基于labview的計(jì)算器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　課程結(jié)課設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　班級(jí)： </p><p>　　姓名: </p><p>　　題目： 基于LABVIEW的簡(jiǎn)易計(jì)算器設(shè)計(jì) </p><p>　　2016年 11 月 3日&l

2、t;/p><p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　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(tái)相集成，從而為嵌入式設(shè)計(jì)、工業(yè)控制以及測(cè)試和測(cè)量提供了一種獨(dú)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(kāi)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(shì)。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是基于LA

3、BVIEW所設(shè)計(jì)的計(jì)算器，目的是為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)之間的加、減、乘、除四則運(yùn)算及開(kāi)方、求倒、取負(fù)運(yùn)算，達(dá)到簡(jiǎn)易計(jì)數(shù)器的功能。編程的思想是完成一種運(yùn)算的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是：輸入第一個(gè)數(shù)，存儲(chǔ)并顯示；輸入要進(jìn)行運(yùn)算的類型并存儲(chǔ)；輸入第二個(gè)數(shù)，存儲(chǔ)并顯示；按“=”運(yùn)算或者按其它運(yùn)算符號(hào)進(jìn)行連續(xù)的運(yùn)算時(shí)顯示運(yùn)算結(jié)果。</p><p>　　關(guān)鍵詞：LABVIEW；計(jì)算器；四則運(yùn)算；函數(shù)功能</p><p>

4、;<b>　　ABSTRACT </b></p><p>　　This experiment is to realize the sum of two Numbers, subtract, multiply, divide and root, then pour, simple operation, to bear the calculator. Programming is a compl

5、ete thoughts of the operation process is complet,the number, storage and input to the input operations and storage input number of the second type, storage and press "=" or by other operations symbol continuous

6、 operation result shows.</p><p>　　KEY WORDS：LABVIEW；Calculator；Arithmetic；Function</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言5</b></p><p>　　2 總體設(shè)計(jì)方案

7、6</p><p>　　2.1 程序流程圖7</p><p>　　2.2 簇中的各元素在條件結(jié)構(gòu)中代表的序號(hào)7</p><p>　　2.3 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程8</p><p>　　2.3.1 前面板設(shè)計(jì)及鍵入感應(yīng)8</p><p>　　2.3.2 運(yùn)算變量的初始化9</p><p>　　

8、2.3.3 數(shù)字1--9的輸入9</p><p>　　2.3.4 數(shù)字0的輸入10</p><p>　　2.3.5 小數(shù)點(diǎn)的輸入11</p><p>　　2.3.6 結(jié)果去零操作12</p><p>　　2.3.7 “+/-”鍵的設(shè)計(jì)13</p><p>　　2.3.8 “+、-、*、/”四則運(yùn)算13<

9、;/p><p>　　2.3.9 等號(hào)鍵14</p><p>　　2.3.10 百分?jǐn)?shù)運(yùn)算14</p><p>　　2.3.11 開(kāi)方運(yùn)算14</p><p>　　2.3.12 取倒數(shù)運(yùn)算15</p><p>　　2.3.13 退格鍵的設(shè)計(jì)15</p><p>　　2.3.14 清零鍵的設(shè)計(jì)

10、16</p><p>　　2.3.15 停止鍵16</p><p><b>　　3 結(jié)論17</b></p><p><b>　　致 謝18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>　　附錄

11、19</b></p><p>　　基于LABVIEW的簡(jiǎn)易計(jì)算器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是基于LabVIEW虛擬儀器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)踐等原理與技術(shù)而設(shè)計(jì)的計(jì)算器，可以用來(lái)模擬真實(shí)計(jì)算器而進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的基本運(yùn)算。虛擬儀器的起源可以追溯到20世紀(jì)70年代，“虛擬”的含義主要是強(qiáng)調(diào)

12、軟件在儀器中的作用，體現(xiàn)了虛擬儀器與主要通過(guò)硬件實(shí)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(duì)于虛擬儀器的概念還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instrunents Corpotion ，NI）認(rèn)為，虛擬儀器是由計(jì)算機(jī)硬件資源、模塊化儀器硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過(guò)程通信及圖形用戶界面的軟件組成的測(cè)控系統(tǒng)，是一種計(jì)算機(jī)操縱的模塊化儀器系統(tǒng)。使用虛擬儀器技術(shù)，工程師可以利用圖形化開(kāi)發(fā)軟

13、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(shì)。 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)的計(jì)算器是利用虛擬儀器技術(shù)而完成的，可以完成利用計(jì)算器可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的四則運(yùn)算、可以進(jìn)行平方、開(kāi)根號(hào)和倒數(shù)運(yùn)算、計(jì)算器可以進(jìn)行清零和關(guān)閉計(jì)算器操作、在輸入數(shù)據(jù)時(shí)不慎將某個(gè)數(shù)字輸錯(cuò)可以運(yùn)用BackSpace清除該值等一些基本簡(jiǎn)單的運(yùn)算。</p><p><b>　　2 總體設(shè)計(jì)方案<

14、;/b></p><p>　　完成標(biāo)準(zhǔn)型計(jì)算器的一般功能。設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 程序框圖</p><p><b>　　2.1 程序流程圖</b></p><p>　　圖2-2 程序流程圖</p><p>　　2.2 簇中的各元素在條件結(jié)構(gòu)中代表的序號(hào)<

15、;/p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　2.3 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程</p><p>　　2.3.1 前面板設(shè)計(jì)及鍵入感應(yīng)</p><p>　　首先建立一個(gè)簇　　，然后在簇中建立23個(gè)布爾量，其中包括0--9十個(gè)數(shù)字鍵，1個(gè)小數(shù)點(diǎn)鍵，4個(gè)“+、-、*、/”運(yùn)算鍵，1個(gè)等號(hào)鍵，1個(gè)開(kāi)方鍵，1個(gè)符號(hào)轉(zhuǎn)換鍵，1個(gè)

16、倒數(shù)鍵，1個(gè)求百分?jǐn)?shù)鍵，1個(gè)清零鍵，1個(gè)退格鍵，1個(gè)退出鍵。如圖2-3所示：</p><p><b>　　圖2-3 前面板</b></p><p>　　然后通過(guò)簇至數(shù)組轉(zhuǎn)換函數(shù)　　將簇中元素按產(chǎn)生的順序組成一個(gè)一維數(shù)組，如圖2-4所示： </p><p>　　圖2-4 鍵入感應(yīng)過(guò)程</p><p>　　這樣就實(shí)現(xiàn)了每個(gè)鍵

17、與數(shù)字(1--23)之間的對(duì)應(yīng)。每次按下一個(gè)鍵時(shí)，通過(guò)搜索一維數(shù)組函數(shù)　　查找出對(duì)應(yīng)的鍵并把其加1后對(duì)應(yīng)的數(shù)字連接到一個(gè)case結(jié)構(gòu)，然后執(zhí)行對(duì)應(yīng)case結(jié)構(gòu)中的程序，至此就完成了對(duì)一個(gè)鍵的感應(yīng)過(guò)程。</p><p>　　2.3.2 運(yùn)算變量的初始化</p><p>　　在運(yùn)行程序之前，首先對(duì)需要用到的變量進(jìn)行初始化，如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5

18、 運(yùn)算變量的初始化</p><p>　　在沒(méi)有鍵按下的情況下，數(shù)值顯示控件顯示的是0。從上到下的寄存器功能依次為：最上面的用來(lái)存儲(chǔ)display中的數(shù)據(jù)，第二個(gè)用來(lái)存放四則運(yùn)算的符號(hào)，第三個(gè)用來(lái)前一次運(yùn)算后輸出的數(shù)值，最底下的用來(lái)給出控制變量。</p><p>　　2.3.3 數(shù)字1--9的輸入</p><p>　　以數(shù)字“1”為例，當(dāng)?shù)谝淮屋斎霐?shù)字“1”后，波爾量

19、為真，進(jìn)入case結(jié)構(gòu)，將1輸出到display中，波爾量變?yōu)榧?，如圖2-6所示。</p><p>　　圖2-6 輸入數(shù)字1時(shí)</p><p>　　若再次輸入1，為避免出現(xiàn)01這樣的字符串，先判斷之前顯示的數(shù)據(jù)是否為0，若為0，則直接輸出1，如圖2-7所示。</p><p>　　圖2-7 輸入第一個(gè)數(shù)字為0時(shí)</p><p>　　若不為0，則

20、將這兩次輸入的數(shù)據(jù)通過(guò)連接字符串函數(shù)連接到一起，在display中輸出。數(shù)字2到9也是同樣的道理，如圖2-8所示。</p><p>　　圖2-8 輸入第一個(gè)數(shù)字不為0時(shí)</p><p>　　2.3.4 數(shù)字0的輸入</p><p>　　當(dāng)?shù)谝淮屋斎?時(shí)，與輸入數(shù)字1-9的情況相同，現(xiàn)在就零輸入時(shí)的多零問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)。雖然以多個(gè)零開(kāi)頭不影響輸出的結(jié)果，但考慮到顯示形式的

21、正確性，只在小數(shù)點(diǎn)前顯示一個(gè)零。當(dāng)數(shù)據(jù)輸入后，通過(guò)連接字符與00比較，若不等，則將數(shù)據(jù)直接輸出如圖2-9所示。</p><p>　　圖2-9 輸入不是00時(shí)</p><p>　　當(dāng)數(shù)據(jù)輸入后，通過(guò)連接字符與00比較，若相等，則直接輸出0，如圖2-10所示。</p><p>　　圖2-10 輸入是00時(shí)</p><p>　　2.3.5 小數(shù)點(diǎn)的

22、輸入</p><p>　　在小數(shù)點(diǎn)的輸入時(shí)，最多只能顯示出一個(gè)。若直接點(diǎn)擊小數(shù)點(diǎn)，則以“0.”輸出。若之前已輸入數(shù)據(jù)，此時(shí)再輸入小數(shù)點(diǎn)首先利用如圖2-11所示程序</p><p>　　圖2-11 判斷小數(shù)點(diǎn)的有無(wú)</p><p>　　判斷已輸入的數(shù)據(jù)中是否含有小數(shù)點(diǎn)，若不含有，則執(zhí)行程序“真”，如圖2-12所示； </p><p>　　圖2-

23、12 輸入不含小數(shù)點(diǎn)時(shí)</p><p>　　若已輸入的數(shù)據(jù)中含有小數(shù)點(diǎn)，則執(zhí)行程序“假”，如圖2-13所示。</p><p>　　圖2-13 輸入含有小數(shù)點(diǎn)</p><p>　　2.3.6 結(jié)果去零操作</p><p>　　在進(jìn)行“+、-、*、/”運(yùn)算及取負(fù)，取百分?jǐn)?shù)，去倒數(shù)，開(kāi)放運(yùn)算之后程序默認(rèn)為以保留6位小數(shù)的形式輸出。而為了顯示結(jié)果的簡(jiǎn)

24、便，將末位不影響結(jié)果的零及小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行省略。利用層疊式順序結(jié)構(gòu)，首先將得出的結(jié)果經(jīng)過(guò)N-1位的偏移后與零進(jìn)行比較，若相等，則進(jìn)行去零操作，運(yùn)用while循環(huán)結(jié)構(gòu)，直至末位數(shù)字不為零，循環(huán)結(jié)束（如圖2-14------上圖表示末位為零，下圖表示末位不為零）。</p><p>　　圖2-14 去0操作</p><p>　　在進(jìn)行去零操作之后，進(jìn)行層疊式順序結(jié)構(gòu)的第二層，對(duì)無(wú)關(guān)的小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行清除（如

25、圖2-15------上圖表示末位為小數(shù)點(diǎn)，下圖表示末位不是小數(shù)點(diǎn)）。</p><p>　　圖2-15 去多余小數(shù)點(diǎn)操作</p><p>　　2.3.7 “+/-”鍵的設(shè)計(jì)</p><p>　　首先進(jìn)行掃描字符串，將字符串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)值數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)取負(fù)數(shù)后再轉(zhuǎn)換為字符串形式輸出。如圖2-16所示，其中的順序結(jié)構(gòu)為去末尾零和去無(wú)關(guān)小數(shù)點(diǎn)的操作。</p>&

26、lt;p>　　圖2-16 去0和小數(shù)點(diǎn)操作</p><p>　　2.3.8 “+、-、*、/”四則運(yùn)算</p><p>　　以加法為例，當(dāng)簇中輸出的數(shù)據(jù)表示進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)，程序進(jìn)入五層的層疊式順序結(jié)構(gòu)，首先將字符串進(jìn)行掃描，轉(zhuǎn)換為數(shù)值變量，如圖2-17所示。</p><p>　　圖2-17 掃描字符串并轉(zhuǎn)換為數(shù)值變量</p><p>　

27、　之后，對(duì)之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，以保證連續(xù)運(yùn)算時(shí)得到正確的結(jié)果：當(dāng)?shù)谝淮屋斎霑r(shí)，默認(rèn)進(jìn)行firstrun條件下的程序，如圖2-18所示。</p><p>　　圖2-18 默認(rèn)條件下的程序</p><p>　　若以前已有運(yùn)算，以減法為例，先將之前的兩個(gè)數(shù)進(jìn)行相減運(yùn)算，并進(jìn)行去零操作，之后再將本次的運(yùn)算符號(hào)送入“運(yùn)算符號(hào)”的局部變量，以便于進(jìn)行下次運(yùn)算，如圖2-19所示。</p>

28、<p>　　圖2-19 運(yùn)算過(guò)程操作</p><p><b>　　2.3.9 等號(hào)鍵</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)最終的運(yùn)算結(jié)果，將結(jié)果進(jìn)行去零操作后輸出到display中，同時(shí)將代表運(yùn)算符號(hào)的移位寄存器置為空字符串。以加法為例。如圖2-20所示：</p><p>　　圖2-20 輸出運(yùn)算結(jié)果</p><p&

29、gt;　　2.3.10 百分?jǐn)?shù)運(yùn)算</p><p>　　將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)值輸出后除以100即可得到百分?jǐn)?shù)輸出，并對(duì)其進(jìn)行去零（順序結(jié)構(gòu)的后兩層為去零操作），如圖2-21所示：</p><p>　　圖2-21 輸出百分?jǐn)?shù)運(yùn)算結(jié)果</p><p>　　2.3.11 開(kāi)方運(yùn)算</p><p>　　將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)值后進(jìn)行開(kāi)放運(yùn)算，再轉(zhuǎn)換為字符串輸出

30、，并進(jìn)行去零操作（順序結(jié)構(gòu)的后兩層為去零操作），如圖2-22所示：</p><p>　　圖2-22 輸出開(kāi)方運(yùn)算結(jié)果</p><p>　　2.3.12 取倒數(shù)運(yùn)算</p><p>　　將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)值后進(jìn)行取倒數(shù)運(yùn)算，再轉(zhuǎn)換為字符串輸出，并進(jìn)行去零操作（順序結(jié)構(gòu)的后兩層為去零操作），如圖2-23所示：</p><p>　　圖2-23 取倒去

31、0操作</p><p>　　2.3.13 退格鍵的設(shè)計(jì)</p><p>　　在點(diǎn)擊退格鍵時(shí)，要實(shí)現(xiàn)從末位開(kāi)始的依次推格，直至輸出為0.首先，將整數(shù)部分與小數(shù)部分進(jìn)行分離，運(yùn)用拆分字符串函數(shù)實(shí)現(xiàn)此功能。分離后，將小數(shù)部分的字符串長(zhǎng)度與0進(jìn)行比較，若大于0，則進(jìn)入到條件結(jié)構(gòu)的“真”，字符串長(zhǎng)度減1后與整數(shù)部分連接，得到新的display輸出，如圖2-24所示。</p><p

32、>　　圖2-24 小數(shù)部分退格鍵設(shè)計(jì)</p><p>　　若原字符串只有整數(shù)部分或者小數(shù)部分已經(jīng)過(guò)退格鍵清除，則進(jìn)入到條件結(jié)構(gòu)的“假”。若整數(shù)部分的字符串長(zhǎng)度大于1，則進(jìn)入到子條件結(jié)構(gòu)的“假”，將整數(shù)的字符串長(zhǎng)度減一后輸出，如圖2-25所示。</p><p>　　圖2-25 整數(shù)部分退格鍵設(shè)計(jì)</p><p>　　若整數(shù)部分的長(zhǎng)度不大于1，即小于等于1時(shí)，則進(jìn)

33、入到子條件結(jié)構(gòu)的“真”，直接輸出0.，如圖26 所示。</p><p>　　圖2-26 整數(shù)部分退格鍵設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.14 清零鍵的設(shè)計(jì)</p><p>　　將程序中所有用到的變量均進(jìn)行復(fù)位，達(dá)到清零復(fù)位的目的，如圖2-27所示。</p><p>　　圖2-27 清零操作</p><p>　　相當(dāng)于

34、進(jìn)行計(jì)數(shù)器的初始化操作。</p><p>　　2.3.15 停止鍵</p><p>　　程序結(jié)束，將T輸入到while循環(huán)的停止鍵上，如圖2-28所示。</p><p>　　圖2-28 退出操作</p><p><b>　　3 結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)調(diào)試，此次設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易計(jì)算器可以實(shí)

35、現(xiàn)實(shí)物計(jì)算器具有的一般功能。LABVIEW對(duì)于初學(xué)者比較容易理解接受，用LABVIEW設(shè)計(jì)的程序調(diào)理分明，具有很強(qiáng)的邏輯。即使在不深入學(xué)習(xí)的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。還可以根據(jù)用戶自己的需要添加一些特有的功能，這是比實(shí)物的計(jì)算器更高明的地方的。但是，由于虛擬儀器的局限，使得用戶在一些情況下沒(méi)有實(shí)物用著方便，使用LABVIEW必須在準(zhǔn)備好的環(huán)境下才能使用。</p><p>　　總之，由于LABVIEW能夠?yàn)?/p>

36、用戶提供簡(jiǎn)明、直觀、易用的圖形編輯方式，能夠?qū)⒎爆崗?fù)雜的語(yǔ)言編程簡(jiǎn)化成以菜單提示方式選擇功能，與傳統(tǒng)的語(yǔ)言比較，LABVIEW圖形編輯方式能夠節(jié)省程序的開(kāi)發(fā)時(shí)間。在不久的將來(lái)，人們可以LABVIEW設(shè)計(jì)的計(jì)算器計(jì)算出任何問(wèn)題，在實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)運(yùn)算的條件下，只需要選擇運(yùn)算的路徑，屆時(shí)使用虛擬儀器一定會(huì)成為社會(huì)的主流。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p&g

37、t;　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了老師和同學(xué)的幫助，另外，感謝消校方給予我們這樣一次機(jī)會(huì)，能夠獨(dú)立的完成一個(gè)課題，并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，給予我們一些機(jī)會(huì)，使我們?cè)诩磳?shí)習(xí)的最后一段時(shí)間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 葉齊鑫，侯國(guó)屏，趙偉. 虛擬儀

38、器環(huán)境下的頻率特性測(cè)試方法[J]. 電測(cè)與儀表,2005(6):10-13.</p><p>　　[2] 高聰杰,李松巖.基于LabVIEW的信號(hào)輸出與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].數(shù)采與監(jiān)測(cè),2008,(24):135-136.</p><p>　　[3]　馬銀平，宣亮亮，彭如．基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)《電子元器件應(yīng)用》2009年第11卷第10期</p><p

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