用labview设计一个计算器(虚拟仪器)

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实验一Labview 计算器

一、实验目的

通过利用labview设计一个简易计算器熟练的掌握labview基本功能和基本操作方法。

二、实验要求

利用设计的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。

三、实验原理和框图

1、前面板设计

前面板是LabVIEW的图形用户界面，在LabVIEW环境中可以对这些对象的外观和属性进行设计，LabVIEW提供了非常丰富的界面对象，可以方便地设计出生动、直观、操作方便的用户界面。本系统中前面板显示程序的输入和输出对象，即，控件和显示器。本程序中控件主要是按钮，显示器主要是文本显示。

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按钮的标签隐藏，然后修改这22个确定按钮的名字分别为：0～9十个数字、小数点、正负号、加、减、乘、除、等号、倒数、根号、清零、退格和X的Y次方。

前面板还包括一个文本显示控件用于显示计算的结果和计算器的某些提示，通过改变显示控件的大小使之于计算器的大小相适应。计算器的前面板还有程序框图中while循环的停止按钮，当按钮按下时计算器停止工作退出到LabVIEW的编辑界面。

为了前面板的美观和防止按钮的移动，分别将前面板的各个按钮和文字进行组合和对前面板进行装饰，装饰采用修饰中的平面框。如下图所示：

2.后面板设计

程序框图对象包括接线端和节点，将各个对象连线连接便创建了程序框图，接线端的颜色和符号表明了相应输入控件或显示控件的数据类型。程序框图是程序的核心，程序要实现的功能都是通过程序框图反应出来的。本课程设计的程序框图主要运用了while循环、时间结构、条件结构和平铺顺序等结构。

通过上图可以看出当小数点按钮按下时，0.和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，临时数据和小数点通过字符串连接按钮也将两者连接在一起，将连接到一起的数据送到显示控件。

数值控件与运算按钮没有直接的连线，这就需要对控件进行引用，将引用后的结果经过属性节点和字符串至十进制转换将按下的按钮扫描到临时数据进行临时保存。

图3-3四则运算的除法运算

在四则运算的过程中，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，会出现错误的提示。当除数不为零时，除法运算跟加减乘的运算是一样的。

图3-4清零操作

清零操作就是将运算符、小数点、显示和操作等控件的局部变量返回到计算前的设定值，以便于进行下一步的运算。

图3-5退格操作

当输入的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的工作全部功亏于溃，这是只需进行退格操作将输入错误的数值清除即可，不过计算后的结果不能进行退格操作。

图3-6开根号运算

开根号是计算器最基本的功能，在进行开根号运算之前应该先对开根号的数值进行判断是否满足开根号的条件。当根号下的数值小于零时，会显示出“错误：被开放数小于零！”；根号下的数值大于等于零时，会通过计算显示出正确的结果。

图3-7x的y次幂运算

在进X的Y次幂操作时，先输入的为底数后输入的为幂数。X的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，只需将除法运算中的被除数改为固定数1就可以了，同时还必须考虑除数为零的情况，这按除法运算的设计方法就可以了。

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的混合运算；

2.开平方（Sqrt）。此按键的功能是对某个数进行开方运算；

3.清除按键（Backspace）。此按键的功能是当输入有误时，用此按键可以清楚

错误输入；

4.清零按键（CE）。此按键的功能是直接将显示数据清零，从新开始新的运算；

5.x的y次方运算（x∧y）。此按键的功能是进行x的y次方运算；

6.取倒数（1／x）。此按键的功能是求x的倒数。

五、总结

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的了解，在全球数据采集（DAQ）市场中长期保持领先地位的NI数据采集系列产品专门针对绝对精度、高速性能、易用性和安全性等方面进行优化设计。通过创造性地将模拟和数字设计相结合，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。

实验二模拟输入

一、实验目的

1了解LabVIEW中进行数据采集的过程；

2掌握基本的数据采集模块的使用；

3学会使用中级数据采集模块进行编程；

4学会用软件触发显示实时波形。

二、实验要求

通过BNC-2120连接器和P6014E采集卡，实现单通道多点采集，用软件触发显示实时波形。

三、实验原理及框图

1单通道连续数据采集

本程序需调用Intermediate VI中的AI Config VI、AI Strat VI及AI Read VI 等来实现，其程序如图1所示，首先在AI Config VI中需要指定缓冲区长度Buffer size，其余参数可采用默认值。在AI Start VI中需要设置扫描速率scan rate，即指定采样频率；此外，需将通道列表扫描的次数number of scans to acquire设为0，以实现连续采集。程序中设置了一个While循环，开始采集后，在循环中不断读取缓冲区中数据，并送往示波器加以显示。用AI Clear VI来清除模拟输入操作和缓冲区的配置，并释放DAQ卡上的资源。

图1 单通道连续数据采集程序

2软件触发数据采集

软件触发是在数据采集时，对A/D转化的信号进行比较监测，当满足软件触发的条件时开始将采集数据读取到数据缓冲区，并在采集结束后将数据传输到计算机。即信号采集一直在进行，但只对满足条件的数据进行处理。其程序如图2所示，主要需要对AI Read VI的conditional retrieval进行配置，包括触发电平、触发方式等。