谈谈计算器基于labview虚拟计算器设计和实现

摘要：目的：设计与实现虚拟计算器。方法：运用图像化编程语言labview设计。
结果：设计完成的虚拟计算器能做预定的四则运算和特殊运算。结论：运用labview设计与实现虚拟计算器，编程方法简单，增加功能方便。
关键词：labview 虚拟计算器 VI
1007-9416（2013）01-0148-04
虚拟计算器是一种在计算机上实现各种工具，它能完成对输入量的一些简单计算和显示，是生活中和工业应用中的方便工具。
基于labview利用虚拟仪器技术而设计的计算器，可以用来模拟真实计算器而进行运算。使用虚拟仪器技术，工程师可以利用图形化开发软件labview方便、高效的创建完全自定义的解决方案，以满足灵活多变的需求趋势。
设计的虚拟计算器是利用虚拟仪器labview技术而完成的，可以完成利用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。[3][4]另外，通过特殊运算模块为计算器添加特殊运算功能：log、In、立方，以及基本的三角运算等。

1 设计思路

虚拟计算器是通过界面上的输入按钮或计算机键盘上的数据输入按钮输入，经过内部数据的分析和处理后在特定的屏幕上显示出来。这里充分应用labview软件强大的数据处理功能，对输入的数据方便地进行计算并分析，最后显示处理。

1.1 总体设计

1.1 总体设计思路

计算器由一个主界面来控制，再调用一些控件和函数进行运算操作。有所的程序都有分模块编写成子VI的方式调用。

1.2 总体设计目标

能通过界面操作和键盘操作进行输入，再显示出结果。最后实现的效果是先运行一个主VI，启动程序主界面，然后根据用户的要求可以输入并显示，最后送到后台进行计算，并为下一次运算做准备。

1.3 总体结构层次

先用一个主界面判断输入的类型，根据不同的类型调用不同的模块进行转换和运算，最后把结果显示到界面上。VI层次结构如图1-1所示。

1.2 工作流程

虚拟计算器就是一种对数据和符号的输入进行处理和显示的过程。它的工作中要用到一些子VI调用，这样有些工作在流程中看起来就比较复杂。工作中先是前面板操着界面，然后等待用户输入。当用户输入一个值或字符后，系统开始判断输入的类型，并进行相应的程序来执行。工作流程图如图2所示。

2 主要功能模式的设计和实现

主要功能分模块实现，方便程序的编写、调试和调用。

2.1 模块化的设计和实现

2.

1.1 删除无效0

删除无效0子VI就是在计算过程中，对生成的无效位的0进行删除。这样做可以保证显示的宽度够用，也可以显示的完整性。所谓无效0是指在输入中以0开始时的0、小数点后面无数字结束的0。程序如图2-1所示。
2.

1.2 删除和清除

删除和清除子VI是对系统中输入的量有错误时进行删除，这样就删除了输入量的最后一位。清除是对整个输入的量进行清空，使所有计算重新开始。这样就给系统的运行提供了一个容错的机会，能方便用户的输入。
2.

1.3 判断键盘输入

判断键盘输入子VI是用来判断键盘上是否有输入，这样可以判断计算机的键盘上是否有输入动作。当输入为特定的几个按钮时，就有相应的动作，例如数字键、运算符、回车等，为用户直接利用键盘输入提供了方便。
2.

1.4 特殊计算

特殊计算子VI就是对一些除加、减、乘、除除外的特殊符号的运算，包括角度求值、平方求值、阶乘等。
2.

1.5 计算结果

摘自：毕业论文提纲格式www.udooo.com

计算结果子VI是对输入的运算值和运算符进行相应的运算，也就是用输入量求出最后的结果。
2.

1.6 主界面

主界面主VI控制着整个程序的逻辑结构和运算过程，主要是对用户界面上的操作输入和运行结果的显示。

2.2 关键技术

运用labview设计虚拟计算器，有自己独特的技术特色。

2.1 模块化编程

模块化编程方便于调试、修改和调用。任何一个模块都可以作为一个子模块，被其它模块调用，即主VI调用子VI，任何一个VI都可以设置成子VI或主子VI，被其它的VI调用。

2.2 程序结构

在运用labview设计虚拟计算器的过程中，条件结构和事件结构用的比较多。其实，从图1-2中或以上程序设计框图中，不难发现条件结构和事件结构是整个程序设计的重点。

2.3 键盘与数值

如何把按键盘上的符号和数字转换成相应的数字和符号输出，通过下面的技术可以做到：
（1）属性节点：把布尔动作转换成字符串输出；
（2）键按下操作：键输入和值的写入的判断。

3 运行结果分析

本程序框图通过一个while循环套用一个事件结构和一个条件结构，以及一个调用节点完成对函数的调用，进而完成对计算器的两个输入数据的加、减、乘、除运算和一些特殊运算。若某次运算完成，计算器则停止运算。当计算器运算结果出现错误时，例如1/0没有意义，这时出现错误，计算器会输出“Inf”提示用户输出错误，并将错误代码显示在前面板上。
4 讨论
本虚拟计算器的功能扩展非常方便，只需要在主界面上增加相应的特殊计算按钮和在特殊计算的事件结构分支相应的增加。但这个计算器的缺陷是只能在计算机上运行，无法在一般的手机或别的设备上运行。
参考文献
郑对元.精通LabVIEW虚拟仪器程序设计[M].清华大学出版社，2012，05：388.
任凯.基于JA的简单计算器的设计与实现[J].电脑知识与技术，2011，05：3566.
[3] 王健南.基于VC_的小型计算器程序设计[J].农业网络交流，2009，09：124
[4] 秦鸿霞.基于VisualFoxPro的计算器的设计[J].电脑知识与技术，2007，14：450.