labview計(jì)算器、xy記錄儀及溫度測(cè)量?jī)x表程序

1、1061112051120121725吳進(jìn)軍2任務(wù)一 簡(jiǎn)易計(jì)算器任務(wù)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除、取負(fù)、求倒、開方等運(yùn)算的簡(jiǎn)易計(jì)算器。 計(jì)算器前面板如右圖所示。3流程圖：4設(shè)計(jì)思路 前面板的按鍵經(jīng)過響應(yīng)，判斷是哪個(gè)按鍵并進(jìn)行相應(yīng)的操作，將結(jié)果顯示出來。 為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，建立一個(gè)簇，在簇內(nèi)添加了22個(gè)確定按鈕并進(jìn)行排序。在后面板中，將該簇轉(zhuǎn)換成一維數(shù)組以能夠進(jìn)行搜索，將索引作為條件結(jié)構(gòu)分支選擇器，在條件結(jié)構(gòu)的不同分支進(jìn)行相應(yīng)的操作。 由于顯示最新數(shù)據(jù)之前，要進(jìn)行多零處理，因此添加一個(gè)多零處理模塊。 為了使程序更完善，還添加了四個(gè)布爾控件，分別用于確定輸入的是第一個(gè)還是第二個(gè)數(shù)據(jù)、處理多

2、零問題、使backspace僅針對(duì)輸入以及保證計(jì)算的連續(xù)性。另外又添加了兩個(gè)數(shù)值顯示控件，用來儲(chǔ)存運(yùn)算符號(hào)和保證運(yùn)算的連續(xù)性。5設(shè)計(jì)步驟：前面板操作1、建一個(gè)簇，簇里面放置22個(gè)確定按鈕，包括“0-9”、“+”、“-”、“*”、“/”、“.”、“+/-”、“1/x”、“=”、“”、“”、“C”以及“CE”；（顯示）2、放置一個(gè)字符串顯示控件；（顯示）3、添加一個(gè)確定按鈕作為開關(guān)；（顯示）4、設(shè)置4個(gè)開關(guān)按鈕 ，功能分別為確定輸入第一個(gè)數(shù)還是第二個(gè)數(shù)、保證計(jì)算的連續(xù)性、處理多零現(xiàn)象以及使只適用于輸入；（隱藏）5、設(shè)置5個(gè)字符串顯示控件，分別顯示輸入的第一個(gè)數(shù)據(jù)（參與運(yùn)算的第一個(gè)數(shù)字）、輸入的第二

3、個(gè)數(shù)據(jù)、參與運(yùn)算的第二個(gè)數(shù)字、初始結(jié)果以及最終結(jié)果；（隱藏）6、設(shè)置兩個(gè)數(shù)字顯示控件（表示法設(shè)為U8），功能是儲(chǔ)存運(yùn)算符號(hào)（實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)索引）和保證運(yùn)算的連續(xù)性。（隱藏）60、按鍵的輸入和響應(yīng)：通過簇變數(shù)組和搜索一維數(shù)組函數(shù)得到索引，用條件結(jié)構(gòu)判斷，針對(duì)不同的索引進(jìn)行不同的操作，這樣就感應(yīng)到了按鍵。具體實(shí)現(xiàn)如右圖所示。后面板操作71、默認(rèn)狀態(tài)為了防止沒有按鍵時(shí)，仍然不停響應(yīng)上一次所按的鍵，應(yīng)該設(shè)置默認(rèn)狀態(tài)（不按鍵）時(shí)，不進(jìn)行任何處理。82、數(shù)字0的輸入：因?yàn)?比較特殊（涉及多零問題），因此單獨(dú)處理。當(dāng)輸入第二個(gè)數(shù)時(shí)：首先確定是否加0（根據(jù)是否等于0）910然后及時(shí)將得到的新數(shù)字賦給參與運(yùn)算的第

4、二個(gè)數(shù)字11同時(shí)不能丟失了已經(jīng)輸入的運(yùn)算符號(hào)12輸入第一個(gè)數(shù)時(shí)：首先確定是否加0（根據(jù)是否等于0）13由于輸入第一個(gè)參與運(yùn)算的數(shù)字時(shí)，之前并未輸入運(yùn)算符號(hào)或之前輸入的運(yùn)算符號(hào)不再使用，因此不必存儲(chǔ)運(yùn)算符號(hào)143、1-9的輸入輸入第二個(gè)數(shù)時(shí)：除了多零問題有些區(qū)別外，其它的程序就自然寫出來了新數(shù)據(jù)的獲得是通過字符串實(shí)現(xiàn)的，因此要進(jìn)行字符串與數(shù)值的轉(zhuǎn)換（“數(shù)值到十進(jìn)制字符串”控件），輸入之后要進(jìn)行簡(jiǎn)單的多零處理（采用條件結(jié)構(gòu)判斷）151617輸入第一個(gè)數(shù)時(shí)：這里用到“保證計(jì)算的連續(xù)性”，是為了在前一次計(jì)算結(jié)束（按了等于號(hào)）后，不需要再次清零即可進(jìn)行下一次的運(yùn)算18194、加減乘除的輸入在運(yùn)算時(shí)，防止

5、默認(rèn)情況下總是進(jìn)行加減乘除中的一種運(yùn)算，設(shè)置了默認(rèn)分支，值為0是因?yàn)槌跏蓟O(shè)為0.這里還用到“分?jǐn)?shù)/指數(shù)字符串到數(shù)值”和“數(shù)值到小數(shù)字符串”兩個(gè)控件。下圖是默認(rèn)情況20加法：21減法：22乘法：23除法：進(jìn)行除法運(yùn)算時(shí)要考慮除數(shù)是否為0的情況24255、等號(hào)的輸入鍵入等號(hào)后和鍵入運(yùn)算符號(hào)后的處理大體一致，這里用到儲(chǔ)存運(yùn)算符號(hào)，是因?yàn)橹蟆氨ＷC運(yùn)算的連續(xù)性”會(huì)被清零，以防止等號(hào)之后輸入新符號(hào)出錯(cuò)（多運(yùn)算一次）26加法：27減法：28乘法：29除法：3031此處不將”儲(chǔ)存運(yùn)算符號(hào)“清零，保證等號(hào)之后，可以多次按等號(hào)計(jì)算下去326、小數(shù)點(diǎn)的輸入輸入第二個(gè)數(shù)時(shí)：輸入小數(shù)點(diǎn)時(shí)，要處理數(shù)據(jù)中已有小數(shù)點(diǎn)的情

6、況33343536輸入第一個(gè)數(shù)時(shí)：37387、backspace輸入第二個(gè)數(shù)時(shí)：3940輸入第一個(gè)數(shù)時(shí)：4142438、C鍵449、CE鍵輸入第二個(gè)數(shù)時(shí)：454647輸入第一個(gè)數(shù)時(shí)：4810、開方開方時(shí)針對(duì)開方數(shù)是否為負(fù)進(jìn)行不同處理495011、求倒求倒時(shí)針對(duì)分母（除數(shù)）是否為0，進(jìn)行不同處理515212、取負(fù)5313、多零處理模塊54555614、數(shù)據(jù)顯示每次大的循環(huán)（每次按鍵），要進(jìn)行三個(gè)模塊的處理，第一個(gè)是主模塊，對(duì)輸入的內(nèi)容進(jìn)行主要的直接處理；第二個(gè)是多零處理模塊，對(duì)主模塊處理后得到的初始結(jié)果進(jìn)行多零處理；第三個(gè)是顯示模塊，實(shí)時(shí)顯示最新得到的數(shù)據(jù)5715、整體框圖58實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問

7、題及解決辦法1、雖然進(jìn)行了多零處理，但是多零現(xiàn)象仍然存在。錯(cuò)誤：多零處理，在截取字符串后，應(yīng)將最右的數(shù)字與0比較。修改之前，連接在“剩余長(zhǎng)度”接線端，以致將左半段與0比較。修改：連接在“偏移量”接線端。592、進(jìn)行一次簡(jiǎn)單計(jì)算按了等號(hào)得出結(jié)果后，再按等號(hào)進(jìn)行的總是加法或則不再進(jìn)行運(yùn)算。錯(cuò)誤：在按了等號(hào)之后，對(duì)“保證運(yùn)算的連續(xù)性”及“儲(chǔ)存運(yùn)算符號(hào)”均清零或均不做改變。修改：僅對(duì)“保證運(yùn)算的連續(xù)性”清零。而這樣做之后，“儲(chǔ)存運(yùn)算符號(hào)”確實(shí)起到了儲(chǔ)存的作用。并補(bǔ)加默認(rèn)分支，防止誤操作。603、輸入的數(shù)在進(jìn)行下一個(gè)操作時(shí)，失去小數(shù)部分，計(jì)算得到的結(jié)果也沒有小數(shù)部分。錯(cuò)誤：選用了錯(cuò)誤的數(shù)值與字符串轉(zhuǎn)換函

8、數(shù)。61實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得：步步為營(yíng)：完成計(jì)算器這樣一個(gè)較大的項(xiàng)目，不可能一步登天。需要我們有一個(gè)整體的思路，然后按著計(jì)劃一步一個(gè)腳印地前進(jìn)，將計(jì)算器的功能變得越來越強(qiáng)大！對(duì)癥下藥：實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了各種各樣的問題，這些問題并不會(huì)單純地集中在一處。我們需要不斷地調(diào)試，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)象，思考可能出現(xiàn)的問題。盡善盡美：沒有最完美，只有更完美。就像每一款投入市場(chǎng)的軟件，需要經(jīng)常更新、打補(bǔ)丁以修復(fù)bug一樣。盡管我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算器的基本功能，然而它還會(huì)在用戶使用過程中出現(xiàn)各種問題，這些問題需要我們持著盡善盡美的態(tài)度來解決。62任務(wù)二 XY記錄儀任務(wù)要求：用DAQ助手設(shè)計(jì)一個(gè)可以采集兩通道連續(xù)數(shù)據(jù)的程序，并顯示為X

9、Y波形圖。程序可以對(duì)波形清零、保存和讀取。記錄儀前面板如右圖所示。63流程圖：64設(shè)計(jì)思路 利用DAQ助手，將采集到的兩通道的數(shù)據(jù)經(jīng)過兩個(gè)索引后分別添加到數(shù)組一、二當(dāng)中，并將兩數(shù)組綁定成簇顯示在XY波形圖中。 為了在開關(guān)為真時(shí)可以清零，使循環(huán)的終止條件“與”上了清零，并在之后進(jìn)行判斷是否清零以進(jìn)行操作。 開關(guān)為假時(shí)，則可以清零、保存和讀取。 65設(shè)計(jì)步驟：1、放置一個(gè)xy圖控件；（顯示）2、放置2個(gè)開關(guān)按鈕，功能分別為控制波形記錄的開始/停止和波形的清零；（顯示）3、放置3個(gè)確定按鈕，功能分別為記錄儀的電源和波形的保存讀取；（顯示）4、放置一個(gè)物理通道；（顯示）5、放置兩個(gè)數(shù)組顯示控件；（隱藏

10、）前面板操作66后面板操作開關(guān)為真時(shí)，首先進(jìn)行下面的程序。開關(guān)、關(guān)機(jī)和清零決定循環(huán)進(jìn)行下去與否。采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過兩次索引得到兩個(gè)單數(shù)據(jù)，分別插入到已經(jīng)得到的兩數(shù)組中。兩數(shù)組綁定成簇顯示在xy中。1、采集并顯示數(shù)據(jù)67為了實(shí)現(xiàn)在開關(guān)打開時(shí)能夠清零，就要在清零時(shí)中斷循環(huán)（如前所說）。循環(huán)結(jié)束，進(jìn)行下面程序，得知循環(huán)中斷原因，決定是否清零。清零后，未將開關(guān)置假，因此可以馬上重新采集數(shù)據(jù)（若是不想，可以根據(jù)實(shí)際情況添加一定的延時(shí)）68697071外部清零程序（即開關(guān)為假時(shí)的清零程序） 2、外部清零模塊7273743、保存和讀取模塊75764、整體框圖77實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法1、清零不徹底，存

11、在“殘余”，且殘余多種多樣。錯(cuò)誤：如上方左面兩圖所示，得到的xy波形圖留著小尾巴。最初沒留意，認(rèn)為沒什么，后來發(fā)現(xiàn)尾巴的形狀、大小并不固定，會(huì)隨著清零常量的重建而改變。修改：后來經(jīng)過思考，認(rèn)為在清零初始化那里出現(xiàn)了問題。然而初始化時(shí)建立了常量，表面看與0常量無(wú)區(qū)別，實(shí)際上那些沒有看到的數(shù)組元素或簇元素并不是0。最后想到建立一個(gè)數(shù)組常量，將零元素放入，實(shí)現(xiàn)了初始化為0。如右面兩圖所示。782、無(wú)法實(shí)現(xiàn)隨時(shí)清零，即僅在開關(guān)為假時(shí)才可以清零。79錯(cuò)誤：沒有考慮開關(guān)為真時(shí)的清零問題。修改：嘗試過清零模塊直接植入循環(huán)中、清零變量與開關(guān)共同決定循環(huán)開始與否、清零之后對(duì)for循環(huán)次數(shù)或已執(zhí)行次數(shù)進(jìn)行修正等各

12、種方案，均告失敗。源于循環(huán)一旦開始，以上方案不能終止。最終方案如上頁(yè)圖所示。將開關(guān)并為循環(huán)終止決定條件之一，并在循環(huán)結(jié)束之后判斷終止原因，對(duì)不同原因進(jìn)行不同操作。80實(shí)驗(yàn)總結(jié)和心得：每一次失敗的嘗試都讓我更靠近成功：為了實(shí)現(xiàn)開關(guān)打開狀態(tài)可以清零，我嘗試各種方案，后來想想這些方案很錯(cuò)，簡(jiǎn)直大錯(cuò)特錯(cuò)。然而我們不能回避這些錯(cuò)誤，因?yàn)榉稿e(cuò)表示不懂。每一次愚蠢的錯(cuò)誤都讓我對(duì)于程序有了更深的理解，也更靠近成功。細(xì)節(jié)決定成?。寒?dāng)時(shí)，清零初始化，直接選擇簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單地建立了一個(gè)看起來和零常量無(wú)區(qū)別的常量（實(shí)際可能是0.112什么的，因?yàn)閷挾炔粔颍?shù)點(diǎn)之后沒顯示出來），導(dǎo)致后來廢了好大勁才找到原因。不要忽略小錯(cuò)誤

13、，因?yàn)樗赡苁莻€(gè)大錯(cuò)誤：建立的常量因?yàn)樵鼐^小，看起來跟清零差不多，于是忽略了好多次。然而當(dāng)這個(gè)常量隨機(jī)成一個(gè)大值時(shí)，這個(gè)錯(cuò)誤可能就會(huì)很嚴(yán)重。81任務(wù)三 溫度測(cè)量?jī)x表任務(wù)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)溫度測(cè)量?jī)x表，與硬件結(jié)合，可以將外界溫度轉(zhuǎn)換成電壓值，采集電壓值并將其轉(zhuǎn)換為溫度值，進(jìn)行記錄。要求程序框圖可以對(duì)溫度數(shù)據(jù)保存和讀取，并能在溫度過高和過低時(shí)終止程序。溫度測(cè)量?jī)x表前面板如右圖所示。82流程圖：83設(shè)計(jì)思路 利用DAQ助手，將采集到的單通道數(shù)據(jù)添加到數(shù)組中，然后將數(shù)組顯示在波形圖中并記錄在表格內(nèi)。 開關(guān)為假時(shí)，可以保存數(shù)據(jù)到表格和讀取數(shù)據(jù)到表格。 84設(shè)計(jì)步驟：前面板操作1、放置一個(gè)波形圖，實(shí)時(shí)顯示

14、并記錄溫度數(shù)據(jù)；（顯示）2、放置4個(gè)豎直輸入控件，分別用來輸入最高溫度、最低溫度、采樣頻率和次數(shù)；（顯示）3、放置一個(gè)垂直遙感開關(guān)和三個(gè)圓形指示燈，三個(gè)指示燈分別用來顯示是否正在采集數(shù)據(jù)和溫度是否太高或太低；（顯示）4、放置一個(gè)溫度計(jì)；（顯示）5、放置兩個(gè)確定按鈕，功能是保存和讀取數(shù)據(jù)；（顯示）6、放置一個(gè)水平刻度條，顯示采集進(jìn)度；（顯示）7、放置一個(gè)表格顯示控件，記錄采集到的數(shù)據(jù)；（顯示）8、放置一個(gè)字符串顯示控件，用來顯示當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間。（顯示）85后面板操作1、采集并顯示數(shù)據(jù)86872、保存模塊88 3、讀取模塊894、整體程序框圖90實(shí)驗(yàn)總結(jié)和心得刪繁就簡(jiǎn)：當(dāng)時(shí)為保存數(shù)據(jù)，建立了兩個(gè)數(shù)組，一個(gè)用于實(shí)時(shí)顯示在波形圖中，另一個(gè)用來存在表格里。精簡(jiǎn)后僅保留了一個(gè)數(shù)組。91課程建議1、減少使用課件甚至不用課件進(jìn)行講授。原因：課件呈現(xiàn)了太多文字化的內(nèi)容，且內(nèi)容死板