MATLAB科学计算器设计.docx

目录

计算器的效果图 2
第一章 GUI设计界面 3
1.1打开GUI 3
1.2.添加按钮 3
1.3.根据按钮的作用及视觉效果做一定的修改 4
1.4.保存、添加功能函数 4
1.4.1 数字键编写 4
1.4.2 符号键的编写 4
1.4.3 运算符“=”的编写 5
1.4.4 按键“←back”的编写 5
1.4.5 按键“清空”的编写 5
1.4.6 按键“退出”的编写 5
1.4.7 按键“二进制数转十进制数”的编写 5
1.4.8 按键“十进制数转二进制数”的编写 5
第二章 计算器的使用 6
2.1 除法运算（÷） 6
2.2 平方运算（^2） 6
2.3 函数cos （∏/3） 的计算 7
2.4 函数arctan （∏/3） 的计算 7
2.5 以2为底的对数（log 2）的计算 8
2.6 十进制数转二进制数的计算 8
2.7 二进制数转十进制数的计算 9
第三章 各按键的程序源代码 10
第四章 问题和解决方法 15
第五章 心得体会 16
参考文献 17

计算器的效果图:

第一章 GUI设计界面：
1.1打开GUI
输入Guide 回车或者在工具栏上点击图标打开Guide 窗口：

图 1
1.2.添加按钮

图 2
1.3.根据按钮的作用及视觉效果做一定的修改
双击按钮（Puch Button）进入按键属性修改显示字符串大小、字体和颜色，然后对按钮的位置进行排布，尽量使按钮集中在静态文本框下面。
1.4.保存、添加功能函数
把做好的按钮及静态文本框保存后自动弹出Editor的M文本，对然后对相应的pushbutton添加功能函数。以下是相应按钮的功能函数。
1.4.1 数字键编写
在function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles）下输入：
textString = get(handles.text1,'String');
textString =strcat(textString,'0');
set(handles.text1,'String',textString)
这是使用句柄handles指向对象text1，并以字符串形式来存储数据文本框text1的内容，并存储数个“0”，
然后由set(handles.text1,'String','textString'在text1中输出。
同理，分别在function pushbutton2~10_Callback(hObject, eventdata, handles）下给1~9数字按键下编写此类程序。
1.4.2 符号键的编写
function pushbutton12_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString = get(handles.text1,'String');
textString =strcat(textString,'÷');
set(handles.text1,'String',textString)
strcat的作用是将两个字符串连接起来，就是在已输入的存储数据textString后添加“÷”进行运算。
然后执行set(handles.text1,'String',textString)。符号键‘-’、‘*’、‘/’与‘÷’的运算函数类似。“平方运算”,主要是由“^2”功能实现。
1.4.3 运算符“=”的编写
textString = get(handles.text1,'String');
ans =eval(textString);
“eval”的作用是将符号表达式转换成数值表达式。
再由set(handles.text1,'String',ans)输出。
1.4.4 按键“←back”的编写
textString=get(handles.text1, 'String')
w=length(textString)
t=char(textString)
textString=t(1:w-1) %将w个字符串转成w-1个，即删除了末位字符
set(handles.text1,'String',textString)
1.4.5 按键“清空”的编写
set(handles.text1,'String','')
1.4.6 按键“退出”的编写
close(gcf);
1.4.7 按键“二进制数转十进制数”的编写
textString=get(handles.text1,'String')
e = bin2dec(textString);
set(handles.text1,'String',e);
1.4.8 按键“十进制数转二进制数”的编写
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,'dec2bin(');
set(handles.text1,'String',textString)

第二章 计算器的使用
2.1 除法运算（÷）

17 / 17

图 3

图 4

2.2 平方运算（^2）

图 5

图 6

2.3 函数cos （∏/3） 的计算

图 7

图 8

2.4 函数arctan （∏/3） 的计算

图 9

图 10

2.5 以2为底的对数（log 2）的计算

图 11

图 12

2.6 十进制数转二进制数的计算（调用dec2bin函数）

图 13

图 14

2.7 二进制数转十进制数的计算（调用bin2dec函数）

图 15

图 16

经过计算，这些结果均与实际结果相吻合，计算器的功能实现的完好且能实现较大数值的运算，计算结果用科学技术法表示。

第三章 各按键的程序源代码
按键“0-9、+、-、×、÷、.、= 、x^2 ”（通过get函数获得输入的字符，函数strcat 获得相应字符,并用set函数进行显示输出）：
function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'0')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'1')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'2')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'3')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'4')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'5')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'6')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton8_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'7')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton9_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'8')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton10_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'9')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton11_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'+')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton12_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'-')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton13_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'*')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton14_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'/')
set(handles.text1,'String',textString)
function pushbutton15_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'.')
set(handles.text1,'String',textString)
按键“=” ：
function pushbutton16_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
s=eval(textString)
set(handles.text1,'String',s)
按键“x^2” ：
function pushbutton17_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
textString=strcat(textString,'^2')
set(handles.text1,'String',textString)
退位键“←back”：
function pushbutton18_Callback(hObject, eventdata, handles)
textString=get(handles.text1,'String')
w=length(textString)
t=char(textString)
textString=t(1:w-1)
set(handles.text1,'String',textString)
清空键：
function pushbutton19_Callback(hObject, eventdata, handles)
set(handles.text1,'String','')
退出键：
function pushbutton20_Callback(hObject, eventdata, handles)
close(gcf);
% hObject handle to pushbutton20 (see GCBO)
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
科学计算函数：
按键“√”：通过get函数获得输入的字符，函数strread获得输入字符,并用sqrt函数计算结果，set函数进行显示输出
textString = get(handles.text1,'String');
if(strcmp(textString,'0')==1)
set(handles.text1,'String','0') ;
else
a = strread(textString, '%f');
a=sqrt(a);
set(handles.text1,'String',a)
end
按键“sin” （通过get函数获得输入的字符，函数strread获得输入字符,并用sin函数计算结果，set函数进行显示输出）：
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,'sin(');
set(handles.text1,'String',textString)
按键“cos” ：
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,'(');
set(handles.text1,'String',textString)
按键“tan” ：
textString = get(handles.text1,'String');
if((strcmp(textString,'1.57')==1)||(strcmp(textString,'-1.57')==1))
set(handles.edit1,'String','inf');
else
textString = strcat(textString,'tan(');
set(handles.text1,'String',textString)
end
按键“arcsin” ：
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,'asin(');
set(handles.text1,'String',textString)
按键“arccos” ：
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,'acos(');
set(handles.text1,'String',textString)

按键“arctan” ：
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,'atan(');
set(handles.text1,'String',textString)
按键“log2” ：
textString = get(handles.text1,'String');
if(strcmp(textString,'0')==1)
set(handles.text1,'String','error') ;
else
a = strread(textString, '%f');
a=log2(a);
set(handles.text1,'String',a)
end
按键“(” ：
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,' (');
set(handles.text1,'String',textString)
按键“)” ：
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,')');
set(handles.text1,'String',textString)
按键“二进制数转十进制数” ：
textString=get(handles.text1,'String')
e = bin2dec(textString);
set(handles.text1,'String',e);
按键“十进制数转二进制数” ：
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,'dec2bin(');
set(handles.text1,'String',textString)

第四章 问题和解决方法
4．1.本次课程设计中开始时遇到的问题是数据进行清零后，再输入其他的数据，清零后的字符‘0’仍会保留，会影响其他数据，解决办法是将数据用空格替换掉就实现了清空: set(handles.text1,'String','')
4．2.在定义正弦余弦等函数的时候，需要注意其定义域，值域的问题。
4．3．开始时我的“sin” 函数编程如下：
textString = get(handles.text1,'String');
a = strread(textString, '%f'); a=sin(a);
set(handles.text1,'String',a)
%这样只能在输入完数据后按“sin”键实现运算，很不直观。
修改后可以实现按下sin键后显示 “sin(”再输入要运算的数据之后加上“)”按下“=”键后就可以运算出结果了，这样相对更直观明了。
textString = get(handles.text1,'String');
textString = strcat(textString,'sin(');
set(handles.text1,'String',textString)
4．4.在编写十进制数转二进制数时，计算的结果总是会在前面多出“110”，使得转换结果错误，后来通过精简改进程序，直接调用des2bin函数计算，所得的测试结果都是正确的。

第五章 心得体会
本次课程设计用MATLAB的GUI接口设计一个简单的计算器，主要对数字及运算“0-9、+、-、×、÷、.、= 、x^2 、√、sin、arcsin、log2”等的代码程序的了解，在设计的过程中也遇到不少的问题，通过和同学的讨论，和老师的交流，让我知道了自己的错误和不足，最终顺利地解决了这些问题。这次课程设计，使我进一步加深了对课本知识的了解和掌握，巩固了所学的基本知识，更加体会到了MATLAB功能的丰富，更加深刻的认识了MATLAB，熟练了编程设计。
其中对计算器按键的颜色、大小和排版，使我的思维更加的缜密，让我在以后的工作生活中，得到了思维的锻炼。在以后学习中，我会更加刻苦，以锻炼自己的能力。

参考文献
（1）刘卫国.MATLAB程序设计与应用[M].北京：高等教育出版
（2）郑阿奇.MATLAB实用教程[M].北京：电子工业出版社
（3）罗华飞.MATLAB GUI设计学习手记[M].北京：北京航空航天大学出版社
( 4 ) 张威.MATLAB基础与编程入门[M].西安：西安电子科技大学出版社
（5）孙屹.MATLAB通信仿真开发手册[M].北京：国防工业出版社