Qt使用QChart制作多路虚拟示波器

使用QT做虚拟示波器，共16通道，波形是重叠在一起（不同颜色区分），想用写好的TCP传输来让单片机与电脑通信，解刨数据，放入到示波器中进行显示。

准备工作：首先我缺一个绘图的控件，于是在网上找了找，网上给我介绍的有三种。分别是qcustomplot、qwt以及qchart。我第一次使用的是qcustomplot，我发现使用qcustomplot如果不生成静态库再使用的话，运行起来特别特别慢，这就对编程带来了不便。这其实也不能怪人家，它毕竟大小就有1M多，我们一般写代码一个文件才几十K，所以想呀，qcustomplot编译起来肯定很花时间。然后我就使用了QChart类，我听说会玩这个的话，要比另外两种强。qwt我还没碰过。声明一下，我只是谈谈我个人的想法，不喜勿喷！

QChartView是一个窗口，提供显示的地方。而QChart则像是一张图纸，QLineSeries直线或者QSplineSeries平滑线就相当于是画笔了。我使用继承QChartView来做一个方便我对外使用打开通道、关闭通道、添加数据等功能的接口。
```
class WaveDisplay : public QChartView
```

使用枚举定义16个通道

//设置通道数
typedef enum
{Channel1,  Channel2,  Channel3,  Channel4,Channel5,  Channel6,  Channel7,  Channel8,Channel9,  Channel10, Channel11, Channel12,Channel13, Channel14, Channel15, Channel16
}Channel;

曲线选择类型，方便后面更改

typedef QLineSeries LineType;//QLineSeries 直线     QSplineSeries 平滑线

整个控件需要用到一些共有变量，每一次打开一个通道的新建一只画笔（QSplineSeries），然后这只画笔还得记录下来，为我后续添加数据使用，我在这里使用的是QHash来保存的，个人感觉这个还是挺好用的，推荐！后面三行用于自动控制刻度范围。

QChart *chart;                                              //图纸
QValueAxis *axisX, *axisY;                                  //坐标轴
QHash<Channel, LineType*> seriesHash;                       //将多条线放在图纸上
QHash<Channel, double> minALL;                              //记录所有曲线的最小值
QHash<Channel, double> maxALL;                              //记录所有曲线的最大值
double Xmax = 0, Ymax = -350;
double Xmin = 0, Ymin = 350;
double Xrang = 3;

初始化工作

WaveDisplay::WaveDisplay(QWidget *parent) : QChartView(parent)
{mainLayout = new QGridLayout(parent);             //居中显示mainLayout->addWidget(this, 0, 1, 3, 1);chart = new QChart;                               //画图纸chart->legend()->setVisible(false);               //曲线文本提示setChart(chart);                                  //添加图纸axisX = new QValueAxis;                           //设置坐标轴axisY = new QValueAxis;chart->addAxis(axisX, Qt::AlignBottom);           //将坐标轴加到chart上，居下chart->addAxis(axisY, Qt::AlignLeft);             //居左setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);      //反走样/*特效*///setRubberBand(QChartView::RectangleRubberBand); //矩形缩放//chart->setAnimationOptions(QChart::SeriesAnimations); //曲线动画模式，不能启用这一项或是选择这个选项，这个会导致曲线闪烁
}

打开一个通道

void WaveDisplay::openChannel(Channel channel)//添加一条平滑线并添加到图纸中
{minALL.insert(channel, 100000);maxALL.insert(channel, -100000);if(seriesHash.contains(channel))                 //如果重复打开同一个通道就会执行这条语句，主要是防止内存泄漏{chart->addSeries(seriesHash[channel]);chart->setAxisX(axisX, seriesHash[channel]);  //将x和y坐标轴与第一条曲线连接chart->setAxisY(axisY, seriesHash[channel]);return;}LineType *series = new LineType();series->setPen(Color[channel]);chart->addSeries(series);chart->setAxisX(axisX, series);                   //将x和y坐标轴与第一条曲线连接chart->setAxisY(axisY, series);seriesHash.insert(channel, series);               //记录到表中
}

颜色如果自己不想配的话可以直接使用我自己配的，配16中人眼看起来完全不同颜色还是挺难受的

namespace ChannelColor{
static QColor Color[16] = {QColor(165, 42, 42),    //Channel1ColorQColor (255, 127, 80),  //Channel2ColorQColor (30, 144, 255),  //Channel3ColorQColor (218, 165, 32),  //Channel4ColorQColor (255, 0, 255),   //Channel5ColorQColor (147, 112, 219), //Channel6ColorQColor (0, 255, 255),   //Channel7ColorQColor (0, 0, 128),     //Channel8ColorQColor (128, 0, 128),   //Channel9ColorQColor (46, 139, 87),   //Channel10ColorQColor (152, 251, 152), //Channel11ColorQColor (0, 255, 127),   //Channel12ColorQColor (0, 0, 255),     //Channel13ColorQColor (135, 206, 250), //Channel14ColorQColor (255, 192, 203), //Channel15ColorQColor (127, 255, 0)    //Channel16Color
};
}

关闭通道

void WaveDisplay::closeChannel(Channel channel)
{if(seriesHash.contains(channel))                //如果先前没有打开这通道，程序就不会执行这条复合语句，主要防止用户点错{chart->removeSeries(seriesHash[channel]);   //先删去图纸上的线minALL.remove(channel);maxALL.remove(channel);}
}

可以在设置数据和追加数据的时候添加判断，这样就可以自动刻度了

void WaveDisplay::setData(Channel channel, const QList<QPointF>& data)
{ if(seriesHash.contains(channel) && chart->series().contains(seriesHash[channel])){seriesHash[channel]->clear();seriesHash[channel]->append(data);Xmin = data[0].x() < Xmin ? data[0].x() : Xmin;Xmax = data[data.count() - 1].x() > Xmax ? data[data.count() - 1].x() : Xmax;for(int i = 0; i < data.count(); i++){maxALL[channel] = data[i].y() > maxALL[channel] ? data[i].y() : maxALL[channel];minALL[channel] = data[i].y() < minALL[channel] ? data[i].y() : minALL[channel];}updateChart();}
}

追加数据

void WaveDisplay::appendData(Channel channel, const QPointF& data)
{if(seriesHash.contains(channel) && chart->series().contains(seriesHash[channel])){seriesHash[channel]->append(data);if(data.x() > Xrang){Xmax = data.x();Xmin = Xmax - Xrang;}maxALL[channel] = data.y() > maxALL[channel] ? data.y() : maxALL[channel];minALL[channel] = data.y() < minALL[channel] ? data.y() : minALL[channel];updateChart();}
}
void WaveDisplay::appendData(Channel channel, const QList<QPointF>& data)
{if(seriesHash.contains(channel) && chart->series().contains(seriesHash[channel])){seriesHash[channel]->append(data);Xmin = data[0].x() < Xmin ? data[0].x() : Xmin;Xmax = data[data.count() - 1].x() > Xmax ? data[data.count() - 1].x() : Xmax;for(int i = 0; i < data.count(); i++){maxALL[channel] = data[i].y() > maxALL[channel] ? data[i].y() : maxALL[channel];minALL[channel] = data[i].y() < minALL[channel] ? data[i].y() : minALL[channel];}updateChart();}
}

按键点击事件：ESC——恢复默认显示；TAB——支持鼠标取点

void WaveDisplay::keyPressEvent(QKeyEvent *event)
{switch (event->key()){case Qt::Key_Escape:updateChart();break;case Qt::Key_Tab://Tab键被按下showPoint = true;break;default:break;}
}

按键释放事件：TAB——不支持鼠标取点

void WaveDisplay::keyReleaseEvent(QKeyEvent *event)
{if(event->key() == Qt::Key_Tab)showPoint = false;
}

鼠标点击事件：左键——取点；右键——配合曲线移动

void WaveDisplay::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)//参考：https://blog.csdn.net/qq_31073871/article/details/83019943
{QPoint temp = event->pos();//获取当前坐标的位置if(showPoint){QPointF f = chart->mapToValue(temp);QString str = '(' + QString::number(f.x()) + ',' + QString::number(f.y()) + ')';QToolTip::showText(event->globalPos(), str);}else{QToolTip::hideText();}//    getPos(event);if(event->buttons() == Qt::RightButton){      // 这里必须使用buttons()，因为鼠标移动过程中会检测所有按下的键，而这个时候button（）是无法检测那个按键被按下，所以必须使用buttons（）函数，看清楚，是buttons（）不是button（）QPointF f = chart->mapToValue(temp) - chart->mapToValue(lastPos);axisX->setRange(axisX->min() - f.x(), axisX->max() - f.x());axisY->setRange(axisY->min() - f.y(), axisY->max() - f.y());chart->update();lastPos = temp;update();}
}

鼠标点击事件：左键——取点；右键——移动曲线

void WaveDisplay::mousePressEvent(QMouseEvent *event)
{if(event->button() == Qt::RightButton){      // 如果是鼠标中键按下QCursor cursor;cursor.setShape(Qt::ClosedHandCursor);QApplication::setOverrideCursor(cursor); // 使鼠标指针暂时改变形状lastPos = event->pos();                  // 获取指针位置和窗口位置的差值，这个globalPos（）获取的是鼠标在桌面上的位置，也可以使用pos（）函数获取指针在窗口的位置。}else if(event->button() == Qt::LeftButton){getPos(event);}
}

鼠标移动事件：如果TAB按下则显示鼠标位置；右键：移动曲线

void WaveDisplay::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event)
{QPoint temp = event->pos();//获取当前坐标的位置if(showPoint){QPointF f = chart->mapToValue(temp);QString str = '(' + QString::number(f.x()) + ',' + QString::number(f.y()) + ')';QToolTip::showText(event->globalPos(), str);}else{QToolTip::hideText();}if(event->buttons() == Qt::RightButton){      // 这里必须使用buttons()，因为鼠标移动过程中会检测所有按下的键，而这个时候button（）是无法检测那个按键被按下，所以必须使用buttons（）函数，看清楚，是buttons（）不是button（）QPointF f = chart->mapToValue(temp) - chart->mapToValue(lastPos);axisX->setRange(axisX->min() - f.x(), axisX->max() - f.x());axisY->setRange(axisY->min() - f.y(), axisY->max() - f.y());chart->update();lastPos = temp;update();}
}

鼠标释放事件：配合曲线移动

void WaveDisplay::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event)
{Q_UNUSED(event);QApplication::restoreOverrideCursor();         // 恢复鼠标指针形状
}

滚轮事件：参考http://blog.csdn.net/smarterr/article/details/80781368

void WaveDisplay::wheelEvent(QWheelEvent *event)
{if(event->delta() > 0){                    // 当滚轮远离使用者时chart->zoomIn();                       // 进行放大Xrang /= 1.5;}else{                                     // 当滚轮向使用者方向旋转时chart->zoomOut();                      // 进行缩小Xrang *= 1.5;}
}

获取鼠标坐标函数，自己简单写了下思路，欢迎提问

void WaveDisplay::getPos(QMouseEvent *event)
{QPoint temp = event->pos();//获取当前坐标的位置if(showPoint){QPointF f = chart->mapToValue(temp);QString str = '(' + QString::number(f.x()) + ',' + QString::number(f.y()) + ')';QToolTip::showText(event->globalPos(), str);QHash<Channel, LineType*>::iterator seriesTemp;for(seriesTemp = seriesHash.begin(); seriesTemp != seriesHash.end(); ++seriesTemp)//遍历每条曲线{QList<QPointF> pointfTemp = seriesTemp.value()->points();//线上所有点对应的屏幕坐标int low = 0;int high = pointfTemp.count() - 1;if(pointfTemp[low].x() > f.x() || pointfTemp[high].x() < f.x()){posList[seriesTemp.key()].clear();continue;}while(low < high - 1)//从某条线找到这个点的附近{int middle = (low + high) / 2;if(pointfTemp[middle].x() < f.x()){low = middle;}if(pointfTemp[middle].x() > f.x()){high = middle;}}if(low == high)posList[seriesTemp.key()] = '(' + QString::number(f.x()) + ',' + QString::number(pointfTemp[high].y()) + ')';else{posList[seriesTemp.key()] = '(' + QString::number(f.x()) + ',' + QString::number\(pointfTemp[low].y() + (pointfTemp[high].y() - pointfTemp[low].y()) / (pointfTemp[high].x() - pointfTemp[low].x()) * (f.x() - pointfTemp[low].x()))\+ ')';}}}else{QToolTip::hideText();}
}

恢复坐标轴

void WaveDisplay::updateChart()
{double num;QHash<Channel, double>::iterator rangTemp;//找最小值if(minALL.size()){rangTemp = minALL.begin();num = rangTemp.value();++rangTemp;for(; rangTemp != minALL.end(); ++rangTemp)//遍历每条曲线{num = rangTemp.value() < num ? rangTemp.value() : num;}Ymin = num;}//找最大值if(maxALL.size()){rangTemp = maxALL.begin();num = rangTemp.value();++rangTemp;for(; rangTemp != maxALL.end(); ++rangTemp)//遍历每条曲线{num = rangTemp.value() > num ? rangTemp.value() : num;}Ymax = num;}axisX->setRange(Xmin, Xmax);//设置图表坐标轴的范围，可以不设置，自动调节的double range = Ymax - Ymin;axisY->setRange(Ymin - range * 0.1, Ymax + range * 0.1);
}

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