基于VB 6．0智能電子自旋共振儀系統(tǒng)繪圖模塊實現(xiàn)
[導讀]結合普通高校的近代物理實驗電子自旋共振，介紹新型電子自旋共振儀器的數(shù)據(jù)處理支撐系統(tǒng)，在實驗測量過程中，利用VB 6．O平臺實時采集數(shù)據(jù)，并由控制程序將所測得的數(shù)據(jù)繪制成動態(tài)曲線顯示在繪圖區(qū)中，通過雙游標可以輕松地獲得動態(tài)曲線上任意點的坐標值，并根據(jù)數(shù)值分析實驗結果。對實驗總體分析精確、清晰，打破了傳統(tǒng)物理實驗的枯燥性。
近年來，電子順磁共振(electron paramagnetic resonance，EPR)或稱電子自旋共振(electron spin resonance，ESR)技術已成為一門新型的科學技術。它的應用領域非常廣泛，特別是在物理、化學、醫(yī)學方面的應用更為突出，許多電子生產(chǎn)廠家向市場推出了不同型號的電子自旋共振儀器，其硬件的發(fā)展非常迅速，然而相應的系統(tǒng)軟件的支撐卻比較薄弱，所以電子自旋共振儀器的系統(tǒng)支撐軟件的開發(fā)將成為一個新的熱點。
l 繪圖模塊的開發(fā)環(huán)境
對某一個系統(tǒng)的開發(fā)，開發(fā)者可以選用各種編程語言來完成，通常使用的高級語言如C--，Java，PB，Visual Basic等，各種語言有各自的優(yōu)點與缺點，基于不同的用戶需求選用的語言也有所不同。該實驗系統(tǒng)的開發(fā)中選用了Visual Basic 6．0，選用它的主要原因是：
(1)Visual Basic 6．O具有友好的可視化界面；
(2)Visual Basic 6．O自帶的通信控件可以方便地與智能電子自旋共振儀器進行通信；
(3)Visual Basic 6．o中的畫線功能可以自由地繪出繪圖區(qū)中的譜線；
(4)程序代碼易于以后的修改與擴充。
2 繪圖區(qū)實現(xiàn)
在此使用圖片框(pictuer 2)來顯示共振譜線，所以第一步就是要在窗體上定位圖片框，并為其設置外觀及其他屬性。在該實驗中，繪圖區(qū)(picMain)中顯示曲線有坐標值，所以首先畫出圖片框，然后在圖片框中定制曲線生成區(qū)。定制圖片框或繪圖區(qū)都要先確定他們在窗體的哪個位置。所以下面先闡述VB中坐標系的定義。
2．1 坐標系的確定
VB坐標系介紹：VB里有3種坐標系，屏幕坐標系、窗體坐標系和窗體內的對象坐標系。這3種坐標系都是以其左上角為坐標原點，與平常使用的幾何坐標系不一致，常使人們繪圖時感到不習慣。VB允許編程人員自定義坐標系，根據(jù)需要定義坐標原點的位置。默認的坐標系統(tǒng)是容器的左上角的坐標為(O，O)，右下角坐標為(width，Height)，為了根據(jù)自己的需要來定義坐標系統(tǒng)，用到了Scale相關屬性。
通過設置ScaleLeft和ScaleTop來設置左上角的坐標。實驗中右下角坐標為：
2．2 設置繪圖區(qū)網(wǎng)格
定制好了繪圖區(qū)，為了繪圖區(qū)的美觀，繪圖中區(qū)加了橫縱相交的網(wǎng)格。橫坐標固定只有5個細分格，縱坐標固定4個細分格。部分代碼如下：
2．3 設置坐標
根據(jù)繪圖區(qū)的大小與高度繪制x軸和y軸。
3 繪圖模塊實時曲線的生成
畫好繪圖區(qū)及坐標系后，就要在繪圖區(qū)繪制實時曲線，實時曲線的繪制一般借助于Timer控件來完成，使用Timer控件，定期將串口或是其他儀器中監(jiān)測到的數(shù)據(jù)送往pic_main，而曲線的繪制一般畫成折線圖，采用PictureBoxl的Line方法繪制。用Line方法可以在窗體或圖片框上繪制一條直線或繪制一個矩形。
Line方法的一般格式：
[對象名．]Line(x1，y1)-(x2，y2)[，顏色]
其中：(x1，y1)為始點坐標；(x2，y2)為終點坐標；顏色可以使用RGB函數(shù)，規(guī)定畫線或畫矩形的顏色。代碼如下：
3．1 曲線的生成
曲線的生成為：
3．2 時鐘更新曲線
時鐘更新曲線為：
這樣，就完成了在繪圖區(qū)中顯示從單片機實時采集到的數(shù)據(jù)的任務。
4 雙游標讀取某兩點的數(shù)值差
用4條線來描述雙游標。首先在繪圖區(qū)上放置4條直線控件，4條線放置成2對坐標形式(十字相交)。并設置4條線的屬性：
4條直線的名稱分別為線c0_x，c0_y，c1_x，c1_y。
顏色分別為c0_x．bordercolor＆H0000OOFF＆；c1_x．bordercolor＆HOOFFFF00＆。
4．1 獲取任意點的坐標值
通過在曲線上單擊鼠標左鍵來獲得坐標值
4．2 任意點坐標值的顯示
因為獲取的是任意點的坐標值，所以鼠標放在曲線的任意位置時，坐標CO()與坐標C1()的值相應的要改變。
某點的坐標如圖1所示。
l 繪圖模塊的開發(fā)環(huán)境
對某一個系統(tǒng)的開發(fā)，開發(fā)者可以選用各種編程語言來完成，通常使用的高級語言如C--，Java，PB，Visual Basic等，各種語言有各自的優(yōu)點與缺點，基于不同的用戶需求選用的語言也有所不同。該實驗系統(tǒng)的開發(fā)中選用了Visual Basic 6．0，選用它的主要原因是：
(1)Visual Basic 6．O具有友好的可視化界面；
(2)Visual Basic 6．O自帶的通信控件可以方便地與智能電子自旋共振儀器進行通信；
(3)Visual Basic 6．o中的畫線功能可以自由地繪出繪圖區(qū)中的譜線；
(4)程序代碼易于以后的修改與擴充。
2 繪圖區(qū)實現(xiàn)
在此使用圖片框(pictuer 2)來顯示共振譜線，所以第一步就是要在窗體上定位圖片框，并為其設置外觀及其他屬性。在該實驗中，繪圖區(qū)(picMain)中顯示曲線有坐標值，所以首先畫出圖片框，然后在圖片框中定制曲線生成區(qū)。定制圖片框或繪圖區(qū)都要先確定他們在窗體的哪個位置。所以下面先闡述VB中坐標系的定義。
2．1 坐標系的確定
VB坐標系介紹：VB里有3種坐標系，屏幕坐標系、窗體坐標系和窗體內的對象坐標系。這3種坐標系都是以其左上角為坐標原點，與平常使用的幾何坐標系不一致，常使人們繪圖時感到不習慣。VB允許編程人員自定義坐標系，根據(jù)需要定義坐標原點的位置。默認的坐標系統(tǒng)是容器的左上角的坐標為(O，O)，右下角坐標為(width，Height)，為了根據(jù)自己的需要來定義坐標系統(tǒng)，用到了Scale相關屬性。
通過設置ScaleLeft和ScaleTop來設置左上角的坐標。實驗中右下角坐標為：
2．2 設置繪圖區(qū)網(wǎng)格
定制好了繪圖區(qū)，為了繪圖區(qū)的美觀，繪圖中區(qū)加了橫縱相交的網(wǎng)格。橫坐標固定只有5個細分格，縱坐標固定4個細分格。部分代碼如下：
2．3 設置坐標
根據(jù)繪圖區(qū)的大小與高度繪制x軸和y軸。
3 繪圖模塊實時曲線的生成
畫好繪圖區(qū)及坐標系后，就要在繪圖區(qū)繪制實時曲線，實時曲線的繪制一般借助于Timer控件來完成，使用Timer控件，定期將串口或是其他儀器中監(jiān)測到的數(shù)據(jù)送往pic_main，而曲線的繪制一般畫成折線圖，采用PictureBoxl的Line方法繪制。用Line方法可以在窗體或圖片框上繪制一條直線或繪制一個矩形。
Line方法的一般格式：
[對象名．]Line(x1，y1)-(x2，y2)[，顏色]
其中：(x1，y1)為始點坐標；(x2，y2)為終點坐標；顏色可以使用RGB函數(shù)，規(guī)定畫線或畫矩形的顏色。代碼如下：
3．1 曲線的生成
曲線的生成為：
3．2 時鐘更新曲線
時鐘更新曲線為：
這樣，就完成了在繪圖區(qū)中顯示從單片機實時采集到的數(shù)據(jù)的任務。
4 雙游標讀取某兩點的數(shù)值差
用4條線來描述雙游標。首先在繪圖區(qū)上放置4條直線控件，4條線放置成2對坐標形式(十字相交)。并設置4條線的屬性：
4條直線的名稱分別為線c0_x，c0_y，c1_x，c1_y。
顏色分別為c0_x．bordercolor＆H0000OOFF＆；c1_x．bordercolor＆HOOFFFF00＆。
4．1 獲取任意點的坐標值
通過在曲線上單擊鼠標左鍵來獲得坐標值
4．2 任意點坐標值的顯示
因為獲取的是任意點的坐標值，所以鼠標放在曲線的任意位置時，坐標CO()與坐標C1()的值相應的要改變。
某點的坐標如圖1所示。
最后實驗生成的曲線如圖2所示。
5 結語
電子自旋共振儀數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)，基于VB 6．0平臺，代碼簡單、容易擴充。學生可以根據(jù)個人需求進行系統(tǒng)功能的擴充。系統(tǒng)設計的控制程序將所測得的數(shù)據(jù)繪制成動態(tài)曲線顯示在繪圖區(qū)中，實驗數(shù)據(jù)的采集更為直觀和準確。
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