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labview课程设计模拟计算器

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2020年4月19日
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河 北 工 程 大 学
《虚拟仪器设计》课程设计报告

课 题：计算器模拟

                  姓 名： 需要程序的能够联系我
                  学 号：
                  班 级： 测控三班
                  完成日期： 年 6月19日 目 录
一、设计思路……………………………………………………………………2
二、 实现过程……………………………………………………………………2
1、 面板键入感应…………………………………………………………2
2、 运算变量的初始化……………………………………………………2
3、 无操作时的默认输出…………………………………………………3
4、 数字的键入1-9的输入…………………………………………………3
5、 数字0的输入…………………………………………………………4
6、 小数点的键入……………………………………………………………5
7、 结果去零操作……………………………………………………………5
8、“+/-”键的设计…………………………………………………………7
9、“+、-、*、/”四则运算…………………………………………………7
10、 等号键…………………………………………………………………8
11、 开方运算………………………………………………………………9
12、 取倒数倒数运算………………………………………………………9
13、退格键CE的设计 ……………………………………………………10
14、 清零键C………………………………………………………………11
15、 停止键OFF……………………………………………………………12
三、整体程序……………………………………………………………………12
四、 前面板的设计排版…………………………………………………………12
五、 while循环中寄存器能……………………………………………………13
六、 此计算器能够实现的功能…………………………………………………13
一、 设计思路
完成标准型计算器的一般功能。
输入第一个数，进行存储并显示 　 输入运算的类型并存储　　　 输入第二个数，存储并显示 按“=”或则按其它运算符号“+、-、*、/”进行连续的运算，最后显示运算结果。

二、 具体的实现过程
3、 面板键入感应
在前面板上建立22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个清零键，1个退格键，1个退出键。如下图所示：

4、 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，如图所示

5、 无操作时的默认输出
当键盘上的键没有任何一个按下时，系统仅执行顺序结构第一帧，系统处于初始化状态输出。

6、 数字1--9的输入
以数字“1”为例，当按下数字“1”后，布尔量为值改变，进入时间结构结构将1输出到显示中，布尔量再次改变时。（图1.4.1）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，（图1.4.2）若不为0，则将这两次输入的数据经过连接字符串连接到一起，在显示中输出。数字2到9也是同样的道理。（图1.4.3）

（图1.4.1）

（图1.4.2） （图1.4.3）

7、 数字0的输入
当第一次输入0时，与上述真的情况相同，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，经过连接字符与00比较，若不等，则将数据直接输出（图1.5.1）。若相等，则直接输出0（图1.5.2）。

（图1.5.1） （图1.5.2）

8、 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（图1.6.1）。若之前已输入数据，此时再输入小数点首先利用判断已输入的数据中是否含有小数点，若不含有，则后输出T，执行程序“真”（图1.6.2）；若含有小数点，则输出F，执行程序“假”（图1.6.3

(图1.6.1）

（图1.6.2）

（图1.6.3）

9、 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（图1.7.1------上图表示末位为零，下图表示末位不为零）

（图1.7.1）
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。
（图1.7.2------上图表示末位为小数点，下图表示末位不是小数点）

（图1.7.2）
8、“+/-”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。如下图所示

其中的顺序结构为去末尾零和去无关小数点的操作。
9、“+、-、*、/”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（图1.9.1），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，默认进行空条件下的程序（图1.9.2），若以前已有运算，以加法为例，先将之前的两个数进行相加运算，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（图1.9.3）。

（图1.9.1）

（图1.9.2）

（图1.9.3）
10、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“显示”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。

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）

12、 取倒数运算
原理与上述开方运算相同。（顺序结构的后两层为去零操作）

13、 退格键CE的设计
在点击退格键时，要实现从末位开始的依次退格，直至输出为0。
首先，将整数部分与小数部分进行分离，运用实现此功能。连接方式如图1.13.1

（图1.13.1）

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”，将字符串长度减1后与整数部分连接，得到新的显示输出。（图1.13.2）

（图1.13.2）
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（图1.13.3）。

（图1.13.3）
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.（图1.13.4）

（图1.13.4）
14、 清零键C
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。

15、 停止键OFF
程序结束，将T输入到while循环的停止键上。

三、 整体程序

四、 前面板的设计排版

五、 while循环中寄存器功能
从上到下的寄存器功能依次为：最上面的用来存储“显示”的数据，第二个用来前一次运算后输出的数值，第三个用来存放四则运算的符号，最底下的用来给出控制变量。

六、 此计算器能够实现的功能
经过调试，此计算器能够实现基本的四则运算，开放，取负数，取倒数的运算。同时，它还能够实现四则运算的连续运算，并输出正确结果；对结果进行报错（对0取倒数，报错Inf；对负数开放，报错NaN）；对结果进行修正（第一位为零或多零，多小数点，结果末位不影响结论的零）。