基于LABVIEW的计算器课程设计报告

ABSTRACT

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

complete

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

operation

result

shows.

KEY

WORDS：LABVIEW；Calculator；Arithmetic；Function

目

录

1

引言5

2

总体设计方案6

2.1

程序流程图7

2.2

簇中的各元素在条件结构中代表的序号7

2.3

具体实现过程8

2.3.1

前面板设计及键入感应8

2.3.2

运算变量的初始化9

2.3.3

数字1--9的输入9

2.3.4

数字0的输入10

2.3.5

小数点的输入11

2.3.6

结果去零操作12

2.3.7

“+/-”键的设计13

2.3.8

“+、-、*、/”四则运算13

2.3.9

等号键14

2.3.10

百分数运算14

2.3.11

开方运算14

2.3.12

取倒数运算15

2.3.13

退格键的设计15

2.3.14

清零键的设计16

2.3.15

停止键16

3

结论17

致

谢18

参考文献18

附录19

基于LABVIEW的简易计算器设计

1

引言

本次课程设计是基于LabVIEW虚拟仪器系统开发与实践等原理与技术而设计的计算器，可以用来模拟真实计算器而进行一些简单的基本运算。虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，“虚拟”的含义主要是强调软件在仪器中的作用，体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能的传统仪器的不同。由于虚拟仪器结构形式的多样性和适用领域的广泛性，目前对于虚拟仪器的概念还没有统一的定义。美国国家仪器公司（National

Instrunents

Corpotion

，NI）认为，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统。使用虚拟仪器技术，工程师可以利用图形化开发软件方便、高效的创建完全自定义的解决方案，以满足灵活多变的需求趋势。

本次设计的计算器是利用虚拟仪器技术而完成的，可以完成利用计算器可以进行简单的四则运算、可以进行平方、开根号和倒数运算、计算器可以进行清零和关闭计算器操作、在输入数据时不慎将某个数字输错可以运用BackSpace清除该值等一些基本简单的运算。

2

总体设计方案

完成标准型计算器的一般功能。设计框图如图2-1所示：

图2-1

程序框图

2.1

程序流程图

图2-2

程序流程图

2.2

簇中的各元素在条件结构中代表的序号

表2-1

簇中元素

默认

1

2

3

4

5

条件结构中序号

0

1

2

3

4

5

簇中元素

6

7

8

9

0

.

条件结构中序号

6

7

8

9

10

11

簇中元素

+/-

+

-

/

=

条件结构中序号

12

13

14

15

16

17

簇中元素

sqrt

%

1/x

Backspace

C

EXIT

条件结构中序号

18

19

20

21

22

23

2.3

具体实现过程

2.3.1

前面板设计及键入感应

首先建立一个簇

，然后在簇中建立23个布尔量，其中包括0--9十个数字键，1个小数点键，4个“+、-、*、/”运算键，1个等号键，1个开方键，1个符号转换键，1个倒数键，1个求百分数键，1个清零键，1个退格键，1个退出键。如图2-3所示：

图2-3

前面板

然后通过簇至数组转换函数

将簇中元素按产生的顺序组成一个一维数组，如图2-4所示：

图2-4

键入感应过程

这样就实现了每个键与数字(1--23)之间的对应。每次按下一个键时，通过搜索一维数组函数

查找出对应的键并把其加1后对应的数字连接到一个case结构，然后执行对应case结构中的程序，至此就完成了对一个键的感应过程。

2.3.2

运算变量的初始化

在运行程序之前，首先对需要用到的变量进行初始化，如图2-5所示：

图2-5

运算变量的初始化

在没有键按下的情况下，数值显示控件显示的是0。从上到下的寄存器功能依次为：最上面的用来存储display中的数据，第二个用来存放四则运算的符号，第三个用来前一次运算后输出的数值，最底下的用来给出控制变量。

2.3.3

数字1--9的输入

以数字“1”为例，当第一次输入数字“1”后，波尔量为真，进入case结构，将1输出到display中，波尔量变为假，如图2-6所示。

图2-6

输入数字1时

若再次输入1，为避免出现01这样的字符串，先判断之前显示的数据是否为0，若为0，则直接输出1，如图2-7所示。

图2-7

输入第一个数字为0时

若不为0，则将这两次输入的数据通过连接字符串函数连接到一起，在display中输出。数字2到9也是同样的道理，如图2-8所示。

图2-8

输入第一个数字不为0时

2.3.4

数字0的输入

当第一次输入0时，与输入数字1-9的情况相同，现在就零输入时的多零问题进行设计。虽然以多个零开头不影响输出的结果，但考虑到显示形式的正确性，只在小数点前显示一个零。当数据输入后，通过连接字符与00比较，若不等，则将数据直接输出如图2-9所示。

图2-9

输入不是00时

当数据输入后，通过连接字符与00比较，若相等，则直接输出0，如图2-10所示。

图2-10

输入是00时

2.3.5

小数点的输入

在小数点的输入时，最多只能显示出一个。若直接点击小数点，则以“0.”输出。若之前已输入数据，此时再输入小数点首先利用如图2-11所示程序

图2-11

判断小数点的有无

判断已输入的数据中是否含有小数点，若不含有，则执行程序“真”，如图2-12所示；

图2-12

输入不含小数点时

若已输入的数据中含有小数点，则执行程序“假”，如图2-13所示。

图2-13

输入含有小数点

2.3.6

结果去零操作

在进行“+、-、*、/”运算及取负，取百分数，去倒数，开放运算之后程序默认为以保留6位小数的形式输出。而为了显示结果的简便，将末位不影响结果的零及小数点进行省略。利用层叠式顺序结构，首先将得出的结果经过N-1位的偏移后与零进行比较，若相等，则进行去零操作，运用while循环结构，直至末位数字不为零，循环结束（如图2-14------上图表示末位为零，下图表示末位不为零）。

图2-14

去0操作

在进行去零操作之后，进行层叠式顺序结构的第二层，对无关的小数点进行清除（如图2-15------上图表示末位为小数点，下图表示末位不是小数点）。

图2-15

去多余小数点操作

2.3.7

“+/-”键的设计

首先进行扫描字符串，将字符串数据转换为数值数据，经过取负数后再转换为字符串形式输出。如图2-16所示，其中的顺序结构为去末尾零和去无关小数点的操作。

图2-16

去0和小数点操作

2.3.8

“+、-、*、/”四则运算

以加法为例，当簇中输出的数据表示进行加法运算时，程序进入五层的层叠式顺序结构，首先将字符串进行扫描，转换为数值变量，如图2-17所示。

图2-17

扫描字符串并转换为数值变量

之后，对之前的数据进行运算，以保证连续运算时得到正确的结果：当第一次输入时，默认进行firstrun条件下的程序，如图2-18所示。

图2-18

默认条件下的程序

若以前已有运算，以减法为例，先将之前的两个数进行相减运算，并进行去零操作，之后再将本次的运算符号送入“运算符号”的局部变量，以便于进行下次运算，如图2-19所示。

图2-19

运算过程操作

2.3.9

等号键

实现最终的运算结果，将结果进行去零操作后输出到display中，同时将代表运算符号的移位寄存器置为空字符串。以加法为例。如图2-20所示：

图2-20

输出运算结果

2.3.10

百分数运算

将字符串转换为数值输出后除以100即可得到百分数输出，并对其进行去零（顺序结构的后两层为去零操作），如图2-21所示：

图2-21

输出百分数运算结果

2.3.11

开方运算

将字符串转换为数值后进行开放运算，再转换为字符串输出，并进行去零操作（顺序结构的后两层为去零操作），如图2-22所示：

图2-22

输出开方运算结果

2.3.12

取倒数运算

将字符串转换为数值后进行取倒数运算，再转换为字符串输出，并进行去零操作（顺序结构的后两层为去零操作），如图2-23所示：

图2-23

取倒去0操作

2.3.13

退格键的设计

在点击退格键时，要实现从末位开始的依次推格，直至输出为0.首先，将整数部分与小数部分进行分离，运用拆分字符串函数实现此功能。分离后，将小数部分的字符串长度与0进行比较，若大于0，则进入到条件结构的“真”，字符串长度减1后与整数部分连接，得到新的display输出，如图2-24所示。

图2-24

小数部分退格键设计

若原字符串只有整数部分或者小数部分已经过退格键清除，则进入到条件结构的“假”。若整数部分的字符串长度大于1，则进入到子条件结构的“假”，将整数的字符串长度减一后输出，如图2-25所示。

图2-25

整数部分退格键设计

若整数部分的长度不大于1，即小于等于1时，则进入到子条件结构的“真”，直接输出0.，如图26

所示。

图2-26

整数部分退格键设计

2.3.14

清零键的设计

将程序中所有用到的变量均进行复位，达到清零复位的目的，如图2-27所示。

图2-27

清零操作

相当于进行计数器的初始化操作。

2.3.15

停止键

程序结束，将T输入到while循环的停止键上，如图2-28所示。

图2-28

退出操作

3

结论

经过调试，此次设计的简易计算器可以实现实物计算器具有的一般功能。LABVIEW对于初学者比较容易理解接受，用LABVIEW设计的程序调理分明，具有很强的逻辑。即使在不深入学习的情况下，也可以实现一些简单的设计。还可以根据用户自己的需要添加一些特有的功能，这是比实物的计算器更高明的地方的。但是，由于虚拟仪器的局限，使得用户在一些情况下没有实物用着方便，使用LABVIEW必须在准备好的环境下才能使用。

总之，由于LABVIEW能够为用户提供简明、直观、易用的图形编辑方式，能够将繁琐复杂的语言编程简化成以菜单提示方式选择功能，与传统的语言比较，LABVIEW图形编辑方式能够节省程序的开发时间。在不久的将来，人们可以LABVIEW设计的计算器计算出任何问题，在实现基础运算的条件下，只需要选择运算的路径，届时使用虚拟仪器一定会成为社会的主流。

致

谢

这次毕业设计得到了老师和同学的帮助，另外，感谢消校方给予我们这样一次机会，能够独立的完成一个课题，并在这个过程当中，给予我们一些机会，使我们在即将实习的最后一段时间里，能够更多学习一些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。

再一次对我的母校表示感谢。感谢在整个毕业设计期间给予过我帮助的伙伴们，在本次课程设计即将结束的最后的日子里，正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西。最后，感谢所有在这次毕业设计中给予过我帮助的人。再一次真诚地表示感谢你们！

参考文献

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H

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侯国屏，王坤，叶齐鑫．LabVIEW

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[12]

张桐，陈国顺，王正林．精通LabVIEW程序设计[M].北京:电子工业出版社,2008.

21

附录

整体程序

课程设计验收

指导教师评语及成绩：

成绩

指导教师签字*年*月*日

教研室主任意见

教研室主任签字*年*月*日