根據(jù)Labview的虛擬儀器計算器設(shè)計

1、研究生課程考核試卷（適用于課程論文、提交報告）科目:虛擬儀器教師：姓名：學號：專業(yè)：上課時間：類別：學術(shù)型考生成績:卷面成績平時成績課程綜合成績閱卷評語:閱卷教師（簽名）重慶大學研究生院制摘要通過對虛擬儀器課程的學習和撐握， 本次實驗設(shè)計了一個簡易計算器，可以 用來模擬真實計算器而進行一些簡單的基本運算。利用Labview軟件平臺編寫計 算器程序，可以實現(xiàn)“ +、-、X、卞平方、開方、xAy”這七種基本運算，并且 可以對上面的七種基本操作連續(xù)運算，另外實現(xiàn)了對輸入的錯誤數(shù)據(jù)進行清除的 功能。達到了本次實驗的要求。關(guān)鍵詞：Labview，七種基本運算，清除12目錄摘要1引言 2、整體方案設(shè)計2.

2、1、簇和前面板控件的說明2.2、程序流程圖3、具體實現(xiàn)過程3.1、前面板設(shè)計3.2、初始化和鍵的感應3.2.1、數(shù)字0-9的輸入3.3、輸入的第一個數(shù)3.3.1、多零問題3.3.2、小數(shù)點問題3.4、四則運算和xAy3.5、開方計算3.6、倒數(shù)計算3.7、輸入正負數(shù)去掉小數(shù)點后面 0的功能3.9、清除功能（Clear）103.10、退格功能104、總結(jié)12參考文獻13附錄A141、初始化程序142、總程序143、xy的幕程序15基于Labview的簡易計算器設(shè)計1、引言現(xiàn)代計算機技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，沖擊著國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，也引起了測量儀器和測試技術(shù)的巨大變革。人們曾為測量儀器從模擬化、

3、數(shù)字化 到智能化的進步而欣喜，也為自動測試技術(shù)的日新月異的發(fā)展所鼓舞，當今虛 擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)又使得測量儀器進步入了高科技的殿堂。虛擬儀器的起源可以追溯到 20世紀70年代，“虛擬”的含義主要是強調(diào)軟 件在儀器中的作用，體現(xiàn)了虛擬儀器與主要通過硬件實現(xiàn)各種功能的傳統(tǒng)儀器 的不同。由于虛擬儀器結(jié)構(gòu)形式的多樣性和適用領(lǐng)域的廣泛性，目前對于虛擬 儀器的概念還沒有統(tǒng)一的定義。美國國家儀器公司(Natio nal I nstru nents Corpotion，NI)認為，虛擬儀器是由計算機硬件資源、模塊化儀器硬件和用于 數(shù)據(jù)分析、過程通信及圖形用戶界面的軟件組成的測控系統(tǒng)，是一種計算機操 縱的模塊化儀

4、器系統(tǒng)。使用虛擬儀器技術(shù)，工程師可以利用圖形化開發(fā)軟件方 便、高效的創(chuàng)建完全自定義的解決方案，以滿足靈活多變的需求趨勢。本次實驗是基于LabVIEW軟件平臺而設(shè)計的一個簡易計算器，所設(shè)計的計 算器可以實現(xiàn)簡單的基本四則運算、平方、開方、求倒和 xAy任意次幕計算；還 能夠?qū)崿F(xiàn)清零和對輸入的錯誤數(shù) Backs pace功能。2、整體方案設(shè)計根據(jù)標準計算器的運算規(guī)則，得到下面本次實驗的整體程序框圖。圖2.1總體框圖2.1、簇和前面板控件的說明簇中有22個布爾型控件，簇中的符號說明如下表所示，由于本次實驗中我 們使用的是事件結(jié)構(gòu)，配合屬性節(jié)點可以讀取布爾控件中的文本信息，所以可以不用對簇中的布爾控件

5、編號。事件結(jié)構(gòu)包括一個或多個子程序框圖或事件分支， 結(jié)構(gòu)執(zhí)行時，僅有一個子程序框圖或分支在執(zhí)行。事件結(jié)構(gòu)可等待直至事件發(fā)生， 并執(zhí)行相應條件分支，處理該事件。右鍵單擊結(jié)構(gòu)邊框，可添加新的分支并配置 要處理的事件。連線事件結(jié)構(gòu)邊框左上角的“超時”接線端，指定事件結(jié)構(gòu)等待 事件發(fā)生的時間，以毫秒為單位。默認值為-1,即永不超時。前面板除了簇中的22個布爾控件外，還包含第一個輸入數(shù)的存儲和顯示的 數(shù)值控件num1,以及第二個輸入數(shù)的存儲和顯示的數(shù)值控件num2和一個存儲操作運算的字符串控件operator，以及顯示運算結(jié)果的字符串控件 Show，Show充 當計算器的顯示器。還包含一個停止按鈕。表1

6、簇中布爾控件的說明簇0 9.sqrt1/Xxy+、-、+/-=Cbackspace表示輸入的0-9數(shù)值小數(shù)點開方倒數(shù)X的y次幕四則運算正負號等號清除退格2.2、程序流程圖開始初始化（數(shù)據(jù)清空、局部變量清零）輸入第一個數(shù)值YNY組合字符判斷是否有操作運算判斷是否有小數(shù)點“.”N判斷是否為開萬、倒數(shù)運算輸入第二個數(shù)值NNY組合字符下“=”判斷是否按判斷是否有小數(shù)點“.”顯示計算結(jié)果2.2算法流程圖3、具體實現(xiàn)過程3.1、前面板設(shè)計為了使得所設(shè)計的計算器的外觀比較好看，先在前面板上放置一個修飾控件,然后在修飾框里建立一個簇，在簇中放置22個布爾控件，其中包括0-9十個數(shù)字鍵，1個小數(shù)點鍵，4個“+

7、-、X、寧運算鍵，1個等號鍵，1個開 方，1個符號轉(zhuǎn)換，1個倒數(shù)，1個x的y次幕，1個清零，1個退格，并對每一 個布爾控件修改一個適合的名稱，放置兩個數(shù)值型的控件用于存儲兩個計算的數(shù) 據(jù)存儲和顯示，放置兩個字符串的控件，F(xiàn)irstrun所在的字符串控件表示運算符op erator的存儲和顯示控件，上面的最大的字符串大框用于顯示計算的結(jié)果，最 終放置完所有控件并排版后得到如下圖3.1所示的前面：基于Lalbview的簡易計算器FiftrunMy 1旳rt 1l/x 1J5 I2 I-(00圖3.1前面板布局3.2、初始化和鍵的感應在后面板中先放置一個層疊式順序結(jié)構(gòu)，先將前面板中的各個顯示框初始

8、化，由于在本程序中用到了部分全局變量，也需要初始化，總的初始化如下圖3.2所示: 口口口口口口 口口口 OI口口斗 0 亡可卜口 口 口口 D h口 peratoriFifsvunl，E卜o四則運罰魚 loaBsar umlJfpsrI 1 l-aC-l I冷胡rrum2回etc圖3.2各顯示控件初始化然后在層疊式順序結(jié)構(gòu)中實施在后面添加幀操作。在1幀里添加while循環(huán)。Clnstev ?6 Arvayl將簇放置在while循環(huán)里面，在循環(huán)里面放置一個，將簇中元素按產(chǎn)生的順序組成一個一維數(shù)組，這樣就實現(xiàn)了每個鍵與數(shù)字（0-21）之間的對應。查找出對應的鍵并把結(jié)果連接到一個事件每次按下一個鍵時

9、，通過且結(jié)構(gòu)，通過事件結(jié)構(gòu)的控件引用結(jié)合屬性節(jié)點便可得到前面板中控件上面顯示的 字符，至此就完成了對鍵的感應過程，如下圖 3.3所示。 口口口 口 PUD 口 刊1陰卜嚀圖3.3鍵的感應321、數(shù)字0-9的輸入由于前面板中的0-9數(shù)字鍵其屬性設(shè)置中的關(guān)時文本分別對應 0-9,通過控 件引用，然后選擇屬性節(jié)點，布爾文本中的文本，然后用 Decimal String To Number數(shù)字將感應到的布爾文本字符串轉(zhuǎn)化為數(shù)值，然后將數(shù) 字存儲在全局變量tdata中，將tdata和之前的數(shù)據(jù)連接便可得到需要計算的每一 個數(shù)據(jù)，如圖3.4所示。錢crc. jfetAc豔tnuc. iSJoyr g.后g

10、：宏宜叭養(yǎng)區(qū)蛭rinw：族比nJ；道SLS 卜卜嚴 BmI 3oclrtAtreV圖3.4數(shù)字0-9的感應3.3、輸入的第一個數(shù)3.3.1、多零問題當?shù)谝淮屋斎?時，與輸入數(shù)字1-9的情況相同，現(xiàn)在就零輸入時的多零問 題進行設(shè)計。雖然以多個零開頭不影響輸出的結(jié)果，但考慮到顯示形式的正確性， 只在小數(shù)點前顯示一個零。當運行程序時按多次數(shù)字0,通過十進制數(shù)字符串至Decimal String To Number宇苻串一數(shù)字轉(zhuǎn)換如，將多個0的輸入變成一個0，如圖3.5所示。332、小數(shù)點問題一個輸入數(shù)中不可能出現(xiàn)兩個及其以上的小數(shù)點， 所以需要對輸入的數(shù)據(jù)進 行設(shè)計。由于單獨的按小數(shù)點的時候并不能進

11、入主程序中運行,只有當按數(shù)字鍵0-9的時候，全局變量卜卜卜于Show存儲的字符串最末尾就帶有小數(shù)點，所以可以直接將原來的字符串數(shù)據(jù)和新輸入的數(shù)字連接成新的字符串。如下圖3.6所示：in b才為真，為真的時候才進入主程序中運行，由圖3.9開方計算圖3.6多輸入小數(shù)點的這問題對第二個數(shù)的輸入判斷是不是多 0和多小數(shù)點的問題也是一樣的，因此不再 贅述。3.4、四則運算和X八y點擊四則運算的時候，operator先獲得操作數(shù)的類型（+、-、x、勺，由于計 算xy的時候也將Power的值賦給operator，所以按等號的時候?qū)@五種運算進 行計算。如圖3.7和3.8所示：I時面 鈿SS3B a 01丁0

12、 玳Tc 比一G P1 EG r IBr 卜鼻show J L3 UUUUUULIUIJBJLiEJLJ BfU 口 LJLJLJL3L3EJILJLJLJLJLJLJ 匚IF一 ！-r 議Eqg：値et雯畫“7和“盯”口仃“切嘰口中Ppm唧mm oUI優(yōu)門tLirrIfln intd書 Limt IAF*rLm：Wj口口口口口口口口口口C口口口口口口口圖3.8四則運算和xAy的計算3.5、開方計算開方的計算可以不用按等號便可直接進行計算和顯示。a于Latwiow的簡易計SO舉-卜I 疔-養(yǎng)和rr：道改痰L時閭h控件引s原1 奔 2howp*J- -.t114* fnJ紳FubP& rtr I

13、 rti J3.6、倒數(shù)計算和開方計算一樣，輸入一個數(shù)便可計算出其倒數(shù)值。馬H工1蟻W直改變5ho詢卜卜慢薑1圖3.7、輸入正負數(shù)界面上有“ +/-”這個按鈕，能夠?qū)ω摂?shù)進行計算。|wfL- !r J ml.圖3.11正負數(shù)運算3.8、去掉小數(shù)點后面0的功能12。使用格式化寫入由于經(jīng)過前面的運算，數(shù)據(jù)后面保持 6位小數(shù)，如12.000000這種情況。為 了和一般所見到的計算器的顯示格式一樣，即將其顯示為 字符串，其格式字符串設(shè)置為#f，%表示格式說明符的開始，#使用格式化函數(shù) 時，該修飾符移除尾部的無效零，如數(shù)值無小數(shù)部分，該修飾符會將有效數(shù)字精 度之外的數(shù)值強制為零，f表示帶小數(shù)格式的浮點數(shù)

14、。去掉小數(shù)點的程序如圖3.12 所示：5+7=12|ftIdb-J frii urm：圖3.12去掉末尾多余的0E卜一尸mg3.9、清除功能（Clear ）清除功能能使各個顯示控件和全局變量恢復到初始化的狀態(tài)，保證后續(xù)計算能夠正確地進行，類似于初始化的功能。如圖3.13所示。gBSEESg+/-DisabledFir 百 tain 円 #0 peraitor|sqrl時聞控件引用焉值 I卜egr|匡卜poinT|hD；ablgdft num 1圈、；】町列心I國i網(wǎng)匹則運算squareI ?disabled-DisabledDisflbled Disabled圖3.13清除功能3.10、退格功

15、能有時候輸入的數(shù)據(jù)并不是我們需要的或者其它的原因需要修改輸入的數(shù)值, 這時候用一個退格功能的按鈕能帶來很大的方便。主要是用到了字符串長度M和截取字符串長度J +. O*#這兩個。如圖3.14所示。d惟，退籽：if改變対間掛牛呂用SHS.aI申四鳳I運苣葉iI3ZZEr fE ttf *1ULTL|_一一N ! 3 UW UTJU F 3 hJL L US WJ3 3 U4 2Ul I 3 U U h圖3.14退格功能4、總結(jié)本程序框圖完成對計算器的兩個輸入數(shù)據(jù)的加、減、乘、除、平方、開方、 倒數(shù)和xAy次幕這八種基本運算。而且對加、減、乘、除四種基本運算實現(xiàn)連續(xù) 運算的功能，能夠?qū)斎氲臄?shù)據(jù)進行退格，并且對顯示的數(shù)據(jù)去掉末尾多余的 0。 還對除法等運算進行除數(shù)的判定，當除數(shù)為 0時候，顯示“除數(shù)不為0！或者 “被開方數(shù)不為負數(shù)！ ”。通過本次實驗對計算器的設(shè)計，增加了我對虛擬儀器設(shè) 計軟件系統(tǒng)的認識，也很感謝文老師課堂上認真的講解， 使得我們同學少走了很 多彎路。參考文獻1陳錫輝丄abview8.20程序設(shè)計從入門到精通M.北京：清華大學出版社，2007.附錄A總程序框圖:1、初始化程序2、總程序LJHLJULJUELJEJLJnLltJLILJELJULJ