专利名称：数字示波器波形操控方法
技术领域：
本发明涉及数字示波器，尤其是涉及数字示波器波形操控方法。
背景技术：
传统的数字示波器一般使用按键、旋钮等机械部件进行操控。用户操控的按键、旋钮和被操控的波形显示效果、以及与当前波形显示效果相关联的各种屏幕对象之间的关系并不是显而易见的；对用户而言，上述传统的操控方式显得不直观。另外，为了对多个通道波形的多个参数进行操控，势必引入大量分离的按键和旋钮，产品的造价不可避免地提高，而且用户在对波形进行操控时，需要将视线和注意力在屏幕和操控面板之间来回转移，也影响了分析工作并可能导致疲劳。
中国发明专利CN(101413968)B公开了一种使用与显示屏幕分离的条形触摸装置操纵显示波形的方法，它减少了按键的数量，但仍存在不足之处
1、新引入的触摸装置仅支持一维操作，而显示界面是二维的；因此，不具备二维输入能力的触摸板无法对显示在二维平面上的多个图像元素进行有效的识别和操控；
2、仅包含了切换当前通道一种功能；
3、为了能够选择特定的波形，该发明提出了波形注视点的概念，根据说明书中的解释，波形注视点等价于一条波形在屏幕上显示的最高点和最低点在垂直方向上的投影，选择波形的依据即基于这两个虚拟的点，不直观。
发明内容
本发明目的在于提供一种更为直观的数字示波器波形操控方法，借助于用户对触摸屏的点击和拖曳操作来方便地控制数字示波器的波形显示。为实现上述目的，本发明采取下述技术方案
本发明所述的数字示波器波形操控方法，包括触摸屏数字示波器；所述触摸屏的水平方向对应输入信号的时间轴，垂直方向对应输入信号的幅度轴；依据所述数字示波器的通道位置指示器、触发时刻指示器、触发电平指示器在所述屏幕上的相对位置，在屏幕区域内划分出通道位置调节区、触发电平调节区、触发时刻调节区，并以波形显示区域为中心设定波形缩放调节区；然后依据用户触摸位置所在区域，设定数字示波器CPU执行如下操作当触摸通道位置调节区时，执行当前通道切换或将波形沿垂直方向移动；
当触摸触发电平调节区时，执行当前触发通道切换或调节触发电平；
当触摸触发时刻调节区时，将波形沿水平方向移动；
当触摸波形缩放调节区时，将当前通道波形沿水平方向放大或缩小；
当用户在触摸屏上连续拖动时，数字示波器CPU首先判断当前触摸位置是否位于上一次触摸位置所在区域外；如是，撤销用户在上一次触摸位置所在区域内所做的操作；
当用户触摸位置位于波形缩放调节区时，拖动过程中，在屏幕上绘制一个表示用户拖动范围的提示框；用户在对当前通道波形进行放大前，首先将当前通道波形显示平面中与所述提示框中心所在位置重合的部分沿水平方向移动至屏幕中心，再进行放大。本发明优点在于充分利用了触摸屏的二维定位能力，使得用户可以直观地对已经显示在屏幕上的各种用户界面对象进行操控；借助CPU的强大运算能力，操控过程中可以在屏幕上实时显示用户操控情况，给用户以必要的反馈，使操控更直观。触摸屏的操控范围不再局限于菜单选择、对话框操作这类简单的用户界面处理，通过对各种屏幕对象以及波形区域的点击和拖曳动作来达到操控波形显示的目的。比如，就用户需要对特定通道的波形沿时间轴移动这个任务而言，用户可直接在触发时刻指示器移动区域内沿时间轴进行拖动，拖动的过程中，通道波形图像随之同步移动，用户体验非常直观，而且方便。此外，本专利提供的沿时间轴缩放波形的功能，更是大大地简化了用户传统的操控方式，即为了观察特定区域的波形细节，用户需要首先使用按键或旋钮将所需观察的波形位置对齐至屏幕中央，然后调节时间档进行放大。而现在用户所要做的，仅仅是通过触摸屏选定需要观察的波 形区域，仅此而已，简化了用户的操作步骤。对于如中国发明专利CN(101413968)B中提到的，使用触摸屏操控在屏幕比较大时，用户操控时间长容易疲劳的问题，用户可以使用一个微缩屏幕以及与之匹配的触摸屏，同样可以达到良好的操控体验与效果。
图I是本发明实施例中的数字示波器屏幕显示参考图。图2是本发明所述数字示波器CPU的控制流程图。
具体实施例方式如图1、2所示，本发明所述的数字示波器波形操控方法，包括触摸屏数字示波器；参考图1，示波器屏幕的水平方向对应信号的时间轴，屏幕的垂直方向对应信号的幅度轴；屏幕上包含通道位置指示器、触发时刻指示器和触发电平指示器这些用户界面对象。通道位置指示器用于表征特定通道在幅度轴上的相对位置，该相对位置在本实例中对应特定通道零电平在幅度轴上的投影位置；触发时刻指示器用于表征触发时刻与屏幕的相对位置；触发电平指示器用于表示触发电平的大小。所述示波器的屏幕区域依据这些用户界面对象的可能活动范围可以划分出如下区域通道位置调节区、触发时刻调节区、触发电平调节区；此外整个波形显示区域，即如图I所示，屏幕中央的栅格区域可以被设定为波形缩放调节区。这些区域可以用(left, top, right, bottom)四元组代表的矩形表示，left表示所述区域左上角的横坐标，top表示所述区域左上角的纵坐标，right表示所述区域右下角的横坐标，bottom表示所述区域右下角的纵坐标。对于各个区域的划分，以通道位置调节区为例来说明所述通道位置调节区至少应当包括所述通道位置指示器的活动范围，但是因为通道位置指示器本身很小，在实际解决方案中，可以将所述区域相应地扩大一些，便于用户操作。触发时刻调节区和触发电平调节区的划分依据与此类似，这里不再赘述。为了操控的方便，波形缩放调节区的范围也可以比所述屏幕中央的栅格区域略大，甚至扩展到整个屏幕区域。值得一提的是，扩大后的上述区域可能会彼此重叠，不过由下面的叙述可知，它不会对用户操控造成影响。
用户在触摸屏上进行点击或拖动操作时，触摸屏控制单元会将用户当前与触摸屏接触点的坐标值(x，y)传送给CPU，CPU很容易判断出所述点击位置位于哪一个预定义区域。判断一个点是否落入矩形框的算法非常简单，且有通行的算法，这里不再赘述。如前所述，四个屏幕区域之间可能会有交集，所以，在进行接触点所在屏幕区域的判定时，可以按一定顺序进行判断，推荐使用如下的方式
首先判断接触点是否位于触摸通道位置调节区；
其次判断接触点是否位于触发电平调节区；
然后判断接触点是否位于触发时刻调节区；
最后判断接触点是否位于波形缩放调节区。一旦判定接触点落入所述屏幕区域，就不再进行后续判断。 如前所述，各个区域之间可能会有重叠，为了适应各个区域之间彼此重叠的状况，用户在触摸屏上连续拖动时，首先判断当前触摸位置是否位于上一次触摸位置所在区域夕卜，如仍在上一次触摸位置所在区域内，则仍然按照触摸位置在上一次触摸位置所在区域内进行相关的操作一这样就部分消除了各个屏幕区域之间的重叠对用户操作的干扰，无论用户连续拖动的起始位置位于哪一个区域，都可以在所述区域的整体范围内自由拖动，不受区域重叠关系的影响。因为屏幕上各个区域的划分对用户而言是不可见的，用户对触摸屏的操作也不可能做到绝对精确，所以用户在触摸屏点击和拖动的起始位置很可能位于用户期望的区域以夕卜，比如用户最初的触摸位置位于两个相邻区域的重叠区域。但是，一旦后续用户连续拖动离开了初始位置所在区域，并进入了用户期望的区域中，那么系统就可以正确识别出用户所在区域，并做出正确反馈。当然，因为用户在进入期望的区域中进行操作前，示波器已经做出了一些用户不需要的反馈，所以用户在触摸屏上连续拖动时，如果当前触摸位置位于上一次触摸位置所在区域外，则撤销用户在上一次触摸位置所在区域内所做的操作。例如，用户点击位置位于通道位置调节区，CPU接收到触摸屏点击消息时，会依次比较用户当前点击位置与当前处于显示状态的各个通道位置指示器之间的位置关系，当检测到它们之间的距离小于预设的阈值△ t，则将相应的通道位置指示器所表示的通道切换为当前通道；如果用户当前点击位置△ t范围内有多个通道位置指示器，则会以预定义的顺序(比如系统对于这些通道使用的内部索引号)在这些通道间切换。如果当前点击位置A t范围内没有通道位置指示器，则不改变当前通道设置。如果屏幕上当前只有一个通道处于显示状态，由上述叙述可知，当前通道保持不变。在收到触摸屏点击消息进行上述当前通道切换动作前，CPU会记录当前通道；在切换动作完成后，或者第一次触摸屏拖动消息到来时(此时用户的最近一次触摸屏点击动作并未发生在通道位置调节区)，还会记录当前通道在幅度轴的相对位置，如果用户连续拖动位置离开通道位置调节区，CPU会依据这些保存的信息，撤销在通道位置调节区所做的操作。如果后续用户继续在通道位置调节区内进行拖动操作，则示波器很容易将所述拖动操作与当前通道在幅度轴上的位置移动对应起来，借助强大的CPU处理能力，可以实时地显示波形移动后的效果。当用户在触发时刻调节区进行拖动操作时，与以上处理过程类似，示波器很容易将所述拖动操作与当前通道触发时刻与屏幕相对位置的改变对应起来。同样，在初次点击，或是第一次触摸屏拖动消息到来时(此时用户的最近一次触摸屏点击动作并未发生在触发时刻调节区)，CPU会记录当前通道的触发时刻与屏幕的相对位置，以便用户连续拖动位置离开触发时刻调节区时，撤销在触发时刻调节区所做的工作。当用户在触发电平调节区进行点击操作时，如果当前用户采用逻辑触发这类涉及两个触发通道的触发方式时，首先会进行当前触发通道的切换，CPU依次比较用户当前点击位置与两个触发电平指示器的相对位置，如果检测到它们之间的距离小于预设的阈值At，则将当前触发通道切换至对应的触发通道；如果两个触发通道均位于当前点击位置At范围内，则以预定义的顺序在这两个触发通道间切换。如果当前点击位置At范围内没有触发电平指示器，则不改变当前通道设置。如果当前触发通道只有一个，由上述叙述可知，当前触发通道保持不变。在收到触摸屏点击消息进行上述触发通道切换动作前，CPU会记录当前触发通道；在切换动作完成后，或者第一次触摸屏拖动消息到来时(此时用户的最近一次触摸屏点击、动作并未发生在触发电平调节区)，还会记录当前触发通道的触发电平值，如果用户连续拖动位置离开触发电平调节区，CPU会依据这些保存的信息，撤销在触发电平调节区所做的操作。如果后续用户继续在触发电平调节区内进行拖动操作，则示波器很容易将所述拖动操作，转换为当前触发通道触发电平值的改变。无论在哪一个屏幕区域进行点击，系统均会记录最近一次触摸屏点击所处的位置。用户在波形缩放调节区拖动时，示波器会显示一个提示框，该提示框可以绘制为一个矩形框，其对角线两端点的位置对应所述最近一次触摸屏点击位置和当前拖动位置；提示框也可以绘制为一个位于所述矩形框范围内的椭圆，或者其他用于标志用户拖动范围的提示框。如果所述触摸位置位于波形显示区域外，为了避免绘制的矩形框对其他用户界面对象的显示造成干扰，可以对所述触摸位置进行修正，比如，可以将位置修正为所述波形显示区域边界上距离该触摸位置最近的点。随着用户的不断拖动，该提示框不断被重新绘制，以标志最新的拖动范围。如果在绘制新的提示框时，已经在屏幕上绘制了提示框，则首先擦除原来绘制的提示框，然后再绘制新的提示框。在用户最终抬起手指结束拖动时，示波器依据用户最终拖动位置与存储的初始点击位置的相对关系，决定对波形进行放大，还是缩小。例如，示波器可以规定最终拖动位置在初始点击位置左侧时，对波形进行放大，反之进行缩小；或者示波器可以规定，最终拖动位置在初始点击位置下方时，对波形进行放大，反之进行缩小。放大和缩小的比例，可以与拖动框与屏幕在物理尺寸方面的差异联系起来。比如，如果示波器的水平方向对应时间轴，且用户的拖动操作被识别为波形放大；如果拖动框宽度是100，而整体波形显示窗口的显示范围是500，则可以将时间档缩小至原来的两倍。如果拖动框的宽度是200，则可以将时间档仅仅缩小至原来的一倍。放大和缩小被限制在时间轴即X轴上进行。这是因为对应通道零电平位置在幅度轴上的投影一般不能位于波形显示区域之外，我们很难将幅度轴上的某个区间对齐至屏幕中央并放大。因为最终示波器对于用户的拖动操作，会识别为放大和缩小两种动作，于是在绘制所述提示框时，依据用户在当前拖动位置抬起手指时，示波器会执行放大，还是缩小操作，可以将提示框显示为两种不同的样式，比如一个是单线框，一个是双线框；或者一个是实线框，一个是虚线框；或者在提示框的一角显示“放大”或“缩小”字样。 对于波形放大操作而言，在进行放大之前，可以将所述提示框的中心对应的波形显示区域首先沿时间轴移动至屏幕中心，然后再进行放大。这样示波器对用户操作的反馈就近似等于将用户选定的波形区域沿时间轴放大并对准屏幕中心。
权利要求
1.一种数字示波器波形操控方法，包括触摸屏数字示波器；所述触摸屏的水平方向对应输入信号的时间轴，垂直方向对应输入信号的幅度轴；其特征在于依据所述数字示波器的通道位置指示器、触发时刻指示器、触发电平指示器在所述屏幕上的相对位置，在屏幕区域内划分出通道位置调节区、触发电平调节区、触发时刻调节区，并以波形显示区域为中心设定波形缩放调节区；然后依据用户触摸位置所在区域，设定数字示波器CPU执行如下操作 当触摸通道位置调节区时，执行当前通道切换或将波形沿垂直方向移动； 当触摸触发电平调节区时，执行当前触发通道切换或调节触发电平； 当触摸触发时刻调节区时，将波形沿水平方向移动； 当触摸波形缩放调节区时，将当前通道波形沿水平方向放大或缩小； 当用户在触摸屏上连续拖动时，数字示波器CPU首先判断当前触摸位置是否位于上一次触摸位置所在区域外；如是，撤销用户在上一次触摸位置所在区域内所做的操作； 当用户触摸位置位于波形缩放调节区时，拖动过程中，在屏幕上绘制一个表示用户拖动范围的提示框； 用户在对当前通道波形进行放大前，首先将当前通道波形显示平面中与所述提示框中心所在位置重合的部分沿水平方向移动至屏幕中心，再进行放大。
全文摘要
本发明公开了一种数字示波器波形操控方法，触摸屏水平方向对应输入信号的时间轴，垂直方向对应输入信号的幅度轴；依据数字示波器的通道位置指示器、触发时刻指示器、触发电平指示器在屏幕上的相对位置，在屏幕区域内划分通道位置调节区、触发电平调节区、触发时刻调节区，并以波形显示区域为中心设定波形缩放调节区；然后依据用户触摸位置所在区域，设定数字示波器CPU执行如下操作当触摸通道位置调节区时，执行当前通道切换或将波形沿垂直方向移动；当触摸触发电平调节区时，执行当前触发通道切换或调节触发电平；当触摸触发时刻调节区时，将波形沿水平方向移动。本发明优点在于用户可直观地对已经显示在屏幕上的各种用户界面对象进行操控。
文档编号G01R13/02GK102707114SQ20121019387
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者张兴杰 申请人:郑州麦科信电子技术有限公司