhead=oldhead>next;

newhead=newhead>next

x=x-3;

if（x==5）

x=230;//设计液晶最右边绘图像素列为第230列，最左边绘图像素列为第5列，这样绘制曲线区域有225个像素列，按照相邻2个数据点3个像素列的间隔，可以绘制75个数据点

} free（oldhead）;//释放链表最末尾一个节点

oldhead=head;

采用随机产生的数据绘制实时曲线，如图2所示。

图2实时曲线

结语

实时曲线绘制是个人便携式仪器的友好人机界面的重要组成部分，本文在液晶上对曲线直接绘制具有绘制速度快、实现简单的特点。直接绘制曲线避免了使用第三方插件，有利于缩小程序存储空间，降低生产成本，具有较高的应用价值。