基于LABVIEW的簡易計算器設計

1、吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計第1章 緒論虛擬儀器簡介虛擬儀器（virtual instrument）是基于計算機的儀器。計算機和儀器的密切結合是儀器主要是指這種方式。上面的框圖反映了常見的虛擬儀器方案。NI LabVIEW。20 70 領域已經有了相當的發(fā)展。 PC 機出現以后，儀器級的計算機化成為可能，甚至Microsof t Windows NI 公司已經在 Macintosh 計算機上推出了LabVIEW2.0 LabVIEW 2長期、系統(tǒng)、有效的研究開發(fā)使得該公司成為業(yè)界公認的權威。目前 LabVIEW 的最新版本為 LabVIEW2011， LabVIEW 2009

2、為多線程功能添加了更多特性，這種特性在 1998 5 中被初次LabVIEW LabVIEW Real-Time PC 有一些不可避免的弱點。用它構建的虛擬儀器或計算機測試系統(tǒng)性能不可能太高。目前作為計算機化儀器的一個重要發(fā)展方向是制定 VXI 標準，這是一種插卡式的儀器。每一種儀器是一個插卡，為了保證儀器的性能，又采用了較多的硬件，但VXIVXIPXI標準儀器。LabVIEW簡介LabVIEW 是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）CBASIC LabVIEW 與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語第1頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計LabVIEWG編寫程

3、LabVIEWNI控制系統(tǒng)的理想選擇。LabVIEW開發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學家快速構建各種應用所需的所有工具，旨在幫助工程師和科學家解決問題、提高生產力和不斷創(chuàng)新。CBASIC 的函數庫包括數據采集、GPIB及數據存儲，等等。LabVIEW 也有傳統(tǒng)的程序調試工具，如設置斷點、以動畫方式顯示數據及其子程序（VI）的結果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調試。LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineering是一種用圖標代序決定程序執(zhí)行順序，而 LabVIEW VI 及函數的執(zhí)行順序。VI LabVIEW 的程序模塊。LabVIEW 提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器（如

4、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 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。第2頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計第2章 總體設計設計思想創(chuàng)建 3 個字符串顯示控件 num1，num2，num3，其中： 1、第一個輸入數據存儲在 num1 中2、第二個輸入數據存入 num2 中3、將其賦給 num3，并使 num2 為空，以便輸入的數據存入 num24、所有的運算是在 num1 和 num3 間進行5、運算結果都賦給 result，同時賦給 num1，用于下一次的運算.4 c

5、hange，change1，change2，change31、Change 的真假用來判斷是第一個數據還是第二個數據2、change1的功能是在輸入=，運算完后，不需要初始化即可進行下一次運算3、change2用來去掉數據小數末尾的04、change3用來保證backspace鍵僅輸對的數據有效，對運算結果無效.創(chuàng)建 2 個數值顯示控件 type1，type2，并分別在其后面板的屬性數據類型表示法中選擇 U8 其中：1、type1 用來存儲運算符號2、type2 用來保證連續(xù)“+、-、*、/”3result4、result 經過去零處理后得到 result1，將數據顯示在前面板上。設計框圖儲存

6、并顯示輸入運算類型并儲存儲存并顯示輸入運算類型并儲存儲存并顯示進行連續(xù)運算顯示運行結果2-1 程序框圖第3頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計第3章 具體實現過程程序流程圖number1 number2number3number1 中，并顯示，接著進行運算符號的鍵入，最后輸入第二個變量存入number2 result 3-1：開始開始輸入第一個數輸入運算符號YES輸入第二個數按“C”NO結束3-1 程序流程圖第4頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計基本設置前面板的設計和鍵入感應LabVIEW LabVIEW 環(huán)境中可以對這些對象的外觀和屬性進行設

7、計，LabVIEW 提供了非常豐富的界面對象，可以方便地設計出生動、直示器。本程序中控件主要是按鈕，顯示器主要是文本顯示。22 22 按鈕的標簽22 X Y 次方。LabVIEW 的編輯界面。對前面板進行裝飾，裝飾采用修飾中的平面框。具體方式如下：首先建立一個簇，然后在簇中建立23 個布爾量，其中包括0-9 1 小數點鍵，4 個“+、-、*、/”運算鍵，1 個等號鍵，1 個開方鍵，1 個符號轉換鍵，1 個倒數鍵，1 個求百分數鍵，1 個清零鍵，1 個退格鍵，1 3-2 所示：然后通過簇至數組轉換函數如圖 3-3 所示：3-2 前面板圖將簇中元素按產生的順序組成一個一維數組，第18吉林建筑大學城

8、建學院電氣信息工程學院課程設計3-3 鍵入感應過程圖這樣就實現了每個鍵與數字(1-23)1case結構，然后執(zhí)case結構中的程序，至此就完成了對一個鍵的感應過程。運算量的初始變化在運行程序之前，首先對需要用到的變量進行初始化，如圖 3-5 所示：3-5 運算量的初始化圖0display 中的數據，第二個用來存放四則運算的符號，第三個用來前一次運算后輸出的數值，最底下的用來給出控制變量。操作設置數字的輸入由于第一個輸入和第二個輸入所存放的地方不同（第一個存于 num1，第二個存于num2mun32 分支（真、假case第6頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計結構。用 c

9、hange 控制分支的選擇：在 處創(chuàng)建局部變量并轉換為讀入。由于數字的鍵入是數據輸入，change3 用來保證 backspace 鍵僅對輸入的數據有效，故應設置 ?！癱hange result1 result num1 用于即將的運算。的運算，還需用到 change1change2 狀態(tài)。具體的設計如圖 3-6，圖 3-7：圖 3-6 Change 為假時的圖Change 為真時，表示數據的第二次輸入，具體設計如下：圖 3-7Change 為真時的圖第7頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計0的輸入0時，與輸入數字1-900比較，若不等，則將數據直接輸出3-8所示。3-

10、8 00 時圖00 03-9 所示。3-9 00 時圖小數點的輸入3-10 所示程序：第8頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計3-10 判斷小數點的有無圖判斷已輸入的數據中是否含有小數點，若不含有，則執(zhí)行程序“真”，如圖 3-11 所示；3-11 輸入不含小數點時圖若已輸入的數據中含有小數點，則執(zhí)行程序“假”，如圖 3-12 所示。3-12 輸入含小數點圖3.3.4 “+/-”鍵的設計3-13 所示，其中的順序結構為去末尾零和去無關小數點的操作。第9頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計3-13 0 和小數點設計圖四則運算firstrun 條件下的

11、程序，若再將本次的運算符號送入“運算符號”的局部變量，以便于進行下次運算。如圖 3-14 為加法運算圖。3-15：3-14 加法運算圖第10頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計3-16：3-15 減法運算圖3-17：3-16 乘法運算圖3-17 除法運算圖第11頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計等號鍵實現最終的運算結果，將結果進行去零操作后輸出到 display 3-18 所示：3-18 輸出運算結果圖C鍵設計將程序中所有用到的變量均進行復位，達到清零復位的目的，如圖 3-19 所示。圖 3-19 C 鍵設計圖倒數鍵及反號鍵19 3-20：第1

12、2頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計3-20 倒數設計圖20 3-21：3-21 反號設計圖運行調試計算器的加法運算，運算過程為 15+1=6。具體操作過程：用鼠標點擊數字鍵“1” “5”，再點擊常用鍵“+”，然后點擊數字鍵“ 1”，最后點擊“=”運行結果就顯示出來了，如圖 3-22：3-22 第13頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計9-1=8.具體操作過程：用鼠標點擊數字鍵“9”，再點擊常用鍵3-23：3-23 減法運算圖3-242*10=20.字鍵“2”，再點擊常用鍵“*”號鍵，然后點擊數字鍵“1”“0”，最后點擊“=”號鍵，運算 結果就

13、顯示出來了。3-23 乘法運算圖3-259/3=3.鍵“9”，再點擊常用鍵“/”號鍵，然后點擊數字鍵“3”，最后點擊“=”號鍵，運算結果就顯 示出來了。第14頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計3-25 除法運算圖3-26 是計算器的倒數運算，具體過程為用鼠標點擊數字鍵“3再點擊常用鍵“1/x” 鍵最后點擊號鍵，運算結果就顯示出來了。3-26 倒數運算圖第15頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計結論經過演示，本計算機可實現界面上所有按鍵功能。具體操作與 WINDOWS 系統(tǒng)的簡單計算器相同。但由于結構簡單，所以程序框圖不夠簡化，使用比較繁瑣，但不

14、影響使用。LabVIEW 由于 LABVIEW 能夠為用戶提供簡明、直觀、易用的圖形編輯方式，能夠將繁瑣復雜的語言編程簡化成以菜單提示方式選擇功能，與傳統(tǒng)的語言比較，LabVIEW 圖形編輯方式能夠節(jié)省程序的開發(fā)時間。在不久的將來，人們可以LabVIEW 設計的計算器計算LabVIEW 有硬件的支撐，LabVIEW 很多作用都無法實先。第16頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計致謝這次在老師和同學的幫助下完成了本次設計。再次感謝為我提供幫助的老師和同 第17頁 共 18 頁吉林建筑大學城建學院電氣信息工程學院課程設計參考文獻. J. ,2005(6):10-13.,基于LabVIEW J.,2008,(24):135-136.馬銀平，宣亮亮，彭如基于 LabVIEW 的數據采集系統(tǒng)分析與設計電子元器件應用1110期夏俊芳， 周勇， 張平華. 基于虛擬儀器技術的排種器漏播檢測技術J. 華中農業(yè)大學學報,2008,27(4):540-544.劉雁征，滕光輝虛擬儀器技術在設施農業(yè)中的應用現狀及趨勢J.華中農業(yè)大學學報,2004(35):81-86.J.,2003(1):40-43.,北京