labview課程設(shè)計---基于labview的計算器設(shè)計

1、<p>　　虛擬儀器系統(tǒng)開發(fā)與實踐</p><p>　　課 程 設(shè) 計</p><p><b>　　成績評定表</b></p><p>　　設(shè)計課題 ： 基于labview的計算器設(shè)計 </p><p>　　學(xué)院名稱 ： 電氣工程學(xué)院 </p&g

2、t;<p>　　專業(yè)班級 ： </p><p>　　學(xué)生姓名 ： </p><p>　　學(xué) 號 ： </p><p>　　指導(dǎo)教師 ：

3、 </p><p>　　設(shè)計地點 ： 31-518 </p><p>　　設(shè)計時間 ： 2011-12-12～2011-12-20 </p><p>　　虛擬儀器系統(tǒng)開發(fā)與實踐 課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　引言：</b>

4、;</p><p>　　本次課程設(shè)計是基于LabVIEW虛擬儀器系統(tǒng)開發(fā)與實踐等原理與技術(shù)而設(shè)計的計算器，可以用來模擬真實計算器而進行一些簡單的基本運算。虛擬儀器的起源可以追溯到20世紀(jì)70年代，“虛擬”的含義主要是強調(diào)軟件在儀器中的作用，體現(xiàn)了虛擬儀器與主要通過硬件實現(xiàn)各種功能的傳統(tǒng)儀器的不同。由于虛擬儀器結(jié)構(gòu)形式的多樣性和適用領(lǐng)域的廣泛性，目前對于虛擬儀器的概念還沒有統(tǒng)一的定義。美國國家儀器公司（Nation

5、al Instrunents Corpotion ，NI）認為，虛擬儀器是由計算機硬件資源、模塊化儀器硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過程通信及圖形用戶界面的軟件組成的測控系統(tǒng)，是一種計算機操縱的模塊化儀器系統(tǒng)。</p><p>　　過去40年的時間里，美國國家儀器公司（NI）通過虛擬儀器技術(shù)為測試測量和自動化領(lǐng)域帶來了一場革新：虛擬儀器技術(shù)把現(xiàn)成即用的商業(yè)技術(shù)與創(chuàng)新的軟、硬件平臺相集成，從而為嵌入式設(shè)計、工業(yè)控制以及測試和

6、測量提供了一種獨特的解決方案。使用虛擬儀器技術(shù)，工程師可以利用圖形化開發(fā)軟件方便、高效的創(chuàng)建完全自定義的解決方案，以滿足靈活多變的需求趨勢。</p><p>　　本次設(shè)計的計算器是利用虛擬儀器技術(shù)而完成的，可以完成利用計算器可以進行簡單的四則運算、可以進行平方、開根號和倒數(shù)運算、計算器可以進行清零和關(guān)閉計算器操作、在輸入數(shù)據(jù)時不慎將某個數(shù)字輸錯可以運用BackSpace清除該值等一些基本簡單的運算。</p&

7、gt;<p><b>　　二、前面板設(shè)計：</b></p><p>　　前面板是LabVIEW的圖形用戶界面，在LabVIEW環(huán)境中可以對這些對象的外觀和屬性進行設(shè)計，LabVIEW提供了非常豐富的界面對象，可以方便地設(shè)計出生動、直觀、操作方便的用戶界面。本系統(tǒng)中前面板顯示程序的輸入和輸出對象，即，控件和顯示器。本程序中控件主要是按鈕，顯示器主要是文本顯示。</p>

8、<p>　　在前面板設(shè)計過程中先在前面板整齊排列放置22個確定按鈕，將這22按鈕的標(biāo)簽隱藏，然后修改這22個確定按鈕的名字分別為：0～9十個數(shù)字、小數(shù)點、正負號、加、減、乘、除、等號、倒數(shù)、根號、清零、退格和X的Y次方。</p><p>　　前面板還包括一個文本顯示控件用于顯示計算的結(jié)果和計算器的某些提示，通過改變顯示控件的大小使之于計算器的大小相適應(yīng)。計算器的前面板還有程序框圖中while循環(huán)的停

9、止按鈕，當(dāng)按鈕按下時計算器停止工作退出到LabVIEW的編輯界面。</p><p>　　為了前面板的美觀和防止按鈕的移動，分別將前面板的各個按鈕和文字進行組合和對前面板進行裝飾，裝飾采用修飾中的平面框。如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1計算器前面板</p><p><b>　　三、后面板設(shè)計：</b></p><

10、p>　　程序框圖對象包括接線端和節(jié)點，將各個對象連線連接便創(chuàng)建了程序框圖，接線端的顏色和符號表明了相應(yīng)輸入控件或顯示控件的數(shù)據(jù)類型。程序框圖是程序的核心，程序要實現(xiàn)的功能都是通過程序框圖反應(yīng)出來的。本課程設(shè)計的程序框圖主要運用了while循環(huán)、時間結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和平鋪順序等結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖3-1對小數(shù)點的掃描</p><p>　　通過圖3-1可以看出當(dāng)小數(shù)點按鈕按下時，

11、0.和存臨時數(shù)據(jù)通過字符串連接控件將兩者連接到一起；小數(shù)點按鈕沒有按下時，臨時數(shù)據(jù)和小數(shù)點通過字符串連接按鈕也將兩者連接在一起，將連接到一起的數(shù)據(jù)送到顯示控件。</p><p>　　圖3-2對數(shù)字鍵的掃描</p><p>　　數(shù)值控件與運算按鈕沒有直接的連線，這就需要對控件進行引用，將引用后的結(jié)果經(jīng)過屬性節(jié)點和字符串至十進制轉(zhuǎn)換將按下的按鈕掃描到臨時數(shù)據(jù)進行臨時保存。</p>

12、<p>　　圖3-3四則運算的除法運算</p><p>　　在四則運算的過程中，通過運算符按鈕對四則運算進行控制，在進行除法運算當(dāng)除數(shù)為零時，會出現(xiàn)錯誤的提示。當(dāng)除數(shù)不為零時，除法運算跟加減乘的運算是一樣的。</p><p><b>　　圖3-4清零操作</b></p><p>　　清零操作就是將運算符、小數(shù)點、顯示和操作等控件的局

13、部變量返回到計算前的設(shè)定值，以便于進行下一步的運算。</p><p><b>　　圖3-5退格操作</b></p><p>　　當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)較大或者在進行連續(xù)運算時，不慎將某個數(shù)輸入錯誤如果進行清零操作就會導(dǎo)致以前的工作全部功虧于潰，這是只需進行退格操作將輸入錯誤的數(shù)值清除即可，不過計算后的結(jié)果不能進行退格操作。</p><p><b&g

14、t;　　圖3-6開根號運算</b></p><p>　　開根號是計算器最基本的功能，在進行開根號運算之前應(yīng)該先對開根號的數(shù)值進行判斷是否滿足開根號的條件。當(dāng)根號下的數(shù)值小于零時，會顯示出“錯誤：被開放數(shù)小于零！”；根號下的數(shù)值大于等于零時，會通過計算顯示出正確的結(jié)果。</p><p>　　圖3-7x的y次冪運算</p><p>　　在進X的Y次冪操作時，

15、先輸入的為底數(shù)后輸入的為冪數(shù)。X的Y次冪運算已經(jīng)在前面定義過了，在這里只需調(diào)用就可以了。</p><p><b>　　圖3-8倒數(shù)運算</b></p><p>　　倒數(shù)運算跟除法運算非常相似，只需將除法運算中的被除數(shù)改為固定數(shù)1就可以了，同時還必須考慮除數(shù)為零的情況，這按除法運算的設(shè)計方法就可以了。</p><p><b>　　四、系

16、統(tǒng)調(diào)試：</b></p><p>　　1.四則運算。此運算利用+、—、×、÷可以進行一些基本簡單的混合運算；</p><p>　　2.開平方（Sqrt）。此按鍵的功能是對某個數(shù)進行開方運算；</p><p>　　3.清除按鍵（Backspace）。此按鍵的功能是當(dāng)輸入有誤時，用此按鍵可以清楚錯誤輸入；</p><p

17、>　　4.清零按鍵（CE）。此按鍵的功能是直接將顯示數(shù)據(jù)清零，從新開始新的運算；</p><p>　　5.x的y次方運算（x∧y）。此按鍵的功能是進行x的y次方運算；</p><p>　　6.取倒數(shù)（1／x）。此按鍵的功能是求x的倒數(shù)。</p><p><b>　　五、總結(jié)：</b></p><p>　　通過此次對

18、虛擬儀器系統(tǒng)開發(fā)實踐的課程設(shè)計，使我初步了解虛擬儀器系統(tǒng)開發(fā)的過程，能夠在學(xué)習(xí)與工作中應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)開發(fā)一些簡單的儀器及系統(tǒng)。大家都知道虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于教學(xué)實驗、科學(xué)研究和工程實際中?；贚abVIEW的虛擬儀器在教學(xué)試驗中可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器；在科學(xué)領(lǐng)域可以節(jié)省時間提高效率；應(yīng)用于工程實際，可以大幅度減少構(gòu)建測試、控制系統(tǒng)和維護方面的投資。與此同時，虛擬儀器技術(shù)本身也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，由于建立在商業(yè)可用技術(shù)的基礎(chǔ)之上，使得目

19、前正蓬勃發(fā)展著的新興技術(shù)也成為推動虛擬儀器技術(shù)發(fā)展的新動力。例如PCI Express總線技術(shù)可以讓更多的原始數(shù)據(jù)以更高的速度傳送給PC；而多核技術(shù)則可以實現(xiàn)并行運算，從而直線提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理性能；可編程邏輯門陣列（FPGA）技術(shù)則允許工程師根據(jù)不同的測試要求通過軟件重新定制硬件的功能?？梢杂鲆姷氖牵@些主流的商業(yè)可用技術(shù)將讓虛擬儀器技術(shù)向更多的應(yīng)用領(lǐng)域敞開大門！ </p><p>　　利用本次計算器課程設(shè)計實

20、驗，我對虛擬儀器技術(shù)有了更加一步的了解，在全球數(shù)據(jù)采集（DAQ）市場中長期保持領(lǐng)先地位的NI數(shù)據(jù)采集系列產(chǎn)品專門針對絕對精度、高速性能、易用性和安全性等方面進行優(yōu)化設(shè)計。通過創(chuàng)造性地將模擬和數(shù)字設(shè)計相結(jié)合，NI數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以幫助工程師們輕松滿足各種測量要求。NI數(shù)據(jù)采集設(shè)備支持大部分的常用總線，包括PCI、PXI、USB、PCMCIA以及IEEE 1394（火線），同時兼容各種工業(yè)常用的操作系統(tǒng)，如Windows、Linux以及Mac

21、 OS X等，為工程師們提供了從分布式、便攜性到工業(yè)級的全方位測量測試應(yīng)用的解決方案。當(dāng)測量測試應(yīng)用需要更高的性能、分辨率以及采樣速率時，工程師們可以使用NI模塊化儀器，它將分立式儀器的高質(zhì)量和測量功能與NI數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品的靈活可升級性完美地結(jié)合在一起，為用戶提供集成式的定時和同步功能，以及其他的商業(yè)化性能，例如ADC、DAC、FPGA和PC總線等。測試和設(shè)計工程師們可以結(jié)合使用NI模塊化儀器和強大的NI LabVIEW軟件開發(fā)出自定義的