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1、 虚拟仪器课程设计 题 目： 基于LabVIEW的计算器设计 学 院： 黄山学院 专 业： 自动化 学生姓名： 张婷婷 学号： 21306061103 完成时间： 2016 年 4 月 20 日 成 绩： 黄山学院教务处制原创性声明兹呈交的设计作品，是本人在指导老师指导下独立完成的成果。本人在设计中参考的其他个人或集体的成果，均在设计作品文字说明中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此设计作品而产生的权利和责任。声明人（签名）：年 月 日目录第一章 设计任务41.1 虚拟计算器功能需求41.2 虚拟计算器界面设计4第二章 总体设计52.1 前面板52.2 程序面板5第三章 设计步骤73.1 数
2、字09的键入及操作73.2 算数运算符号的键入及操作73.3 “=”的键入及操作83.4 功能键的键入及操作8第四章 程序系统调试104.1 算数运算符功能调试104.1.1 加法104.1.2 减法104.1.3 乘法104.1.4 除法114.1.5 开根号114.1.6 开方114.2 功能键功能调试124.2.1 AC键124.2.2 C键12第五章 总结与心得13第一章 设计任务1.1 虚拟计算器功能需求本次设计项目为基于LabVIEW的简易计算器设计，显然需要实现计算器的基本功能。例如：加、减、乘、除、开方和开根号等功能。在实现算数运算功能时需要显示框显示用户输入的数据，且算数运算
3、可以连续运算。这里的连续运算是指可以将上一次运算的结果作为这次运算中的数据一来进行此次运算。除了基本运算功能，还需要一些功能键。具体如下：AC：为了方便下一次运行下一次计算的清空键；C：防止误触或按错的撤销键；ON/OFF：开机/关机的键。1.2 虚拟计算器界面设计因为LabVIEW是一款搭建虚拟仪器的软件，所以在设计虚拟计算器时界面尽可能的紧凑、美化，需要适当的修饰来美化使界面看起来和计算器实物差别更小。各个按键的大小和排布需要按照一定的规律来安排。具体可以参照个人电脑上的计算器软件排布。图1-1 个人电脑计算器软件界面第二章 总体设计2.1 前面板创建三个字符串显示控件，分别用来存储运算数
4、据一和数据二以及运算符号，再创建一个文本显示框用来存储运算结果。创建21 个确定按钮用来表示数字09，小数点，按键AC，按键C，开机/关机键，算数运算符号按键+、-、X、/、2、sqrt和=。将各按键和文本显示框按照功能更改名称，按正常顺序排列好成计算器的常规界面。再在函数选板里选择适当的修饰类型修饰计算器界面。由于数据一、数据二和运算符号的字符串显示控件在计算器的界面里不需要用到（用户所输入的数据都由结果文本框显示），所以数据一、数据二和运算符号的字符串显示控件可以隐藏起来，不需要编辑进计算器的界面。具体设计成果如下：图2-1 计算器界面 2.2 程序面板计算器程序设计中，前面板按键分有四种
5、。第一种是数字09按键，数字09按键按下之后结果文本框需要显示相应数字且连续不清零不覆盖。第二种是算数运算符按键，算数运算符按键按下后结果文本框需要清空以便于显示数据二。 图2-2 数字键 图2-3 算数运算符 第三种是“=”按键，“=”按键按下后要查询之前的算数运算符的类别和用户按下的数据一、数据二并进行相应的算数运算。图2-4 “=”按键第四种就是功能按键了，例如本计算器界面中的按键AC、C和ON/OFF，该类按键按下后需要执行相应的快捷功能。例如按键C按键按下后需要将当前输入的数据进行删除一位，也就是回撤一位类似撤销键Ctrl+Z。图2-5 功能键“C”第三章 设计步骤3.1 数字09的
6、键入及操作09的键入是连续的大多是连续键入好几位数字或者小数，每一次键入的数字要接上之前键入的数字串所以需要连接字符串控件将该位数字与之前的数字串连接并保存在数据显示控件中。数据串也需要显示在结果文本框中，数据串每次改变结果文本框也需要刷新。数字键按下后需要软件自动抬起即按钮状态变为假便于下一次的键入。下面以数字0的键入为例：图3-1 数字0的键入3.2 算数运算符号的键入及操作当算数运算符号中的任意一个按下之后，要将对应的运算符号存入运算符号字符串显示控件中，以便于后续运算操作查询。且算数运算符号按下之后代表数据一的输入结束结果显示文本框需要清空为显示数据二做准备。同样的，运算符号键按下后需
7、要软件自动抬起即按钮状态变为假便于下一次的键入。下面以运算符号“+”键的键入为例：图3-2 运算符号“+”键的键入3.3 “=”的键入及操作当“=”的按键按下，需要处理一系列的操作。首先要查询用户键入的运算符号的类别，确定运算符号的类别后要查询并调用用户键入的数据一和数据二并进行相应的算数运算。运算完成后需要清空结果显示文本框并将运算结果给结果显示文本框显示。同样的，“=”键按下后需要软件自动抬起即按钮状态变为假便于下一次的键入。图3-3 “=”键的键入另外，如果用户只是输入了数据并未选择算数运算符号，结果显示文本框将显示“error!”表明这是一个非法操作。3.4 功能键的键入及操作每次计算
8、器开机后不可能只进行一次运算就结束，所以需要功能键AC来清空数据一、数据二、运算符号显示控件和结果显示文本框，为了存储用户即将进行的下一次运算。同样的，AC键按下后需要软件自动抬起即按钮状态变为假便于下一次的键入。图3-4 AC键的键入在用户输入数据中有时候可能会存在该位数字输入错误的情况，在大位数据输入的前提下使用AC功能键直接清空有些不合理会浪费用户的时间而且会降低用户满意度，所以在这里C键就显得尤为重要。C键的功能就是在用户输入数据中该位数字输入错误的情况下按下C键可以回撤一位数字，相当于Ctrl+Z键。同样的，C键按下后需要软件自动抬起即按钮状态变为假便于下一次的键入。图3-5 C键的
9、键入在程序运行的状态下为了更加接近真实的计算器界面，又设置了ON/OFF键用来在程序运行的状态下关闭计算器。按下ON/OFF键计算器终止运行，程序关闭。同样的，ON/OFF键按下后需要软件自动抬起即按钮状态变为假便于下一次的键入。图3-6 ON/OFF键的键入第四章 程序系统调试4.1 算数运算符功能调试4.1.1 加法 4.1.2 减法 4.1.3 乘法 4.1.4 除法 4.1.5 开根号 4.1.6 开方 4.2 功能键功能调试4.2.1 AC键 4.2.2 C键 第五章 总结与心得 与C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIE
10、W的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调 LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI指虚拟仪器，是LabVIEW的程序模块。LabVIEW提供很多外观与传统仪器
11、（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在LabVIEW中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。LabVIEW的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代码。如果同一个程序需要运行于多个硬件设备之上，也可以优先考虑使用LabVIEW。LabVIEW具有良好的平台一致性。LabVIEW的代码不需任何修改就可以运行在常见的三大台式机操作系统上：Windows、MacOS及Linux。除此之外，LabVIEW还支持各种实时操作系统和嵌入式设备，比如常见的PDA、FPGA以及运行VxWorks和PharLap系统的RT设备。就本次设计的计算器项目来说，基本可以实现计算器的常用功能，如果想要扩展计算器的功能可以在事件结构的“=”值改变条件中的条件结构中再添加分支，即增加运算符号的数目，其余的基本不变。
