LabVIEW設(shè)計(jì)簡易計(jì)算器

1、 虛擬儀器課程設(shè)計(jì) 題 目： 基于LabVIEW的計(jì)算器設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 黃山學(xué)院 專 業(yè)： 自動化 學(xué)生姓名： 張婷婷 學(xué)號： 21306061103 完成時間： 2016 年 4 月 20 日 成 績： 黃山學(xué)院教務(wù)處制原創(chuàng)性聲明茲呈交的設(shè)計(jì)作品，是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的成果。本人在設(shè)計(jì)中參考的其他個人或集體的成果，均在設(shè)計(jì)作品文字說明中以明確方式標(biāo)明。本人依法享有和承擔(dān)由此設(shè)計(jì)作品而產(chǎn)生的權(quán)利和責(zé)任。聲明人（簽名）：年 月 日目錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)41.1 虛擬計(jì)算器功能需求41.2 虛擬計(jì)算器界面設(shè)計(jì)4第二章 總體設(shè)計(jì)52.1 前面板52.2 程序面板5第三章 設(shè)計(jì)步驟73.1 數(shù)

2、字09的鍵入及操作73.2 算數(shù)運(yùn)算符號的鍵入及操作73.3 “=”的鍵入及操作83.4 功能鍵的鍵入及操作8第四章 程序系統(tǒng)調(diào)試104.1 算數(shù)運(yùn)算符功能調(diào)試104.1.1 加法104.1.2 減法104.1.3 乘法104.1.4 除法114.1.5 開根號114.1.6 開方114.2 功能鍵功能調(diào)試124.2.1 AC鍵124.2.2 C鍵12第五章 總結(jié)與心得13第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 虛擬計(jì)算器功能需求本次設(shè)計(jì)項(xiàng)目為基于LabVIEW的簡易計(jì)算器設(shè)計(jì)，顯然需要實(shí)現(xiàn)計(jì)算器的基本功能。例如：加、減、乘、除、開方和開根號等功能。在實(shí)現(xiàn)算數(shù)運(yùn)算功能時需要顯示框顯示用戶輸入的數(shù)據(jù)，且算數(shù)運(yùn)算

3、可以連續(xù)運(yùn)算。這里的連續(xù)運(yùn)算是指可以將上一次運(yùn)算的結(jié)果作為這次運(yùn)算中的數(shù)據(jù)一來進(jìn)行此次運(yùn)算。除了基本運(yùn)算功能，還需要一些功能鍵。具體如下：AC：為了方便下一次運(yùn)行下一次計(jì)算的清空鍵；C：防止誤觸或按錯的撤銷鍵；ON/OFF：開機(jī)/關(guān)機(jī)的鍵。1.2 虛擬計(jì)算器界面設(shè)計(jì)因?yàn)長abVIEW是一款搭建虛擬儀器的軟件，所以在設(shè)計(jì)虛擬計(jì)算器時界面盡可能的緊湊、美化，需要適當(dāng)?shù)男揎梺砻阑菇缑婵雌饋砗陀?jì)算器實(shí)物差別更小。各個按鍵的大小和排布需要按照一定的規(guī)律來安排。具體可以參照個人電腦上的計(jì)算器軟件排布。圖1-1 個人電腦計(jì)算器軟件界面第2章 總體設(shè)計(jì)2.1 前面板創(chuàng)建三個字符串顯示控件，分別用來存儲運(yùn)算數(shù)

4、據(jù)一和數(shù)據(jù)二以及運(yùn)算符號，再創(chuàng)建一個文本顯示框用來存儲運(yùn)算結(jié)果。創(chuàng)建21 個確定按鈕用來表示數(shù)字09，小數(shù)點(diǎn)，按鍵AC，按鍵C，開機(jī)/關(guān)機(jī)鍵，算數(shù)運(yùn)算符號按鍵+、-、X、/、2、sqrt和=。將各按鍵和文本顯示框按照功能更改名稱，按正常順序排列好成計(jì)算器的常規(guī)界面。再在函數(shù)選板里選擇適當(dāng)?shù)男揎楊愋托揎椨?jì)算器界面。由于數(shù)據(jù)一、數(shù)據(jù)二和運(yùn)算符號的字符串顯示控件在計(jì)算器的界面里不需要用到（用戶所輸入的數(shù)據(jù)都由結(jié)果文本框顯示），所以數(shù)據(jù)一、數(shù)據(jù)二和運(yùn)算符號的字符串顯示控件可以隱藏起來，不需要編輯進(jìn)計(jì)算器的界面。具體設(shè)計(jì)成果如下：圖2-1 計(jì)算器界面 2.2 程序面板計(jì)算器程序設(shè)計(jì)中，前面板按鍵分有四種

5、。第一種是數(shù)字09按鍵，數(shù)字09按鍵按下之后結(jié)果文本框需要顯示相應(yīng)數(shù)字且連續(xù)不清零不覆蓋。第二種是算數(shù)運(yùn)算符按鍵，算數(shù)運(yùn)算符按鍵按下后結(jié)果文本框需要清空以便于顯示數(shù)據(jù)二。 圖2-2 數(shù)字鍵 圖2-3 算數(shù)運(yùn)算符 第三種是“=”按鍵，“=”按鍵按下后要查詢之前的算數(shù)運(yùn)算符的類別和用戶按下的數(shù)據(jù)一、數(shù)據(jù)二并進(jìn)行相應(yīng)的算數(shù)運(yùn)算。圖2-4 “=”按鍵第四種就是功能按鍵了，例如本計(jì)算器界面中的按鍵AC、C和ON/OFF，該類按鍵按下后需要執(zhí)行相應(yīng)的快捷功能。例如按鍵C按鍵按下后需要將當(dāng)前輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除一位，也就是回撤一位類似撤銷鍵Ctrl+Z。圖2-5 功能鍵“C”第3章 設(shè)計(jì)步驟3.1 數(shù)字09的

6、鍵入及操作09的鍵入是連續(xù)的大多是連續(xù)鍵入好幾位數(shù)字或者小數(shù)，每一次鍵入的數(shù)字要接上之前鍵入的數(shù)字串所以需要連接字符串控件將該位數(shù)字與之前的數(shù)字串連接并保存在數(shù)據(jù)顯示控件中。數(shù)據(jù)串也需要顯示在結(jié)果文本框中，數(shù)據(jù)串每次改變結(jié)果文本框也需要刷新。數(shù)字鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態(tài)變?yōu)榧俦阌谙乱淮蔚逆I入。下面以數(shù)字0的鍵入為例：圖3-1 數(shù)字0的鍵入3.2 算數(shù)運(yùn)算符號的鍵入及操作當(dāng)算數(shù)運(yùn)算符號中的任意一個按下之后，要將對應(yīng)的運(yùn)算符號存入運(yùn)算符號字符串顯示控件中，以便于后續(xù)運(yùn)算操作查詢。且算數(shù)運(yùn)算符號按下之后代表數(shù)據(jù)一的輸入結(jié)束結(jié)果顯示文本框需要清空為顯示數(shù)據(jù)二做準(zhǔn)備。同樣的，運(yùn)算符號鍵按下后需

7、要軟件自動抬起即按鈕狀態(tài)變?yōu)榧俦阌谙乱淮蔚逆I入。下面以運(yùn)算符號“+”鍵的鍵入為例：圖3-2 運(yùn)算符號“+”鍵的鍵入3.3 “=”的鍵入及操作當(dāng)“=”的按鍵按下，需要處理一系列的操作。首先要查詢用戶鍵入的運(yùn)算符號的類別，確定運(yùn)算符號的類別后要查詢并調(diào)用用戶鍵入的數(shù)據(jù)一和數(shù)據(jù)二并進(jìn)行相應(yīng)的算數(shù)運(yùn)算。運(yùn)算完成后需要清空結(jié)果顯示文本框并將運(yùn)算結(jié)果給結(jié)果顯示文本框顯示。同樣的，“=”鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態(tài)變?yōu)榧俦阌谙乱淮蔚逆I入。圖3-3 “=”鍵的鍵入另外，如果用戶只是輸入了數(shù)據(jù)并未選擇算數(shù)運(yùn)算符號，結(jié)果顯示文本框?qū)@示“error!”表明這是一個非法操作。3.4 功能鍵的鍵入及操作每次計(jì)算

8、器開機(jī)后不可能只進(jìn)行一次運(yùn)算就結(jié)束，所以需要功能鍵AC來清空數(shù)據(jù)一、數(shù)據(jù)二、運(yùn)算符號顯示控件和結(jié)果顯示文本框，為了存儲用戶即將進(jìn)行的下一次運(yùn)算。同樣的，AC鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態(tài)變?yōu)榧俦阌谙乱淮蔚逆I入。圖3-4 AC鍵的鍵入在用戶輸入數(shù)據(jù)中有時候可能會存在該位數(shù)字輸入錯誤的情況，在大位數(shù)據(jù)輸入的前提下使用AC功能鍵直接清空有些不合理會浪費(fèi)用戶的時間而且會降低用戶滿意度，所以在這里C鍵就顯得尤為重要。C鍵的功能就是在用戶輸入數(shù)據(jù)中該位數(shù)字輸入錯誤的情況下按下C鍵可以回撤一位數(shù)字，相當(dāng)于Ctrl+Z鍵。同樣的，C鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態(tài)變?yōu)榧俦阌谙乱淮蔚逆I入。圖3-5 C鍵的

9、鍵入在程序運(yùn)行的狀態(tài)下為了更加接近真實(shí)的計(jì)算器界面，又設(shè)置了ON/OFF鍵用來在程序運(yùn)行的狀態(tài)下關(guān)閉計(jì)算器。按下ON/OFF鍵計(jì)算器終止運(yùn)行，程序關(guān)閉。同樣的，ON/OFF鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態(tài)變?yōu)榧俦阌谙乱淮蔚逆I入。圖3-6 ON/OFF鍵的鍵入第四章 程序系統(tǒng)調(diào)試4.1 算數(shù)運(yùn)算符功能調(diào)試4.1.1 加法 4.1.2 減法 4.1.3 乘法 4.1.4 除法 4.1.5 開根號 4.1.6 開方 4.2 功能鍵功能調(diào)試4.2.1 AC鍵 4.2.2 C鍵 第五章 總結(jié)與心得 與 C 和 BASIC 一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，

10、有一個完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫。LabVIEW的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲，等等。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、以動畫方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序（子VI）的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào) LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而 LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向

11、決定了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。VI指虛擬儀器，是 LabVIEW的程序模塊。  LabVIEW提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器（如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面。用戶界面在 LabVIEW中被稱為前面板。使用圖標(biāo)和連線，可以通過編程對前面板上的對象進(jìn)行控制。這就是圖形化源代碼，又稱G代碼。LabVIEW的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。如果同一個程序需要運(yùn)行于多個硬件設(shè)備之上，也可以優(yōu)先考慮使用LabVIEW。LabVIEW具有良好的平臺一致性。LabVIEW的代碼不需任何修改就可以運(yùn)行在常見的三大臺式機(jī)操作系統(tǒng)上：Windows、Mac OS 及