实时波形图

实时波形图

实时波形图把设备打印的数值实时画成曲线。调电机 PID、标定传感器、检查 ADC 噪声时，趋势、超调和尖峰一眼就能看出来，不必盯着滚动的文字去读。原来给 VOFA+ 或 Arduino 串口绘图器输出数据的固件，一行都不用改。

每个连接有自己的波形图，位于该连接接收区的上方——曲线下面的文字还在，出现毛刺时可以对照原始输出。打开方式：

• 工具 → 波形图 打开或关闭当前连接的波形图；
• 接收区右键菜单里的波形图，对该连接起同样的作用；
• 波形图工具栏最右侧的 ✕ 关闭波形图。

波形图直接读取收到的字节，与接收区显示文本还是十六进制无关，接收区暂停时也照常绘制。波形图只在打开期间工作：打开之前收到的数值不会补画，关闭时不做任何解析、不占资源。

设备怎样输出数值

在波形图工具栏的第一个下拉框里选择设备发送数值的方式。

文本（CSV、FireWater、Arduino） 是默认格式，几乎所有能 printf 的固件都适用。每个样本输出一行，数值之间用逗号、空格、制表符或分号分隔，行尾是 \n、\r 或 \r\n：

所以 STM32 的速度环可以输出 printf("%.2f,%.2f,%.2f\r\n", target, speed, pwm);，Arduino 程序可以写 Serial.print("temp:"); Serial.print(t); Serial.print(",hum:"); Serial.println(h);。调试日志可以照常从同一个端口输出：凡是含有非数字内容的行都不进波形图。带标签时，每个标签第一次出现就成为一个通道；某一行可以缺少部分标签（曲线在那里断开）；标签与裸数值混在一起的行（如 a:1,2,b:3）直接跳过，不去猜测。12:30 这样的时间不会被当成标签。

JustFloat（VOFA+） 适合直接发送二进制的固件：每个通道一个小端 32 位 float，每帧以 00 00 80 7F 四个字节结尾。单片机不用做格式化，几 kHz 的输出也不吃力：

float frame[3] = {angle, speed, current};
static const uint8_t tail[4] = {0x00, 0x00, 0x80, 0x7F};
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)frame, sizeof frame, 10);
HAL_UART_Transmit(&huart1, tail, sizeof tail, 10);

从数据流中途接入或丢了字节时，波形图会自己重新找到帧边界；连接打开后的第一帧用于对齐，不绘制。

正则表达式 适合无法修改的输出格式，例如 T=23.5C H=45%。在格式旁边出现的输入框里写正则表达式：

• 每个捕获组是一个通道，命名组的名字就是通道名：T=(?<T>[-\d.]+).*H=(?<H>[-\d.]+) 得到 T 和 H 两个通道；
• 没有捕获组时，行内每一处匹配都是一个通道：-?\d+\.?\d* 会画出这一行里的所有数字。

表达式无效时文字变红，悬停提示会说明错在哪里。

切换格式会清空波形图，因为旧样本与新的数据流对不上。每个波形图最多 32 个通道。

查看曲线

• 横轴：样本序号按样本计数，固件按固定频率输出时最准确，不受线路传输时序影响，与 VOFA+ 和 Arduino 绘图器一致；时间显示从开始绘图算起的秒数，按数据到达的时间计。串口数据是一批一批到达的，同一批里的样本会均匀分布在这段间隔内。
• 显示范围：旁边的下拉框可选 100 到 50,000 个样本，时间轴下为 1 到 300 秒，以及全部。在图上滚动鼠标滚轮也可以缩放这个范围。
• 纵轴：自动 Y 打开时，纵轴范围跟随可见数据。在图上按住 Ctrl 滚动滚轮可以以指针为中心设定固定范围；关闭自动 Y 时保留当前屏幕上的范围。
• 暂停冻结画面，样本仍在记录。拖动图形可以往回翻看历史，同时也会暂停。双击回到实时并恢复自动 Y。
• 鼠标悬停在图上时，显示该位置每个通道的数值。
• 清除清空所有样本。重新建立连接不会清空，设备复位重连后曲线接着画。
• 弹出把波形图移到独立窗口（标题带连接名），可以拖到第二块屏幕上；关闭这个窗口，波形图回到接收区上方。

波形图下方的状态行显示通道数、每秒样本数、已缓存的样本数，以及「已跳过 N 行非数据」（JustFloat 为「已跳过 N 个错误帧」）。每个连接的波形图保留最近 100,000 个样本，更早的依次丢弃。可见范围里有几万个样本时画面依然流畅，只有一个样本的尖峰也不会被抽稀丢掉。

通道与统计

波形图右侧的表格既是图例也是统计表。每个通道显示当前、均值、最小、最大、峰峰值和标准差，统计范围是当前可见的样本。把曲线缩放或暂停在某一段上，这些数字就只描述这一段：传感器放在基准点时的均值、空闲 ADC 通道的噪声（看标准差）、电源纹波（看峰峰值）。

• 取消勾选某个通道即隐藏其曲线，重新勾选即恢复。
• 双击通道名可以重命名，例如把 CH2 改成 speed_rpm；把名字清空，就恢复数据流里的名字。

用游标测量

打开测量后，在图上单击放置游标 A，再单击放置游标 B；之后的单击移动离得较近的那个游标，右键清除两个游标。读数框显示两个游标的位置，以及每个可见通道在 A、B 处的数值和差值。在时间轴下还会显示两者的时间差 Δt 和 1/Δt（Hz），振荡的周期和频率、阶跃响应的上升时间都能直接从曲线上读出。

保存与分享

• 导出 → 导出 CSV... 保存波形图缓存的全部样本：样本序号、到达时间（秒），以及每个通道一列、以通道名为列名。文件为带 BOM 的 UTF-8，Excel 打开时中文通道名不会乱码。
• 导出 → 保存图片... 把屏幕上的波形图保存为 PNG，便于放进报告或发给同事。
• 波形图的设置按连接随 .spu 工程保存：是否打开、格式与表达式、横轴、显示范围、纵轴范围、通道名和隐藏的通道。没有打开工程时，第一个连接的波形图设置保存在本机。样本本身不保存，要留下一次运行的数据请导出 CSV。

回放窗口也能绘制录制文件里的数据：每个端口的视图菜单和右键菜单里都有波形图，无论以什么速度回放，曲线都按录制时的时间间隔绘制。

Free 与 SPU Pro

波形图在 Free 里用于确认它能用在你的设备上：

• 绘制前 2 个通道；其余通道照常解析并列在统计表中，标为 Pro；
• 每次运行共 120 秒绘图时长，所有连接共用，重启 SPU 后重新计算；回放窗口里的绘图不计入。只有收到新样本的秒数才计入，所以在空闲端口上开着波形图不会消耗时长。状态行显示「SPU 免费版：本次运行还可绘图 N 秒」；用完后所有波形图停在最后一帧，仍可查看，直到 SPU 重启；
• 保存图片免费；导出 CSV 和测量需要 SPU Pro。

SPU Pro 没有这些限制，激活后立即生效，无需重启。