本文是基于LabVIEW虛擬儀器系統開發與實踐等原理、技術而設計出的科學計算器，是利用虛擬儀器技術而完成的。可以用來模擬真實計算器而進行簡單的加減乘除四則運算、平方、開根號和倒數運算，以及進行三角函數的數值轉換。本次設計運用條件結構、順序結構以及層疊式順序結構等實現具體的計算器功能，利用子VI進行相關數值的轉換。LabVIEW 是美國國家儀器公司推出的一種基于 G 語言的虛擬儀器軟件開發工具。本文首先介紹了LabVIEW科學計算器設計的理論支撐，然后使用LabVIEW設計了詳細程序框圖和程序的前面板，并對設計過程中所遇問題進行總結，最后對科學計算器進一步的設計優化進行了展望。

在確定計算器功能類型和數量的基礎上，查閱相關資料對方案進行論證，完成總體設計。繪制出系統總圖和計算器界面總框圖。計算器設計流程圖如圖2所示。

圖2 計算器設計流程圖

• 總體設計
  

在LabVIEW開發環境下，創建可執行文件必須在“項目”下進行。本程序的項目瀏覽器窗口如圖3所示。

圖3項目瀏覽器

在項目瀏覽器中，我們可以看到，項目調用了很多子VI，主界面主VI控制著整個程序的邏輯結構和運算過程，主要是對用戶界面上的操作輸入和運行結果的顯示。其他的子VI可以被一些模塊調用，即主VI調用子VI。本項目主要使用了七個子VI，如圖4所示。

圖4 色彩繽紛的子程序圖標

本設計的程序框圖主要運用了條件結構和事件結構，結合模塊化的子VI，可構成我們所需要的功能。多事件結構的程序框圖如圖5所示。

圖5多事件結構的結構框圖

三、程序的基本設計

（一）“計算器”程序的前面版

本次設計的計算器共設計40個鍵碼，分別為：0～9 十個數字、小數點、正負號、加、減、乘、除、等號、倒數、開方、平方、 π、sin、cos、tan、角度轉換和清零，還有一個數據顯示和一個時間顯示。具體設計如圖6所示。

圖6 前面板

（二）“計算器”程序的程序框圖

本程序框圖通過一個while循環套用一個事件結構和一個條件結構，以及一個調用節點完成對函數的調用，進而完成對計算器的兩個輸入數據的加、減、乘、除運算和一些特殊運算。整體程序框圖如圖7所示。

圖7 整體程序框圖

• 子VI與模塊
  

（一）簡單子VI的程序框圖

子VI相當于普通編程語言中的子程序，也就是被其他的VI調用的 VI。下圖幾個框圖顯示了加減計算、乘除計算、括號、抽離上一元素、和刪除多余的零等一些子VI的程序框圖。

圖8“加減計算”的程序框圖

圖9“乘除計算”的程序框圖

圖10“括號”的程序框圖

圖11“抽離上一元素”的程序框圖

圖12“刪除多余的零”的程序框圖

圖13“清零”的程序框圖

（二）特殊計算子VI的程序框圖

特殊計算子VI就是對一些除加減乘除除外的特殊符號的運算，包括角度求值、平方求值、階乘等。其中正切和余弦函數的程序框圖如圖14、圖15所示。

圖14 “正切”的程序框圖

圖15 “余弦”的程序框圖

（三）時間顯示和背景控件

主界面調用一些控件和函數進行運算操作，利用分模塊編寫子VI的方式調用。有利于調試、修改和調用。時間控件給前面版添加了顯示時間的功能。背景模塊給前面板添加了背景轉換的功能，數據顯示控件和背景模塊的程序框圖如圖16、圖17所示。

圖16 時間顯示模塊的程序框圖

圖17前面板背景控件的程序框圖

（四）弧度，角度，梯度的相互轉換

圖17 “弧度，角度，梯度的轉換”的程序框圖

• 驗證“計算機”程序
  

（一）加減乘除驗證

（二）一些特殊功能驗證

• 總結
  

• 結論
  

通過設計，制作出基于LabVIEW虛擬儀器系統開發與實踐等原理、技術而設計出的簡易計算器，是利用虛擬儀器技術而完成的，可以用來模擬真實計算器而進行簡單的四則運算、平方、開根號和倒數運算 ,還可以進行清零和關閉計算器操作。經過對結果的演示，本設計能夠達到設計之初所計劃的所有功能。不僅對于簡單的運算能夠順利的完成，而且具體的操作和功能與最常用的計算器基本一致。

• 展望
  

該設計還是有很多功能可以加入的。比如可以加入簡易/科學計算器的轉換按鈕，這樣可以方便更多場合的應用，還可以加入進制轉換的功能，方便電子信息類的學生進行邏輯分析。為了完善此次設計，接下來的時間，我將繼續熟悉函數選板中各個函數作用及控件選板中各個控件的作用，以使自己在接下來設計 LabVIEW 程序框圖時更加得心應手。

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