labview计算器设计步骤完整设计.doc

一、 引言:
本次课程设计就是基于LabVIEW虚拟仪器系统开发与实践等原理与技术而设计得计算器,可以用来模拟真实计算器而进行一些简单得基本运算。虚拟仪器得起源可以追溯到20世纪70年代,“虚拟”得含义主要就是强调软件在仪器中得作用,体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能得传统仪器得不同。由于虚拟仪器结构形式得多样性与适用领域得广泛性,目前对于虚拟仪器得概念还没有统一得定义。美国国家仪器公司(National Instrunents Corpotion ,NI)认为,虚拟仪器就是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件与用于数据分析、过程通信及图形用户界面得软件组成得测控系统,就是一种计算机操纵得模块化仪器系统。
过去40年得时间里,美国国家仪器公司(NI)通过虚拟仪器技术为测试测量与自动化领域带来了一场革新:虚拟仪器技术把现成即用得商业技术与创新得软、硬件平台相集成,从而为嵌入式设计、工业控制以及测试与测量提供了一种独特得解决方案。使用虚拟仪器技术,工程师可以利用图形化开发软件方便、高效得创建完全自定义得解决方案,以满足灵活多变得需求趋势。
本次设计得计算器就是利用虚拟仪器技术而完成得,可以完成利用计算器可以进行简单得四则运算、可以进行平方、开根号与倒数运算、计算器可以进行清零与关闭计算器操作、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得运算。
二、前面板设计:
前面板就是LabVIEW得图形用户界面,在LabVIEW环境中可以对这些对象得外观与属性进行设计,LabVIEW提供了非常丰富得界面对象,可以方便地设计出生动、直观、操作方便得用户界面。本系统中前面板显示程序得输入与输出对象,即,控件与显示器。本程序中控件主要就是按钮,显示器主要就是文本显示。
在前面板设计过程中先在前面板整齐排列放置22个确定按钮,将这22按钮得标签隐藏,然后修改这22个确定按钮得名字分别为:0～9十个数字、小数点、正负号、加、减、乘、除、等号、倒数、根号、清零、退格与X得Y次方。
前面板还包括一个文本显示控件用于显示计算得结果与计算器得某些提示,通过改变显示控件得大小使之于计算器得大小相适应。计算器得前面板还有程序框图中while循环得停止按钮,当按钮按下时计算器停止工作退出到LabVIEW得编辑界面。
为了前面板得美观与防止按钮得移动,分别将前面板得各个按钮与文字进行组合与对前面板进行装饰,装饰采用修饰中得平面框。如图2-1所示:

图2-1计算器前面板
三、后面板设计:
程序框图对象包括接线端与节点,将各个对象连线连接便创建了程序框图,接线端得颜色与符号表明了相应输入控件或显示控件得数据类型。程序框图就是程序得核心,程序要实现得功能都就是通过程序框图反应出来得。本课程设计得程序框图主要运用了while循环、时间结构、条件结构与平铺顺序等结构。

图3-1对小数点得扫描
通过图3-1可以瞧出当小数点按钮按下时,0、与存临时数据通过字符串连接控件将两者连接到一起;小数点按钮没有按下时,临时数据与小数点通过字符串连接按钮也将两者连接在一起,将连接到一起得数据送到显示控件。

图3-2对数字键得扫描
数值控件与运算按钮没有直接得连线,这就需要对控件进行引用,将引用后得结果经过属性节点与字符串至十进制转换将按下得按钮扫描到临时数据进行临时保存。

图3-3四则运算得除法运算
在四则运算得过程中,通过运算符按钮对四则运算进行控制,在进行除法运算当除数为零时,会出现错误得提示。当除数不为零时,除法运算跟加减乘得运算就是一样得。

图3-4清零操作
清零操作就就是将运算符、小数点、显示与操作等控件得局部变量返回到计算前得设定值,以便于进行下一步得运算。

图3-5退格操作
当输入得数据较大或者在进行连续运算时,不慎将某个数输入错误如果进行清零操作就会导致以前得工作全部功亏于溃,这就是只需进行退格操作将输入错误得数值清除即可,不过计算后得结果不能进行退格操作。

图3-6开根号运算
开根号就是计算器最基本得功能,在进行开根号运算之前应该先对开根号得数值进行判断就是否满足开根号得条件。当根号下得数值小于零时,会显示出“错误:被开放数小于零！”;根号下得数值大于等于零时,会通过计算显示出正确得结果。

图3-7x得y次幂运算
在进X得Y次幂操作时,先输入得为底数后输入得为幂数。X得Y次幂运算已经在前面定义过了,在这里只需调用就可以了。

图3-8倒数运算
倒数运算跟除法运算非常相似,只需将除法运算中得被除数改为固定数1就可以了,同时还必须考虑除数为零得情况,这按除法运算得设计方法就可以了。
四、系统调试:
1、四则运算。此运算利用+、—、×、÷可以进行一些基本简单得混合运算;
2、开平方(Sqrt)。此按键得功能就是对某个数进行开方运算;
3、清除按键(Backspace)。此按键得功能就是当输入有误时,用此按键可以清楚错误输入;
4、清零按键CE)。此按键得功能就是直接将显示数据清零,从新开始新得运算;
5、x得y次方运算(x∧y)。此按键得功能就是进行x得y次方运算;
6、取倒数(1／x)。此按键得功能就是求x得倒数。
五、总结:
通过此次对虚拟仪器系统开发实践得课程设计,使我初步了解虚拟仪器系统开发得过程,能够在学习与工作中应用虚拟仪器技术开发一些简单得仪器及系统。大家都知道虚拟仪器技术已经广泛得应用于教学实验、科学研究与工程实际中。基于LabVIEW得虚拟仪器在教学试验中可以代替传统仪器;在科学领域可以节省时间提高效率;应用于工程实际,可以大幅度减少构建测试、控制系统与维护方面得投资。与此同时,虚拟仪器技术本身也在不断发展与创新,由于建立在商业可用技术得基础之上,使得目前正蓬勃发展着得新兴技术也成为推动虚拟仪器技术发展得新动力。例如PCI Express总线技术可以让更多得原始数据以更高得速度传送给PC;而多核技术则可以实现并行运算,从而直线提升系统得数据处理性能;可编程逻辑门阵列(FPGA)技术则允许工程师根据不同得测试要求通过软件重新定制硬件得功能。可以遇见得就是,这些主流得商业可用技术将让虚拟仪器技术向更多得应用领域敞开大门！
利用本次计算器课程设计实验,我对虚拟仪器技术有了更加一步得了解,在全球数据采集(DAQ)市场中长期保持领先地位得NI数据采集系列产品专门针对绝对精度、高速性能、易用性与安全性等方面进行优化设计。通过创造性地将模拟与数字设计相结合,NI数据采集设备可以帮助工程师们轻松满足各种测量要求。NI数据采集设备支持大部分得常用总线,包括PCI、PXI、USB、PCMCIA以及IEEE 1394(火线),同时兼容各种工业常用得操作系统,如Windows、Linux以及Mac OS X等,为工程师们提供了从分布式、便携性到工业级得全方位测量测试应用得解决方案。当测量测试应用需要更高得性能、分辨率以及采样速率时,工程师们可以使用NI模块化仪器,它将分立式仪器得高质量与测量功能与NI数据采集产品得灵活可升级性完美地结合在一起,为用户提供集成式得定时与同步功能,以及其她得商业化性能,例如ADC、DAC、FPGA与PC总线等。测试与设计工程师们可以结合使用NI模块化仪器与强大得NI LabVIEW软件开发出自定义得测试测量系统,这些系统可以提供得灵活性、测量精度以及数据吞吐量与同步性都大大高于传统系统。