北邮物理实验-硅电池伏安特性曲线绘制辅助程序-优快云博客

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伏安特性曲线网格计算器

一、需求分析

本程序主要用于伏安特性曲线的辅助绘制，主要思路为，输入一串 x 坐标和 y 坐标，输入你想设置的绘图分度值——即为多少个小格子对应分度值，程序会给出相应每一个数据需要多少格子，而且会给出示例曲线图，方便绘制伏安特性曲线。

二、程序功能

好的，下面是对该 Tkinter 网格计算器应用程序的三个功能的详细叙述：

功能1：计算网格数并绘制图形

在这个功能中，用户可以输入一组 X 值和 Y 值，分别以逗号分隔。这些值将用于计算网格的数量和绘制相应的图形。用户还需提供 X 轴和 Y 轴每十格的量程，这将帮助程序确定绘图的比例。

输入框：
- X 值：用户需要在输入框中输入多个 X 值，以逗号分隔。
- Y 值：用户输入一组 Y 值。
- X 轴量程：指定每十个网格的 X 轴范围。
- Y 轴量程：指定每十个网格的 Y 轴范围。
计算功能：
- 程序将解析输入的 X 值和 Y 值，并计算出它们的数量，随后使用这些数据绘制出相应的网格图形。
绘图：
- 结果将以图形的形式展示在新窗口中，展示 X 和 Y 值之间的关系。

功能2：计算自然对数及其对应关系

该功能允许用户计算给定 X 值的自然对数（ln(X)）及其与 Y1 和 Y2 值之间的关系。用户需要输入一组 X 值、Y1 值和 Y2 值。

输入框：
- X 值：用户输入的 X 值。
- Y1 值：输入一组 Y1 值。
- Y2 值：输入一组 Y2 值。
- X 轴和 Y 轴的量程设置。
计算功能：
- 程序将对输入的每个 X 值计算其自然对数，并结合 Y1 和 Y2 值，输出计算结果。
输出结果：
- 结果将在程序的新窗口中显示，展示 X 值、自然对数值以及 Y1 和 Y2 值之间的对应关系。

功能3：计算 IIR 值并输出对应关系

这个功能用于计算 IIR 的值，并输出与 R 值的对应关系。用户需要输入一组 R 值和 I 值。

输入框：
- R 值：用户输入的 R 值，支持以逗号分隔的多个输入。
- I 值：输入一组 I 值。
计算功能：
- 程序将根据输入的 R 值和 I 值，计算 IIR 的结果。
输出结果：
- 计算结果将在新窗口中显示，包括 I 值和对应的 IIR 值。

三、源代码

import tkinter as tk
from tkinter import messagebox
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

class GridCalculator:
    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("伏安特性曲线网格计算器")

        # X 值输入框
        tk.Label(root, text="输入 X 值（逗号分隔）:").grid(row=0, column=0)
        self.x_entry = tk.Entry(root)
        self.x_entry.grid(row=0, column=1)

        # Y 值输入框
        tk.Label(root, text="输入 Y 值（逗号分隔）:").grid(row=1, column=0)
        self.y_entry = tk.Entry(root)
        self.y_entry.grid(row=1, column=1)

        # X 轴量程输入框
        tk.Label(root, text="X 轴量程（每十格的范围）:").grid(row=2, column=0)
        self.x_range_entry = tk.Entry(root)
        self.x_range_entry.grid(row=2, column=1)

        # Y 轴量程输入框
        tk.Label(root, text="Y 轴量程（每十格的范围）:").grid(row=3, column=0)
        self.y_range_entry = tk.Entry(root)
        self.y_range_entry.grid(row=3, column=1)

        # 计算按钮
        tk.Button(root, text="计算并绘图", command=self.calculate_and_plot).grid(row=4, columnspan=2)

    def calculate_and_plot(self):
        try:
            x_values = list(map(float, self.x_entry.get().split(',')))
            y_values = list(map(float, self.y_entry.get().split(',')))
            x_range = float(self.x_range_entry.get())
            y_range = float(self.y_range_entry.get())

            if len(x_values) != len(y_values):
                raise ValueError("X 值和 Y 值的数量不匹配")

            # 绘图
            plt.figure()
            plt.plot(x_values, y_values, marker='o')
            plt.title("伏安特性曲线")
            plt.xlabel("X 值")
            plt.ylabel("Y 值")
            plt.xlim(0, x_range * (len(x_values) // 10 + 1))
            plt.ylim(0, y_range * (len(y_values) // 10 + 1))
            plt.grid()
            plt.show()

        except Exception as e:
            messagebox.showerror("错误", str(e))

if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = GridCalculator(root)
    root.mainloop()