基于LabVIEW的科学计算器毕业设计

1、基于 LabVIEW 的科学计算器毕业设计目录内容摘要:1关键词：1Abstract:11. 绪 论21.1 论文的研究背景21.2 仪器的发展背景21.3 虚拟仪器的发展及未来前景32 虚拟仪器及 LabVIEW 的介绍52.1 虚拟仪器的介绍52.2 虚拟仪虚拟仪器的主要特点52.3 虚拟仪器开发平台 LabVIEW 的介绍62.3.1 LabVIEW 的界面介绍72.3.2 虚拟仪器开发平台 LabVIEW8.5 的程序构成与模块简介72.4 LabVIEW 的特点与发展103 计算器的介绍123.1 计算器的起源123.2 计算器的功能类型124. 总体设计144.1 设计思路与流程图144.2 键入感应154.3 数字的读入164.3.1 数字 19 的键入1614.3.2 数字 0 的键入174.4 操作类型184.5 常用键的设置184.5.1 小数点（.）184.5.2 等号键194.5.3 清零键 C214.5.4 退出键 CE224.5.5 开方键（sqrt）224.5.6 倒数键(1/x)234.5.7 反号键（+/-）244.5.8 backspace 键244

2、.6 簇中的各元素在条件结构中代表的序号254.7 去掉小数末尾的 0 的功能254.8 框图结构264.9 计算器的前面板结构275.总 结28参考文献29致 谢302内容摘要:本次毕业论文是基于 LabVIEW 的科学计算器，主要是使用LabVIEW 虚拟仪器开发环境设计出一款简易计算器，使它达到两个数之间的四则运算和求倒数、求开方、取负值等一些基本简单的运算。并对这些运算的实现过程中出现的一些问题使用 LabVIEW 程序进行解决。编程的主体思想是对一个运算过程的完整表述：首先输入第一个数据，存储并显示；再是对运算类型进行输入并存储；然后输入第二个数据，存储并显示；最后按“=” 得出结果或者是按其他运算符号继续进行连续的运算。关键词：LabVIEW科学计算器虚拟仪器四则运算。Abstract:ThispaperisbasedontheLABVIEWscientific calculator, mainly the use of LABVIEW virtual instrument development environment to design a simple calcula

3、tor, to achieve a number of two four operations and reciprocal, square root, negative for some basic simplearithmetic.Andsolvesomeoftheproblemsinthe implementation process of these operators practical LABVIEW program. The main idea is to programming formulation of an operational process is complete ： The first input data, storage and display; then to operation type input and stored; and then the second data input, storage and display; finally, according to the = results or by other operations to

4、 continue.Key words ：LabVIEWScientific calculatorVirtual instrument Arithmetic.1.绪 论1.1 论文的研究背景本课题是基于 LabVIEW 的科学计算器的设计，所涉及到的主要思想就是虚拟仪器的应用。它完美的体现了仪器与计算机的结合，本论文就是体现在计算机里面装入仪器，这种方法以计算机为基础，从而实现计算器在计算机中实现全部功能。虚拟仪器的使用领域与研究范围也越来越广泛，大到航天航空工业，小到个人随身的携带品都会使用到虚拟仪器。1.2 仪器的发展背景世界上被称为第一代的仪器叫做模拟仪器。这种仪器主要通过模电技术去实现，通过指针的方式来表现最后的结果。随着科学技术的发展，数字仪器慢慢的取代了虚拟仪器，成为了被人们心目中的第二代仪器，数字仪器的主要功能就是实现模数转换，将原本是模拟信号的测量最终转化为数字信号的测量，并输出结果。就现在看来，数字仪器的使用也相当广泛。随着人们的思想不断进步，第二次仪器革命也就到来，从而第三代仪器-智能仪器被推出，智能仪器中包含了微处理器，它不仅可以进行自动测量， 而且还具有一定的数

5、据处理方面的能力，因而可以取代部分脑力方面的劳动。但是这种智能仪器无论是应用方面还是开发方面，灵活性很不足，因为它全部功能都是以固态的形式而存在，不能像软件那样随便的拓展。不足就必须会有改进，不久以后，由现代计算机技术和测量技术相结合的而成的产物，从而诞生了我们现在所称的虚拟仪器，它的诞生可以说得上是在传统仪器的基础上一次巨大的变革，从而奠定了将来仪器的发展方向。1998 年，虚拟仪器产品陆续上市，从此以后，虚拟仪器产品更是快速的增多。纵观仪器的发展史，我们可以发现仪器领域已经历了两次伟大的技术革命。分别是：由数字电子的发展从而引起的一次革命，和由微型处理器的应用从而引起的另一次革命。第一次仪器革命使仪器的形态从模拟仪器时代进入了数字化仪器时代；第二次仪器革命使数字化仪器时代仪进入了智能仪器时代。就目前看来，仪器将进入虚拟仪器时代，这次仪器革命是由计算机的发展而引起，计算机的进步就体现在它的软件和硬件之上。1.3 虚拟仪器的发展及未来前景虚拟仪器的起源可以追溯到 20 世纪 70 年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC 机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，

6、甚至在Microsoft 公司的 Windows 诞生之前， NI 公司已经在Macintosh 计算机上推出了 LabVIEW2.0 以前的版本。对虚拟仪器和LabVIEW 长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。逐渐走向成熟的虚拟仪器从提出想法到目前技术上有很大的发展，直接表现出传统工业的革命中计算机技术的重大突破。从虚拟仪器的历史来看，大致经过了三个发展进程。使用计算机增强传统仪器的功能是第一进程。由于树立了 GPIB 总线标准，使计算机不再拥有独立的功能，让它和其他计算机之间的交流得以实现。如果用户需要用计算机操作仪器，达到两者之间协同工作，仅仅需要将 GPIB 和 RS-232 将其与计算机联结就可以实现操作。在这一阶段虚拟仪器几乎是直线上升的发展。开放式的仪器构成是第二进程。其中 plug-inPCDAQ 和 VXI 仪器总线标准的建立使得这两大技术性的进步出现在仪器硬件上。这些新技术使虚拟仪器的发展有了很大的提高，不仅处理了在上一个阶段内在供应方面以及设定仪器功能方面的不同，并且开放了仪器的构成，使之为广大用户所了解。虚拟仪器框架得到了广大群众的认同与好评

7、，最终采用是第三阶段。因为软件领域一般采用面向对象的编程思想，所以开发了框架封装任何用户构建虚拟仪器需要知道的东西，使用户的操作更为便捷。硬软件所涉及的行业直接导致了很多的行业有了自己的准则，某些虚拟仪器平台也就成为了该行业的权威准则工具并得到认可。至此，人们也逐渐认识到了框架对于虚拟仪器的重要性，若想要实现一般仪器所具有的功能，例如：数据采集方面，框架就是实现目的的重点。自从 National Instruments 公司率先提出虚拟仪器概念至今已有 20 多年在这 20 多年里，NI 逐步改革了全世界工程师和科学家们测量和自动化的方法今天，全世界的工程师和科学家们正在成千上万个应用系统中使用“虚拟仪器”，从而达到了缩短开发时间、提高产品品质并降低生产成本的共同目的同时，虚拟仪器技术也正在趋于成熟和完善此外，互联网也已经使数据共享进入了新的阶段，加速了虚拟仪器的新网络技术及远程计算技术的发展，而这些技术是传统独立仪器不可能实现的虚拟仪器技术很好地利用了互联网的功能，因此，可以将来自测量或控制设备中的数据直接发布到 Web 网页上，或是用手持式的数字助理工具读取数据，甚至还可以将数据输

8、出到手机上使用虚拟仪器技术，可以使用互联网的强大功能远距离控制的仪器设备，或是与远在其它办公地点甚至其它国家的同事合作处理一个项目未来的这种连通水平将会更高，届时将赋予模块化新的定义随着互联网和无线技术的不断发展，工程师们不仅能够重新使用模块化的组成部分， 还可以更方便地在全球范围内共享知识和经验巩固开发过程每个阶段 工程师们的努力成果商业科技的发展浪潮将会继续，同时也会将虚拟仪器技术推向新的水平因此，性能的提高将会更容易实现，从而节省宝贵的开发及系统集成时问，同时又比传统仪器测量方案成倍降低成本没有人能够准确地预测未来的虚拟仪器将会发展到怎样的程度，但是有一点可以肯定Pc 机与其相关的科技将会是虚拟仪器技术的核心，而有了它的帮助将会更成功。总之虚拟仪器技术，使现代测控的系统更灵活、更紧凑、更经济、功能更强大 无论是测量、钡 4 试、计量或是工业过程控制和分析处理，还是其他更为广泛的测控领域，虚拟仪器都是理想的高效率的解决方案随着计算机技术的不断发展，虚拟仪器技术也会在各领域中发挥其重要作用，他将在促进科技进步创造良好的社会效益和巨大的经济效益方面发挥卓越的作 用，并表现出强大的生命力

9、，它必然会对科技发展和工业生产产生不可估量的影响。2 虚拟仪器及 LabVIEW 的介绍2.1 虚拟仪器的介绍虚拟仪器（ virtual instrumention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。框图 2-1 反映了常见的虚拟仪器方案。图 2-1 常见的虚拟仪器方案2.2 虚拟仪虚拟仪器的主要特点虚拟仪虚拟仪器的主要特点有：(1) 尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。(2) 可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。(3) 用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国 NI 公司的 LabVIEW。虚拟仪器的起源可以追溯到 20 世纪 70 年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC 机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在 Microsoft 公司的 Windows 诞生之前， NI 公司已经在Macinto

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