1、 虛擬儀器課程設計 題 目： 基于LabVIEW的計算器設計 學 院： 黃山學院 專 業： 自動化 學生： 張婷婷 學號： 21306061103 完成時間： 2016 年 4 月 20 日 成 績： 黃山學院教務處制原創性聲明茲呈交的設計作品，是本人在指導老師指導下獨立完成的成果。本人在設計中參考的其他個人或集體的成果，均在設計作品文字說明中以明確方式標明。本人依法享有和承擔由此設計作品而產生的權利和責任。聲明人簽名：年 月 日目錄第一章 設計任務41.1 虛擬計算器功能需求41.2 虛擬計算器界面設計4第二章 總體設計52.1 前面板52.2 程序面板5第三章 設計步驟73.1 數字09的

2、鍵入及操作73.2 算數運算符號的鍵入及操作73.3 “=”的鍵入及操作83.4 功能鍵的鍵入及操作8第四章 程序系統調試104.1 算數運算符功能調試104.1.1 加法104.1.2 減法104.1.3 乘法104.1.4 除法114.1.5 開根號114.1.6 開方114.2 功能鍵功能調試124.2.1 AC鍵124.2.2 C鍵12第五章 總結與心得13第1章 設計任務1.1 虛擬計算器功能需求本次設計項目為基于LabVIEW的簡易計算器設計，顯然需要實現計算器的基本功能。例如：加、減、乘、除、開方和開根號等功能。在實現算數運算功能時需要顯示框顯示用戶輸入的數據，且算數運算可以連續

3、運算。這里的連續運算是指可以將上一次運算的結果作為這次運算中的數據一來進行此次運算。除了基本運算功能，還需要一些功能鍵。具體如下：AC：為了方便下一次運行下一次計算的清空鍵；C：防止誤觸或按錯的撤銷鍵；ON/OFF：開機/關機的鍵。1.2 虛擬計算器界面設計因為LabVIEW是一款搭建虛擬儀器的軟件，所以在設計虛擬計算器時界面盡可能的緊湊、美化，需要適當的修飾來美化使界面看起來和計算器實物差異更小。各個按鍵的大小和排布需要按照一定的規律來安排。具體可以參照個人電腦上的計算器軟件排布。圖1-1 個人電腦計算器軟件界面第2章 總體設計2.1 前面板創建三個字符串顯示控件，分別用來存儲運算數據一和數

4、據二以及運算符號，再創建一個文本顯示框用來存儲運算結果。創建21 個確定按鈕用來表示數字09，小數點，按鍵AC，按鍵C，開機/關機鍵，算數運算符號按鍵+、-、X、/、2、sqrt和=。將各按鍵和文本顯示框按照功能更改名稱，按正常順序排列好成計算器的常規界面。再在函數選板里選擇適當的修飾類型修飾計算器界面。由于數據一、數據二和運算符號的字符串顯示控件在計算器的界面里不需要用到用戶所輸入的數據都由結果文本框顯示，所以數據一、數據二和運算符號的字符串顯示控件可以隱藏起來，不需要編輯進計算器的界面。具體設計成果如下：圖2-1 計算器界面 2.2 程序面板計算器程序設計中，前面板按鍵分有四種。第一種是數

5、字09按鍵，數字09按鍵按下之后結果文本框需要顯示相應數字且連續不清零不覆蓋。第二種是算數運算符按鍵，算數運算符按鍵按下后結果文本框需要清空以便于顯示數據二。 圖2-2 數字鍵 圖2-3 算數運算符 第三種是“=”按鍵，“=”按鍵按下后要查詢之前的算數運算符的類別和用戶按下的數據一、數據二并進行相應的算數運算。圖2-4 “=”按鍵第四種就是功能按鍵了，例如本計算器界面中的按鍵AC、C和ON/OFF，該類按鍵按下后需要執行相應的快捷功能。例如按鍵C按鍵按下后需要將當前輸入的數據進行刪除一位，也就是回撤一位類似撤銷鍵Ctrl+Z。圖2-5 功能鍵“C”第3章 設計步驟3.1 數字09的鍵入及操作0

6、9的鍵入是連續的大多是連續鍵入好幾位數字或者小數，每一次鍵入的數字要接上之前鍵入的數字串所以需要連接字符串控件將該位數字與之前的數字串連接并保存在數據顯示控件中。數據串也需要顯示在結果文本框中，數據串每次改變結果文本框也需要刷新。數字鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態變為假便于下一次的鍵入。下面以數字0的鍵入為例：圖3-1 數字0的鍵入3.2 算數運算符號的鍵入及操作當算數運算符號中的任意一個按下之后，要將對應的運算符號存入運算符號字符串顯示控件中，以便于后續運算操作查詢。且算數運算符號按下之后代表數據一的輸入結束結果顯示文本框需要清空為顯示數據二做準備。同樣的，運算符號鍵按下后需要軟件自動抬

7、起即按鈕狀態變為假便于下一次的鍵入。下面以運算符號“+”鍵的鍵入為例：圖3-2 運算符號“+”鍵的鍵入3.3 “=”的鍵入及操作當“=”的按鍵按下，需要處理一系列的操作。首先要查詢用戶鍵入的運算符號的類別，確定運算符號的類別后要查詢并調用用戶鍵入的數據一和數據二并進行相應的算數運算。運算完成后需要清空結果顯示文本框并將運算結果給結果顯示文本框顯示。同樣的，“=”鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態變為假便于下一次的鍵入。圖3-3 “=”鍵的鍵入另外，如果用戶只是輸入了數據并未選擇算數運算符號，結果顯示文本框將顯示“error!”說明這是一個非法操作。3.4 功能鍵的鍵入及操作每次計算器開機后不可

8、能只進行一次運算就結束，所以需要功能鍵AC來清空數據一、數據二、運算符號顯示控件和結果顯示文本框，為了存儲用戶即將進行的下一次運算。同樣的，AC鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態變為假便于下一次的鍵入。圖3-4 AC鍵的鍵入在用戶輸入數據中有時候可能會存在該位數字輸入錯誤的情況，在大位數據輸入的前提下使用AC功能鍵直接清空有些不合理會浪費用戶的時間而且會降低用戶滿意度，所以在這里C鍵就顯得尤為重要。C鍵的功能就是在用戶輸入數據中該位數字輸入錯誤的情況下按下C鍵可以回撤一位數字，相當于Ctrl+Z鍵。同樣的，C鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態變為假便于下一次的鍵入。圖3-5 C鍵的鍵入在程序運

9、行的狀態下為了更加接近真實的計算器界面，又設置了ON/OFF鍵用來在程序運行的狀態下關閉計算器。按下ON/OFF鍵計算器終止運行，程序關閉。同樣的，ON/OFF鍵按下后需要軟件自動抬起即按鈕狀態變為假便于下一次的鍵入。圖3-6 ON/OFF鍵的鍵入第四章 程序系統調試4.1 算數運算符功能調試4.1.1 加法 4.1.2 減法 4.1.3 乘法 4.1.4 除法 4.1.5 開根號 4.1.6 開方 4.2 功能鍵功能調試4.2.1 AC鍵 4.2.2 C鍵 第五章 總結與心得 與 C 和 BASIC 一樣，LabVIEW也是通用的編程系統，有一個完成任

10、何編程任務的龐大函數庫。LabVIEW的函數庫包括數據采集、GPIB、串口控制、數據分析、數據顯示及數據存儲，等等。LabVIEW也有傳統的程序調試工具，如設置斷點、以動畫方式顯示數據及其子程序子VI的結果、單步執行等等，便于程序的調 LabVIEWLaboratory Virtual Instrument Engineering Workbench是一種用圖標代替文本行創建應用程序的圖形化編程語言。傳統文本編程語言根據語句和指令的先后順序決定程序執行順序，而 LabVIEW則采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決定了VI及函數的執

11、行順序。VI指虛擬儀器，是 LabVIEW的程序模塊。  LabVIEW提供很多外觀與傳統儀器如示波器、萬用表類似的控件，可用來方便地創建用戶界面。用戶界面在 LabVIEW中被稱為前面板。使用圖標和連線，可以通過編程對前面板上的對象進行控制。這就是圖形化源代碼，又稱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。如果同一個程序需要運行于多個硬件設備之上，也可以優先考慮使用LabVIEW。LabVIEW具有良好的平臺一致性。LabVIEW的代碼不需任何修改就可以運行在常見的三大臺式機操作系統上：Windows、Mac OS 及 Linux