LABVIEW簡易計算器設(shè)計

西安建筑科技大學(xué)（論文）頁設(shè)計總說明美國國家儀器公司（NationalInstrunentsCorpotion，NI）認(rèn)為，虛擬儀器是由計算機(jī)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(jī)操縱的模塊化儀器系統(tǒng)。虛擬儀器技術(shù)為測試測量和自動化領(lǐng)域帶來了一場革新：虛擬儀器技術(shù)把現(xiàn)成即用的商業(yè)技術(shù)與創(chuàng)新的軟、硬件平臺相集成，從而為嵌入式設(shè)計、工業(yè)控制以及測試和測量提供了一種獨特的解決方案。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。本次課程設(shè)計基于LABVIEW實現(xiàn)具有加減乘除以及開方等簡單運算功能的計算器，總體思路是數(shù)據(jù)的輸入，存儲，以及相應(yīng)運算功能轉(zhuǎn)碼實現(xiàn)，從而達(dá)到數(shù)據(jù)運算的目的。本次設(shè)計運用條件結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)以及層疊式順序結(jié)構(gòu)等實現(xiàn)具體的計算器功能，但只是簡單的設(shè)計，并不能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜多次的重復(fù)性運算,對于這些問題，我會繼續(xù)努力。目錄一．總體設(shè)計思路 3二．前面板的設(shè)計以及變量的初始化操作 42.1設(shè)計前面板操作 42.2各個變量的初始化 4三．?dāng)?shù)據(jù)的輸入確定 63.1.數(shù)據(jù)輸入方式總體思路 63.2數(shù)據(jù)1~9的輸入 73．3數(shù)據(jù)0的輸入 8四．具體運算功能的實現(xiàn) 94.1加減乘除以及開方功能實現(xiàn) 94.2倒數(shù)功能實現(xiàn) 114.3小數(shù)點的操作 124.4停止功能實現(xiàn) 13五．設(shè)計總結(jié) 14六．參考文獻(xiàn) 15一．總體設(shè)計思路首先進(jìn)行第一個數(shù)據(jù)的輸入，本次設(shè)計中定義了三個變量number1number2、以及number3，首次按下的數(shù)據(jù)存入第一個number1中，并顯示，接著進(jìn)行運算符號的鍵入，最后輸入第二個變量存入number2中，最后運算并顯示在結(jié)果result中。具體流程圖設(shè)計如圖1-1注：由于設(shè)計問題，輸錯如果不進(jìn)行清零處理，會造成接下來的運算錯誤。

圖1-1總體流程圖二．前面板的設(shè)計以及變量的初始化操作2.1設(shè)計前面板操作本次設(shè)計的計算器共設(shè)計22個鍵碼，分別為：0～9十個數(shù)字、小數(shù)點、正負(fù)號、加、減、乘、除、等號、倒數(shù)、根號、清零、退格、開方和停止按鈕，還有一個數(shù)據(jù)顯示display。具體設(shè)計如下，如圖2-1所示，其中簇中的鍵碼為21個。圖2-1計算器前面板2.2各個變量的初始化在運行程序之前，首先對需要用到的變量進(jìn)行初始化，以免造成運算出錯或者紊亂，其具體初始化如下圖2-2所示。不同的變量初始化對應(yīng)不同的操作，變量的初始賦值至關(guān)重要，在整個程序設(shè)計中，可以使用變量的相關(guān)將一個可以類似使用的變量相關(guān)聯(lián)，變量越少，程序越易于控制。圖2-2變量初始化流程圖三．?dāng)?shù)據(jù)的輸入確定3.1.數(shù)據(jù)輸入方式總體思路首先，在前面板上建立一個簇，將各個鍵碼編入在后面板中通簇與數(shù)組的轉(zhuǎn)換，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21鍵與數(shù)字(0--20)之間的對應(yīng)。每次按下一個鍵時，通過查找出對應(yīng)的鍵并把結(jié)果(對應(yīng)的數(shù)字)連接到一個case結(jié)構(gòu)，然后執(zhí)行對應(yīng)case結(jié)構(gòu)中的程序，至此就完成了對一個鍵的感應(yīng)過程，其具體如圖3-1圖3-1簇的建立及數(shù)據(jù)輸入圖（注：簇至數(shù)組轉(zhuǎn)換，將相同數(shù)據(jù)類型元素組成的簇轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)類型相同的一維數(shù)組搜索一維數(shù)組，在一維數(shù)組中從開始索引處開始搜索元素。因為搜索是線性的，所以調(diào)用該函數(shù)前不必對數(shù)組排序。找到元素后，LabVIEW會立即停止搜索。）3.2數(shù)據(jù)1~9的輸入 圖3-2a數(shù)字0~9輸入圖圖3-2b數(shù)字0~9輸入圖(注：：將輸入字符串和一維字符串?dāng)?shù)組連接成輸出字符串。對于數(shù)組輸入，該函數(shù)連接數(shù)組中的每個元素。右鍵單擊函數(shù)，從快捷菜單中選擇添加輸入，或調(diào)整函數(shù)大小，均可向函數(shù)增加輸入端數(shù)值至十進(jìn)制數(shù)字符串轉(zhuǎn)換，將數(shù)字轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)組成的字符串，至少為寬度個字符，如有需要，還可適當(dāng)加寬。如數(shù)字為浮點數(shù)或定點數(shù)，轉(zhuǎn)換之前將被舍入為64位整數(shù)。)3．3數(shù)據(jù)0的輸入圖3-3a數(shù)字0輸入圖圖3-3b數(shù)字0輸入圖四．具體運算功能的實現(xiàn)4.1加減乘除以及開方功能實現(xiàn)圖4-1減法實現(xiàn)圖圖4-2除法實現(xiàn)圖圖4-3乘法實現(xiàn)圖圖4-4加法實現(xiàn)圖圖4-5開方實現(xiàn)圖4.2倒數(shù)功能實現(xiàn)圖4-6倒數(shù)實現(xiàn)圖（注：分?jǐn)?shù)/指數(shù)字符串至數(shù)值轉(zhuǎn)換，從偏移量位置開始，將字符串中的下列字符：0-9、加號、減號、e、E、小數(shù)點（通常是句點）解析為工程、科學(xué)或分?jǐn)?shù)格式的浮點數(shù)，在數(shù)字中返回。連線板可顯示該多態(tài)函數(shù)的默認(rèn)數(shù)據(jù)類型。數(shù)值至小數(shù)字符串轉(zhuǎn)換，將數(shù)字轉(zhuǎn)換為小數(shù)（分?jǐn)?shù)）格式的浮點型字符串，至少為寬度個字符，如有需要，還可適當(dāng)加寬。連線板可顯示該多態(tài)函數(shù)的默認(rèn)數(shù)據(jù)類型）4.3小數(shù)點的操作圖4-7a小數(shù)點操作實現(xiàn)圖圖4-7b小數(shù)點操作實現(xiàn)圖判斷已輸入的數(shù)據(jù)中是否含有小數(shù)點，若不含有，則執(zhí)行程序，將數(shù)據(jù)和小數(shù)點進(jìn)行連接，如圖a，若其中已經(jīng)含有，則不進(jìn)行數(shù)據(jù)和小數(shù)點的連接操作，如圖b。4.4停止功能實現(xiàn)圖4-8a停止功能實現(xiàn)圖圖4-8b停止功能實現(xiàn)圖五．設(shè)計總結(jié)此次設(shè)計應(yīng)用labview的多種結(jié)構(gòu)以及控件實現(xiàn)簡單計算器的功能，但是設(shè)計并不十分完善，例如實現(xiàn)運算時只能實現(xiàn)簡單的一次加減運算，如果一次計算結(jié)束后沒有進(jìn)行清零處理，會造成運算結(jié)果錯誤，所以只是簡單的計算。由于設(shè)計是先進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入再進(jìn)行相應(yīng)的運算操作，所以輸入的如果不是數(shù)據(jù)線輸入，就會造成運算結(jié)果出錯。停止和顯示是單獨放在簇外面進(jìn)行處理，當(dāng)遇到停止按鈕按下時，首先文本提示，再確定是否進(jìn)行停止計算器操作。本次課程設(shè)計，開始設(shè)計的時候我只是簡單的以為只要運用一個函數(shù)編輯器進(jìn)行加減乘除設(shè)計，然后調(diào)用子VI再編輯面板就可以了，但經(jīng)過上網(wǎng)找資料，才發(fā)現(xiàn)每個數(shù)字鍵或者運算符鍵的對應(yīng)并不是一件簡單的事，經(jīng)過資料搜集以及討論，我們才明白原來鍵碼的確定十分復(fù)雜，開始我把文本顯示放在簇中，會出現(xiàn)連線錯誤，后來就把文件顯示和停止直接放在簇外進(jìn)行設(shè)計了，可能面板會比較繁瑣一點，我以后會努力改進(jìn)的。還有此次課程設(shè)計中也遇見了很多的問題，運用了很多的結(jié)構(gòu)，后面板的設(shè)計經(jīng)常出現(xiàn)問題，諸多的結(jié)構(gòu)以及初始化值的確定都出現(xiàn)了很多的錯誤，經(jīng)過這次課設(shè)，學(xué)到了很多老師上課書本沒有涉及到的東西，譬如小數(shù)點的輸入確定，用的是字符串的連接控件實現(xiàn)，我還深切地體會到可能身邊很小的一