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基于MATLAB科学计算器

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计算器的效果图 ......................................................................... 错误！未定义书签。

一、GUI设计界面： (3)

1.打开GUI (3)

2.添加按钮 (3)

3.根据按钮的作用及视觉效果做一定的修改： (4)

4.保存、添加功能函数 (4)

（1）数字键编写 (4)

（2）符号键的编写 (4)

（3）运算符“=”的编写 (5)

（4）按键“←back”的编写 (5)

（5）按键“清空”的编写 (5)

（6）按键“退出”的编写 (5)

（7）按键“二进制数转十进制数”的编写 (5)

（8）按键“十进制数转二进制数”的编写 (5)

二、计算器的使用 (6)

除法运算（÷） (6)

平方运算（^2） (6)

函数cos （∏/3）的计算 (7)

函数arctan （∏/3）的计算 (7)

以2为底的对数的计算（log 2） (8)

十进制数转二进制数的计算（调用dec2bin函数） (8)

二进制数转十进制数的计算（调用bin2dec函数） (9)

三、附各按键的程序源代码 (10)

四、问题和解决方法 (15)

五、心得体会 (15)

参考文献 (15)

计算器的效果图:

一、GUI设计界面：

1.打开GUI

输入Guide 回车或者在工具栏上点击图标打开Guide 窗口：

2.添加按钮

3.根据按钮的作用及视觉效果做一定的修改：

双击按钮（Puch Button）进入按键属性修改显示字符串大小、字体和颜色，然后对按钮的位置进行排布，尽量使按钮集中在静态文本框下面。

4.保存、添加功能函数

把做好的按钮及静态文本框保存后自动弹出Editor的M文本，对然后对相应的pushbutton添加功能函数。以下是相应按钮的功能函数。

（1）数字键编写

在function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles）下输入：textString = get(handles.text1,'String');

textString =strcat(textString,'0');

set(handles.text1,'String',textString)

这是使用句柄handles指向对象text1，并以字符串形式来存储数据文本框text1的内容，并存储数个“0”，

然后由set(handles.text1,'String','textString'在text1中输出。

同理，分别在function pushbutton2~10_Callback(hObject, eventdata, handles）下给1~9数字按键下编写此类程序。

（2）符号键的编写

function pushbutton12_Callback(hObject, eventdata, handles)

textString = get(handles.text1,'String');

textString =strcat(textString,'÷');

set(handles.text1,'String',textString)

strcat的作用是将两个字符串连接起来，就是在已输入的存储数据textString 后添加“÷”进行运算。

然后执行set(handles.text1,'String',textString)。符号键‘-’、‘*’、‘/’与‘÷’的运算函数类似。“平方运算”,主要是由“^2”功能实现。

（3）运算符“=”的编写

textString = get(handles.text1,'String');

ans =eval(textString);

“eval”的作用是将符号表达式转换成数值表达式。

再由set(handles.text1,'String',ans)输出。

（4）按键“←back”的编写

textString=get(handles.text1, 'String')

w=length(textString)

t=char(textString)

textString=t(1:w-1) %将w个字符串转成w-1个，即删除了末位字符set(handles.text1,'String',textString)

（5）按键“清空”的编写

set(handles.text1,'String','')

（6）按键“退出”的编写

close(gcf);

（7）按键“二进制数转十进制数”的编写

textString=get(handles.text1,'String')

e = bin2dec(textString);

set(handles.text1,'String',e);

（8）按键“十进制数转二进制数”的编写

textString = get(handles.text1,'String');

textString = strcat(textString,'dec2bin(');

set(handles.text1,'String',textString)

二、计算器的使用除法运算（÷）

平方运算（^2）

函数cos （∏/3）的计算

函数arctan （∏/3）的计算

以2为底的对数的计算（log 2）

十进制数转二进制数的计算（调用dec2bin函数）

二进制数转十进制数的计算（调用bin2dec函数）

经过计算，这些结果均与实际结果相吻合，计算器的功能实现的完好且能实现较大数值的运算，计算结果用科学技术法表示。

三、附各按键的程序源代码

按键“0-9、+、-、×、÷、.、= 、x^2 ”（通过get函数获得输入的字符，函数strcat 获得相应字符,并用set函数进行显示输出）：

function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'0')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'1')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'2')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'3')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'4')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'5')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'6')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton8_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'7')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton9_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'8')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton10_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'9')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton11_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'+')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton12_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'-')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton13_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'*')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton14_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'/')

set(handles.text1,'String',textString)

function pushbutton15_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'.')

set(handles.text1,'String',textString)

按键“=”：

function pushbutton16_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

s=eval(textString)

set(handles.text1,'String',s)

按键“x^2”：

function pushbutton17_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

textString=strcat(textString,'^2')

set(handles.text1,'String',textString)

退位键“←back”：

function pushbutton18_Callback(hObject, eventdata, handles) textString=get(handles.text1,'String')

w=length(textString)

t=char(textString)

textString=t(1:w-1)

set(handles.text1,'String',textString)

清空键：

function pushbutton19_Callback(hObject, eventdata, handles)

set(handles.text1,'String','')

退出键：

function pushbutton20_Callback(hObject, eventdata, handles) close(gcf);

% hObject handle to pushbutton20 (see GCBO)

% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

科学计算函数：

按键“√”：通过get函数获得输入的字符，函数strread获得输入字符,并用sqrt函数计算结果，set函数进行显示输出

textString = get(handles.text1,'String');

if(strcmp(textString,'0')==1)

set(handles.text1,'String','0') ;

else

a = strread(textString, '%f');

a=sqrt(a);

set(handles.text1,'String',a)

end

按键“sin”（通过get函数获得输入的字符，函数strread获得输入字符,并用sin函数计算结果，set函数进行显示输出）：

textString = get(handles.text1,'String');

textString = strcat(textString,'sin(');

set(handles.text1,'String',textString)

按键“cos”：

textString = get(handles.text1,'String');

textString = strcat(textString,'(');

set(handles.text1,'String',textString)

按键“tan”：

textString = get(handles.text1,'String');

if((strcmp(textString,'1.57')==1)||(strcmp(textString,'-1.57')==1)) set(handles.edit1,'String','inf');

else

textString = strcat(textString,'tan(');

set(handles.text1,'String',textString)

end

按键“arcsin”：

textString = get(handles.text1,'String');

textString = strcat(textString,'asin(');

set(handles.text1,'String',textString)

按键“arccos”：

textString = get(handles.text1,'String');

textString = strcat(textString,'acos(');

set(handles.text1,'String',textString)

按键“arctan”：

textString = get(handles.text1,'String'); textString = strcat(textString,'atan('); set(handles.text1,'String',textString)

按键“log2”：

textString = get(handles.text1,'String'); if(strcmp(textString,'0')==1)

set(handles.text1,'String','error') ; else

a = strread(textString, '%f');

a=log2(a);

set(handles.text1,'String',a)

end

按键“(”：

textString = get(handles.text1,'String'); textString = strcat(textString,' (');

set(handles.text1,'String',textString)

按键“)”：

textString = get(handles.text1,'String'); textString = strcat(textString,')');

set(handles.text1,'String',textString)

按键“二进制数转十进制数”：

textString=get(handles.text1,'String')

e = bin2dec(textString);

set(handles.text1,'String',e);

按键“十进制数转二进制数”：

textString = get(handles.text1,'String'); textString = strcat(textString,'dec2bin('); set(handles.text1,'String',textString)

四、问题和解决方法

1.本次课程设计中开始时遇到的问题是数据进行清零后，再输入其他的数据，清零后的字符‘0’仍会保留，会影响其他数据，解决办法是将数据用空格替换掉就实现了清空: set(handles.text1,'String','')

2.在定义正弦余弦等函数的时候，需要注意其定义域，值域的问题。

3．开始时我的“sin”函数编程如下：

textString = get(handles.text1,'String');

a = strread(textString, '%f');

a=sin(a);

set(handles.text1,'String',a)

%这样只能在输入完数据后按“sin”键实现运算，很不直观。

修改后可以实现按下sin键后显示“sin(”再输入要运算的数据之后加上“)”按下“=”键后就可以运算出结果了，这样相对更直观明了。

textString = get(handles.text1,'String');

textString = strcat(textString,'sin(');

set(handles.text1,'String',textString)

4.在编写十进制数转二进制数时，计算的结果总是会在前面多出“110”，使得转换结果错误，后来通过精简改进程序，直接调用des2bin函数计算，所得的测试结果都是正确的。

五、心得体会

本次课程设计用MATLAB的GUI接口设计一个简单的计算器，主要对数字及运算“0-9、+、-、×、÷、.、= 、x^2 、√、sin、arcsin、log2”等的代码程序的了解，在设计的过程中也遇到不少的问题，通过和同学的讨论，和老师的交流，让我知道了自己的错误和不足，最终顺利地解决了这些问题。这次课程设计，使我进一步加深了对课本知识的了解和掌握，巩固了所学的基本知识，更加体会到了MATLAB功能的丰富，更加深刻的认识了MATLAB，熟练了编程设计。

其中对计算器按键的颜色、大小和排版，使我的思维更加的缜密，让我在以后的工作生活中，得到了思维的锻炼。在以后学习中，我会更加刻苦，以锻炼自己的能力。

参考文献

（1）刘卫国.《MATLAB程序设计与应用》.北京：高等教育出版

（2）郑阿奇.《MATLAB实用教程》.北京：电子工业出版社

（3）罗华飞.《MA TLAB GUI设计学习手记》.北京：北京航空航天大学出版社

( 4 ) 张威.《MATLAB基础与编程入门》.西安：西安电子科技大学出版社

（5）孙屹.《MATLAB通信仿真开发手册》.北京：国防工业出版社

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