基于STM32的简易电子计算器设计与实现
四川师范大学成都学院通信工程学院
基于STM32的简易电子计算器设计与实现-——实验综合设计报告
学生姓名陶龑
学号2016301033
所在学院通信工程学院
专业名称嵌入式系统课程设计
班级2014级软件班
指导教师刘强
成绩
四川师范大学成都学院
二○一六年十一月
基于STM32的简易电子计算器设计与实现内容摘要：电子计算器即将传统意义上的计算器进行电子化和数字化，为其减少时间误差和体积，并提供更多的扩展实用功能，从而使电子计算器的应用更加广泛。在经过资料的查找与收集后，本论文以该理念设计了一款基于STM32芯片作为核心控制器，使用Keil5平台，以C语言为基础进行软件编程的简易电子计算器，其内在TFT-LCD液晶屏进行输出，以四个按键进行输入，从而实现显示输入数据以及加减乘除运算的基本功能.
通过软件程序的编写、硬件电路原理的实现、电子计算器正常工作的流程、原理图仿真实现、硬件实物的安装制作与硬件实物的调试过程，该简易电子计算器现可用于日常生活和工作中.
关键词：简易电子计算器STM32 C语言Keil5
Design and implementation of Multi Function
Electronic Clock based on STM32
Abstract: The traditional electronic calculator calculator for electronic and digital, to reduce the time error and volume，and provide more extended utility function, so that the more extensive application of electronic calculators. After searching and collecting data，in this paper, the concept of a design based on STM32 chip as the core controller, using Keil5 platform，simple electronic calculator based on C language software programming，the TFT—LCD LCD screen for input and output，with four keys, so as to realize the display of input data and the basic the function of add，subtract, multiply and divide operations。
Through the software program，hardware circuit principle of the electronic calculator realization，normal work process and the principle of graph simulation，hardware installation and hardware debugging process, the simple electronic calculator is used in daily life and work。
Key words：Simple electronic calculator STM32 language C Keil5
目录
前言 0
1 设计要求 0
2 设计目的与作用 (1)
3 所用设备及软件 (1)
4 系统设计方案 (1)
4。1 系统总体设计 (1)
4。2 简要阐述系统工作原理 (2)
5 系统硬件设计 (2)
5。1 系统整体设计 (2)
5.2 各单元电路设计 (3)
5。2。1 电源电路 (3)
5.2。2 LCD液晶显示电路 (3)
5。2。3 简易电子计算器电路 (4)
5。2。4 按键电路 (4)
5。2。5 蜂鸣器电路 (4)
5.2.6 复位电路 (4)
5。2.7 串口电路 (5)
6 系统软件设计 (5)
6。1 主程序设计 (5)
6.2 子程序设计 (6)
6.2.1 显示模块 (6)
6.2.2 按键处理模块 (7)
6.2.3 实时简易电子计算器万年历模块 (7)
7 仿真调试分析 (8)
8 设计中的问题及解决方法 (9)
9 学习心得 (9)
附录 (11)
附录1：主程序代码 (11)
附录2：系统总体结构电路原理图 (18)
参考文献 (19)
基于STM32的简易电子计算器设计与实现
前言
最早的计算工具诞生在中国.中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。这种算筹多用竹子制成，也有用木头、兽骨充当材料的,约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带。直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展.英国数学家纳皮尔发明了“纳皮尔算筹”，英国牧师奥却德发明了圆柱形对数计算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算,甚至可以计算三角函数、指数函数和对数函数。这些计算工具为现代计算器的发展奠定了良好的基础。1642年,年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理，发明了第一部机械式计算器。在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮,一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在另一个窗口中,但是只能做加减计算。1694年，莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算.此后，到了20世纪50年代末，电子计算器问世。
而现在我们所说的计算器一般是指“电子计算器”，该名词由日文传入中国。计算器是能进行数学运算的手持机器,拥有集成电路芯片，结构简单，功能较弱，但由于它使用方便、操作简单、价格低廉,因而广泛运用于商业交易中,也是必备的办公用品之一。
随着电子技术的飞速发展，为了进行大量的运算,电子计算器应用于各个领域,从而使电子计算器的应用更为广泛，不仅改变传统意义的手持计算器功能，使计算器支持彩屏的显示，界面更友好，可扩展性能更强，为生活和工作带来了便捷.
本设计的简易电子计算器以STM32微控制器芯片作为核心控制器，由于其基于ARM Cortex—M3处理器，可用于满足大部分通用型应用的需求,故选用STM32。具体需要硬件的调试以及软件程序的编写和实现来完成。
1 设计要求
具有通过四个按键来选择的功能；
●具有彩屏显示以及界面功能;
●具有显示输入的第一位数字和第二位数字的功能；
●具有除法保留小数位数的功能；
●具有基本的加减乘除功能；
2 设计目的与作用
设计目的：简易电子计算器设计首要的工作是结合以往所学C语言的编写理论和编写规则来编写简易电子计算器的软件部分，编写时要结合STM32开发板的管脚功能和其他硬件电路，如输入模块和TFT—LCD液晶显示屏.利用开发板硬件电路实现软硬件结合，能够掌握简易电子计算器的设计、组装与调试方法。
设计作用：通过对简易电子计算器的设计与实现,巩固和加深嵌入式系统应用的知识面，更近一步了解STM32的具体使用，并能够掌握简易电子计算器的设计思路，提高及灵活运用所学知识。在设计与实现的过程中，熟悉软硬件设计的方法、内容及步骤，提高动手实践能力、提高科学的思维能力，对于论文的编写，培养书写综合实验报告的能力。
3 所用设备及软件
本次设计采用的设备为STM32开发板，以及keil MDK软件和C语言的编写。
4 系统设计方案
4。1 系统总体设计
本设计采用意法半导体基于Cortex-M3的STM32F103，意法半导体的板子具有良好的性价比、低功耗、易开发等特点，而且其体系和架构资料丰富,用它能够快速的开发出整个系统。
显示屏的选择，现有的液晶显示屏的种类很多，本设计选用的是2。8寸带触摸的彩屏，分辨率为320x240，支持16位色,这个就足够本设计使用了.
可把数据利用软件来进行处理,从而把数据传输到LCD液晶显示模块,实现简易电子计算器用户操作界面的显示，在开发板上可使用四个独立按键进行光标上下左右的移动，根据软件程序的设置,开发板加减乘数的计算功能。
系统整体框图如图4.1所示: 图4。1 系统整体框图
4。2 简要阐述系统工作原理
整个系统用STM32单片机作为中央控制器,由单片机执行采集内部RTC 值，简易电子计算器信号通过单片机I/O 传给LCD 显示屏，单片机模块控制驱动模块驱动显示模块，通过显示模块来实现信号的输出、LCD 显示屏的显示及相关的控制功能。系统设有按键模块用于对数字进行调整。系统流程图如图4。2所示：
图4.2 系统流程图
5 系统硬件设计
5。1 系统整体设计
本数字简易电子计算器设计计时采用开发板自带RTC 模块,使用4个独立按
S
T
M 32 电源 简易电子计算复位电路 蜂鸣器电路 串口电路
LCD 液晶显示模块 独立按键处理模块
键实现对时间的调整，1个按键进行复位操作，蜂鸣器对于整点报时及闹铃进行响应。
系统总体结构电路原理图见附录2。
5。2 各单元电路设计
该多功能数字简易电子计算器电路原理设计是基于最小系统包括电源电路、复位电路、按键电路、计算电路、LCD液晶显示电路、蜂鸣器电路、串口电路。
5.2。1 电源电路
本数字简易电子计算器设计使用开发板配置的数据线与电脑USB接口直接连接进行通电，作为硬件电路电源.电源电路图如图5。2。1所示:
图5.2.1 电源电路图
5.2。2 LCD液晶显示电路
本数字简易电子计算器设计所需显示屏为TFT—LCD液晶显示屏，通过软硬件的结合，可实现计算及数字的显示。LCD液晶显示电路图如图5。2。2所示：
图5.2.2 LCD液晶显示电路图
5。2.3 简易电子计算器电路
本数字简易电子计算器显示采用STM32自带RTC模块，RTC模块拥有一组连续计数的计数器，通过软件的编写，可实现简易电子计算器的功能，在系统复位或待机唤醒后，简易电子计算器电路图如图5。2。3所示:
图5。2。3 简易电子计算器电路图
5.2。4 按键电路
本数字简易电子计算器设计四个按键用于进行显示时间的调整，芯片的4个I/O口与开发板的独立按键直接相连，通过软件编写,芯片可控制按键的开关，以达到时间调整的要求。按键电路图如图5。2.4所示：
图5.2.4 按键电路图
5。2。5 蜂鸣器电路
本数字简易电子计算器设计可进行整点报时与闹铃的功能，经过软硬件的结合,由软件指使芯片控制蜂鸣器的响应。电路图如图5。2.5所示：
图5。2.5 蜂鸣器电路图
5.2。6 复位电路
本数字简易电子计算器设计一个按键用于对整个程序及硬件进行重新复位的功能，以芯片与按键和其他部件组成的复位电路直接相连.复位电路图如图5。2.6所示：
图5.2。6 复位电路图
5。2.7 串口电路
本数字简易电子计算器所用STM32开发板支持USB下载，由USB转串口TTL电路进行自动下载控制，由此可将程序下载于开发板上。串口电路图如图5。2。7所示:
图5。2。7 串口电路图
6 系统软件设计
整个软件系统采用模块化思想,将TFT-LCD液晶屏和RTC实时简易电子计算器分别集成一体，使程序模块化，结构层次分明.本设计的软件系统分为五个部分：TFT—LCD显示子程序、整点闹铃子程序、电子计算器子程序和按键处理子程序。
6.1 主程序设计
本文所设计的简易电子计算器的在系统最初开始主程序扫描，由最初的显示子程序初始化，在使用计算器计算时，需要判断当前是采用加减乘除哪种运算，在程序中通过当手指触摸到其中一个运算符号（如“+”),使用一个标识位来进行标识,然后在进行运算时候，通过这个标识位来判断是进行哪种运算。最后在运算完成之后,清除相应的标志位，以免影响下一次判断。
，蜂鸣器进行相应操作，之后进入按键扫描，判断按键是否有变动，并进行实现相应的功能，最后返回主程序重新一次扫描,主程序流程图如下图6.1所示：
图6.1 主程序流程图
在通电后将初始化后的时分秒和年月日调入显示子程序中,依次开始调用实时简易电子计算器万年历子程序、整点闹铃子程序和按键处理子程序，在所有子程序调用完成后，返回程序开始循环运行。
6.2 子程序设计
在主程序的调用下根据不同的子程序模块功能进行编写，其中包括显示模块，按键处理模块，实时简易电子计算器万年历模块，整点闹铃模块等.
6。2。1 显示模块
使用TFT—LCD显示屏显示，编程实现功能简洁，将RTC实时简易电子计算器的数据送入LCD中进行显示，显示内容包含背景界面,以及加减乘除等选项。显示子程序流程图如下图6.2。1所示：
图6.2.1 显示子程序流程图
6.2。2 按键处理模块
该子程序进行按键处理的功能判断分别对加减乘除等运算法则等进行调整，在正常情况下S1和S2分别是控制界面选择的上下左右选项，而S3键位是确认当前的所选择的操作,为了方面用户使用和理解，并没有使用S4键位，该流程图如图6.2。2所示：
图6.2。2 按键处理模块流程图
6.2。3 实时简易电子计算器万年历模块
该子程序需要对加减乘除等运算过程的读写操作，在串口通信时对时序要求比较高，需保证传输的连续性,不允许出现中断，利用RTC计算两次数据的走针。该流程图如图6.2。3所示：
图6.2。3 实时简易电子计算模块流程图
7 仿真调试分析
该论文是用STM32开发板实现软硬件的结合,分别对软件与硬件进行调试，其中硬件主要通过在开发板上进行显示电路与按键电路的调试,软件通过keil MDK进行调试.
硬件调试:使用STM32开发板，为其通电，查看电源电路是否正常;成功开机后，查看显示电路是否正常;连接USB口，查看串口电路是否正常；根据时间走针判断简易电子计算器电路是否正常；通过独立按键的相应操作，查看功能是否正确，由此判断独立按键处理电路是否正常；操作复位键，查看复位电路是否正常。经过所有测试，电路均正常。
软件调试：因在硬件调试中，结合软硬件，已完成显示子程序、实时简易电子计算器万年历子程序和按键处理子程序的调试，只需完成余下整点闹铃子程序的调试,通过实时简易电子计算器万年历子程序调整时间为整点前一分钟，设置成功后，等待一分钟后，判断蜂鸣器是否相应，由此判断整点闹铃子程序能否正常运行。最终经过测试,该子程序能正常运行。
8 设计中的问题及解决方法
在本次设计中出现过几次小Bug，具体如下：
●第一个问题:同时按下S1与S2按键时，无法正常使用按键
解决办法：在Keil软件中的调试工具，发现在main函数中无法调用选择数字的子程序，通过函数外部调用，问题成功解决.
●第二个问题:从编辑框获取文本存储失败。这个问题产生的原因，是在我从编
辑框内读取数据之前，有个if（）语句，如满足条件，清除编辑框的内容，从而当我再次读取编辑框的内容就为空了，当然什么数据也存储不了了。
●第三个问题:字符串转化成浮点数和浮点数转化成字符串的问题。这两个功能
都有相对的库函数 ●第四个问题：碰到浮点数减整数，得到的小数点与原先的小数点不相等。当 然如:4.2-4=0.2，但是我们定义float a=4，2，则小数为a—（int）a,得到的小数部位0。2，而是为0.1999998之列的，这里就涉及到个类型之间的转化存在丢失部分数据的问题。这是我超级郁闷的地方。想了很多种办法多没有解决.最后只能选择效果最好的一种：就是小数点=（a＊100000—（int）a*100000）/100000，这种方法虽然没有本质上解决问题，但是效果好多了. 9 学习心得 本次课程设计是用STM32单片机及接口电路设计一个简易电子计算器,经过两个星期的调试，结果满足设计要求,验证无误通过单片机硬件电路的调试，实现了预先设定的功能。设计主要用到了多种芯片，程序也比较长比较麻烦，同时也遇到了不少困难，尤其是关于按键处理模块分配的设计实现。关于显示模块，在以前的实验中做过,所以问题很容易解决。在调试电路的过程中也积累了一些宝贵的经验。将理论与实践相结合从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次的课程设计还让我学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己.更重要的是，我在这一设计与调试过程中，遇见过乱码，开发板无法显 示等问题,一点点去了解,一点点去解决。我在这其中学会了坚持不懈,不轻言放弃。同时还要感谢在我遇见困难时给予我帮助和指导的老师与同学。 附录 附录1：主程序代码 while（1) { KEY_task(）； //按键修改时间 Update_Date（）； //获取时间 Adjust_RX_Buffer（); //处理来自串口的数据 get_zb = zuobiao（); get_num = getnum(）； for（i = 0， j = 20, k = 53； i 〈 10； i++） //如果i的值等于坐标的值，则显示红色 { if（i % 4 == 0 ＆& i != 0） { j = 20； k += 37; printf(”\n”); ｝ if(get_zb == i) ｛ sprintf(Buff,”%d",i）； GUI_CNCH16_string（j，k，(u8 ＊）Buff，Red,White); j+=50； } else { sprintf（Buff，”％d”，i)； GUI_CNCH16_string(j，k，(u8 *）Buff，Black，White); j+=50; } ｝ for（i = 10, j = 120， k = 127； i < 16； i++） // 50 37 ｛ if(i == 12） ｛ j = 20; k += 37; printf（"\n”)； ｝ switch(i) ｛ case 10:sprintf（Buff,"%c",'+’）； break； //在屏幕上输出字符 case 11:sprintf（Buff,”%c”，'—’)； break； case 12：sprintf(Buff，"%c",’*’）； break; case 13:sprintf(Buff,”％c",’/'); break； case 14:sprintf（Buff，”％c”,'=’）； break; case 15：sprintf(Buff，"％c"，'c’）； break； ｝ if（get_zb == i) ｛ GUI_CNCH16_string（j，k，（u8 ＊)Buff，Red,White)； //打印换行j += 50； ｝ else ｛ GUI_CNCH16_string（j,k,(u8 *）Buff,Black，White）; j += 50； ｝ ｝ ｝ 核心算法部分： int zy = 0; //左右选择 int sx = 0； //上下选择 int ch; //确认按键 int num; //通过按键得到命令 int n1 = 0； int n2 = 0; double n3 = 0; char Buff［128］; int flag = 0; int fk = 0; int sum = 0； void KEY_task(void） { if（S4 == 0） //不按下s4时，s1，s2，s3 { if(S1==0)//按下s1 两个按键，分别是选择上下和左右{ Delay_nms(10）； if(S1==0) { while（S1==0）； if（zy >= 0 ＆& zy 〈 3） { zy ++; } else { zy = 0; ｝ } ｝ if（！S2） //按下S2 { Delay_nms（10)； if(！S2) ｛ while(!S2)； if(sx 〉= 0 ＆＆ sx 〈 3） { sx ++； ｝ else ｛ sx = 0; ｝ } ｝ if（！S3） //按键选择 ｛ Delay_nms(10)； if（!S3） ｛ while（！S3）； switch(（zy + sx * 4）） ｛ case 0：num = 0; break； case 1：num = 1; break； case 2：num = 2；break; case 3：num = 3； break; case 4：num = 4； break; case 5：num = 5； break； case 6：num = 6； break； case 7：num = 7； break; case 8：num = 8； break； case 9:num = 9； break； case 10: num = 10; break; case 11： num = 11; break; case 12： num = 12; break； case 13: num = 13; break; case 14: num = 14; break; case 15: num = 15； break； } if(fk == 0) ｛ flag = 1; 单片机的简易计算器毕业设计 简易计算器是一种基本、常见的电子设备，它能够对数字进行简单的加减乘除运算。单片机作为一种小型、低功耗的微型计算机，非常适合用于设计和实现计算器的功能。在本文中，我们将以单片机为基础，设计和实现一个简易计算器。 一、设计思路 1.硬件设计： -使用单片机作为主控制器。 -接入键盘矩阵和显示器。 -使用LED灯作为指示灯，用于显示运算符和结果。 2.软件设计： -通过键盘输入数字和运算符。 -将输入的数字和运算符转换成相应的控制信号。 -进行运算，并将结果显示在屏幕上。 3.功能实现： -实现加法、减法、乘法和除法运算。 -提供清零、退格和等号等功能。 -支持小数和负数的输入和运算。 -提供错误提示功能，例如除数不能为零等。 二、具体实现 1.硬件实现： -将键盘矩阵的行和列与单片机的IO口相连，通过扫描来检测按键的输入。 -将显示器与单片机的IO口相连，通过控制引脚来发送和接收数据。 -将LED灯与单片机的IO口相连，设置相应的引脚状态来显示不同的指示信号。 2.软件实现： -使用C语言编写程序，通过中断和轮询的方式，实现键盘输入的检测和数据的读取。 -将读取到的数据进行解析，并根据不同的按键进行相应的操作。 -根据输入的数字和运算符，进行相应的运算并输出结果。 3.功能实现： -加法、减法、乘法和除法运算可以通过相应的算法实现，例如加法可以通过循环和位运算来实现。 -清零功能可以将运算结果和输入的数字都清零，退格功能可以删除输入的最后一个数字或运算符。 -支持小数运算可以在运算过程中进行进位和进位操作，支持负数运算可以通过判断运算符来进行相应的处理。 -错误提示功能可以通过对输入的数据进行检查和判断来实现，例如判断除数是否为零。 基于单片机简易计算器的设计说明 一、设计目的 计算器是人们日常生活中常用的工具之一，而基于单片机的简易计算 器则是计算器的一种应用形式。本设计旨在利用单片机的强大功能，实现 一款功能简单但使用方便的计算器。 二、设计原理 1.硬件部分 本设计使用单片机作为计算器的核心处理器，通过外接的键盘进行输入，然后通过液晶显示屏进行结果的输出。电路部分需要将键盘和液晶显 示屏与单片机相连接，通过单片机与外设之间的通信实现输入和输出。 2.软件部分 计算器的软件部分主要包括输入处理和输出显示两个模块： （1）输入处理：根据键盘输入的按键，通过单片机进行扫描和判断，根据按键的不同采取不同的策略进行处理。例如，如果输入的是数字键， 则将其添加到当前输入的数字序列中；如果输入的是运算符号，则判断当 前表达式是否符合运算规则，如果符合则进行计算。并通过液晶显示屏实 时显示输入的数字和表达式。 （2）输出显示：根据输入处理模块的计算结果，通过液晶显示屏进 行显示。根据液晶显示屏的大小和显示效果，进行合适的显示格式和布局，保证计算结果的清晰可读。 三、设计要点 1.按键输入处理 在设计按键输入处理模块时，需要考虑按键的布局和功能划分。可以根据计算器的基本功能，将按键分为数字键、运算符键和功能键等，然后根据功能的不同设置不同的处理策略。 2.表达式的计算 计算器的核心功能是根据输入的表达式进行实时计算和显示结果。在设计表达式计算模块时，需要考虑多种表达式的情况，例如加减乘除、括号等，以及运算的优先级和顺序等。可以利用栈等数据结构来实现表达式的计算。 3.结果的显示 设计结果的显示模块时，要考虑到数字的位数以及小数的精确度。可以设置合适的显示格式，例如科学计数法等，以保证计算结果的准确性和可读性。 四、设计优点 1.功能简单：本设计主要实现了计算器的基本功能，包括数字输入、四则运算和结果显示等。不涉及复杂的高级运算，使得计算器的使用更加简单方便。 2.使用方便：由于采用了单片机进行处理，使得计算器的体积小巧且可以携带，用户可以随时进行计算，满足各种场合的需求。 3.结果显示清晰：通过液晶显示屏进行结果的显示，可以以数字形式直接展示计算结果，避免了人工计算和转换。 五、设计应用及展望 微控制器课程设计方案 基于STM32的多功能计算器 一、总体方案设计： 1、基本功能： 利用触摸屏实现加减乘除四则运算的单次或连续地整型、浮点型数据运算，并将表达式和结果实时显示在液晶屏上；支持带优先级的表达式求值；实现三角函数的运算；当输入错误的表达式时，将对应的错误信息显示出来，提醒用户纠正。 2、扩展功能： 进行十六进制的数值运算，并显示以十六进制表示的答案。二、系统硬件设计： 微控制器：stm32开发板； 触摸屏模块：stm32开发板配套液晶屏（4.5寸）。 三、系统软件设计： 1、系统初始化： 系统时钟初始化—>延时初始化—>LCD初始化—>触摸屏初始化—>显示计算器输入界面。 2、显示模块设计： 由LCD初始化程序设置界面。通过屏幕绘制将按键显示出来，其次由定时器中断程序定时刷新显示的表达式，将表达式于显示窗口实时显示出来。 3、计算功能程序设计： （1）运算功能的实现： i基本运算 通过扫屏得到输入信息，将指令分为数字类、符号类、命令类三类指令。对于数字类指令（如1、2、3、.、-、4……），创建数组，用以保存输入的数值，并在满足输入终止的判断条件（出现符号或命令类指令）后，重新排序，用相应函数将数组转为数字，以便进行下一步计算；对于符号类指令（如+、-、*、%……），将其作为数字类指令输入结束的判断，同时在下一个符号结束后进行第一个符号两边数字的运算；对于命令类指令(主要针对=)，进行最终的计算，并将相应结果显示在对应位置。 ii科学运算（包含优先级） 在基本运算的基础上，在得到命令类指令之前，不进行任何运算，将得到的数字和符号都储存到数组中，在得到命令类指令后，将符号类的指令进行优先级排序，然后依次找出符号两边的数字进行计算，并将得到的结果存入处理后的数组中，重复以上步骤直到得到最终结果。 总体运算过程流程图如下： 基于STM32科学计算器系统的设计与实现作者：王丽滨赵云鹏 来源：《卫星电视与宽带多媒体》2020年第07期 【摘要】本次设计的基于STM32的科学计算机系统以单片机为主控制单元;以TFT-LCD 液晶显示屏进行输出和输入;以C语言作为本次设计的编码语言，编写本次的逻辑控制;并在Keil5平台上进行编译和运行;从而实现数据运算的基本功能，同时本次设计还精确到小数点后六位。通过多次试验后还是保持良好的精确性，且该设计的组成成本低、性能稳定，是获取精确数据的重要保障。本次设计以STM32系统为基础，采用科学计算器系统，计算需要计算的数值，实现加减乘除，取余，实现小数、负数的运算。采用常用的数学函数的运算，精确到小数点后6位，在触摸屏上输入和输出。通过触摸屏进行人机交互，按键直接显示在触摸屏上，不需要传统的机械按键，完成数学表达式的计算，包括三角函数，log，ln等一些常用的数学函数，实现基本的四则运算，并将表达式和结果实时显示出来。 【关键词】单片机;人机交互;四则运算;计算器系统 1. 硬件部分设计 1.1 需求分析 随着计算机科学和电子技术的快速进步，人们的生活生产越来越朝着智能化的方式出发。如果说微型计算机的出现是现代科学研究的一次巨大飞跃，那么单片机等电子技术的出现就是现代生产领域和测量领域的一次具有创新活力的科技革命。 本文设计的是一种基于STM32科学计算器系统，其输入方式是通过触摸屏进行输入，以屏幕按键的方式代替了传统的机械按键，同时该设计可以精确到小数点后六位，可以计算出一些函数的值，可以为人们方便地提供数据，具有重要意义。 由硬件部分和软件部分结合，通过编程提示进行相应的人机交互，编译整个设备的运行情况。随后系统检测当前的输入信息，并通过内部设定的逻辑进行数据的运算，以此来实现对数据的获取。 1.2 系统的组成 本次基于STM32的科学计算器系统的设计通过硬件主机处理屏幕输入的信号，然后得出对应的数据。本系统主要是在触摸屏上显示各种信息文本，所以硬件电路比较简洁，不需要很多硬件。PC机通过RS232串行接口和STM32进行数据通信，STM32和显示屏通过16位并行接口通信，和触摸板通过SPI接口进行通信。 本设计系统组成结构图如图1.1所示。 1.3 基于stm32的控制电路设计 四川师范大学成都学院通信工程学院 基于STM32的简易电子计算器设计与实现-——实验综合设计报告 学生姓名陶龑 学号2016301033 所在学院通信工程学院 专业名称嵌入式系统课程设计 班级2014级软件班 指导教师刘强 成绩 四川师范大学成都学院 二○一六年十一月 基于STM32的简易电子计算器设计与实现内容摘要：电子计算器即将传统意义上的计算器进行电子化和数字化，为其减少时间误差和体积，并提供更多的扩展实用功能，从而使电子计算器的应用更加广泛。在经过资料的查找与收集后，本论文以该理念设计了一款基于STM32芯片作为核心控制器，使用Keil5平台，以C语言为基础进行软件编程的简易电子计算器，其内在TFT-LCD液晶屏进行输出，以四个按键进行输入，从而实现显示输入数据以及加减乘除运算的基本功能. 通过软件程序的编写、硬件电路原理的实现、电子计算器正常工作的流程、原理图仿真实现、硬件实物的安装制作与硬件实物的调试过程，该简易电子计算器现可用于日常生活和工作中. 关键词：简易电子计算器STM32 C语言Keil5 Design and implementation of Multi Function Electronic Clock based on STM32 Abstract: The traditional electronic calculator calculator for electronic and digital, to reduce the time error and volume，and provide more extended utility function, so that the more extensive application of electronic calculators. After searching and collecting data，in this paper, the concept of a design based on STM32 chip as the core controller, using Keil5 platform，simple electronic calculator based on C language software programming，the TFT—LCD LCD screen for input and output，with four keys, so as to realize the display of input data and the basic the function of add，subtract, multiply and divide operations。 Through the software program，hardware circuit principle of the electronic calculator realization，normal work process and the principle of graph simulation，hardware installation and hardware debugging process, the simple electronic calculator is used in daily life and work。 Key words：Simple electronic calculator STM32 language C Keil5 单片机的简易计算器的设计与实现 单片机是一种集成电路芯片，具有微处理器、存储器和输入输出接口等功能，适合用于嵌入式系统中。设计和实现单片机的简易计算器是一种常见的练习项目，可以帮助我们理解单片机的基本原理和编程技巧。在实现过程中，我们需要考虑的关键方面包括：输入输出接口设计、数值输入方式、算法选择和显示输出等。 首先，我们需要设计单片机的输入输出接口。对于简易计算器来说，输入接口通常包括数字按键和运算符按键，输出接口则需要显示器来显示计算结果。为了简化设计，我们可以使用4x4矩阵键盘作为输入接口，并使用数码管或液晶显示屏作为输出接口。 接下来，我们需要决定数值的输入方式。一种常见的方式是使用连续输入的方式，即输入一个数字按键后，直接将数字显示在输出接口上；而另一种方式是使用逆波兰表示法，即输入完所有数字和运算符后，再根据运算符的优先级进行计算。前者相对简单，但后者更贴近计算器的实际使用方式，可以提高用户体验。 在算法选择方面，我们可以使用堆栈和循环结构来实现一个逆波兰计算器。具体来说，我们可以使用一个堆栈来存储数字和运算符，然后根据优先级和计算规则对堆栈进行操作，最后得到计算结果。这样的实现方式简单高效，并且易于扩展其他功能。 最后，我们需要确定显示和输出的方式。对于数值的显示，我们可以使用7段数码管或液晶显示屏来显示结果。数码管的显示方式是通过控制不同段的亮灭来显示不同数字和符号，而液晶显示屏则通过控制像素的亮 灭来显示相应的信息。对于运算符和其他提示信息的输出，我们可以使用LED灯、蜂鸣器或液晶显示屏上的额外控制位来实现。 在实际实现单片机的简易计算器时，我们需要进行以下几个步骤： 1.设计硬件电路，包括输入输出接口和显示方式。 2.根据输入接口的设计，编写程序读取按键输入，并根据按键对计算器进行相应的操作。 3.设计堆栈结构，并编写程序实现逆波兰计算器的算法逻辑。 4.将计算结果存储在适合的变量中，并编写程序将结果显示在输出接口上。 5.根据需要，添加额外的功能，如清零、退格和小数点等。 6.运行程序，进行调试和测试，确保计算器的正常工作。 总结起来，设计和实现单片机的简易计算器是一项较为复杂的任务，需要我们充分理解单片机的原理和编程技巧，同时也需要有一定的硬件设计和电路调试经验。通过完成这个项目，我们可以更加深入地了解单片机的应用和计算器的工作原理，同时也提升了我们的电路设计和编程能力。 基于STM32的简易计算器 基于STM32的简易计算器 一(总体方案设计 1.任务要求 (1)在开发板的显示屏上设计并显示一个简易的计算器界面，包括结果显 2示窗、0,9数字键、，、,、×、?、X、?、,、Del等按键; (2)可使用开发板上的键盘或触摸屏输入上述按键，并在显示窗中显示计算结果; (3)支持基本的整数加减乘除运算; 2.设计方案 设计的整体思路:选用意法半导体基于ARM Cortex—M3内核的STM32F103ZET6芯片来处理计算器中加减乘除运算，选用3.5寸的TFT-LCD电阻触摸屏模块来进行控制输入并同时将输入参数及运算结果显示出来，同时通过移植emWin，优化计算器界面，使计算器在视觉上效果上更为人性化。二(系统硬件设计系统主要器件包括ALIENTEK精英STM32F103V1开发板，3.5寸TFTLCD触摸屏。 1.最小系统开发板 1.1 微控制器 Cortex-M3采用ARM V7构架，不仅支持Thumb-2指令集，而且拥有很多新特性。较之ARM7 TDMI，Cortex-M3拥有更强劲的性能、更高的代码密度、位带操作、可嵌套中断、低成本、低功耗等众多优势。 STM32的优异性体现在如下几个方面: 1. 超低的价格。以8位机的价格，得到32位机，是STM32最大的优势。 2. 超多的外设。STM32拥有包括:FSMC、TIMER、SPI、IIC、USB、CAN、IIS、SDIO、ADC、DAC、RTC、DMA等众多外设及功能，具有极高的集成度。 3. 丰富的型号。STM32仅M3内核就拥有F100、F101、F102、F103、F105、 F107、F207、F217等8个系列上百种型号，具有QFN、LQFP、BGA等封装可供选择。同时STM32还推出了STM32L和STM32W等超低功耗和无线应用型的M3芯片。 4. 优异的实时性能。84个中断，16级可编程优先级，并且所有的引脚都可以作为中断输入。 5. 杰出的功耗控制。STM32各个外设都有自己的独立时钟开关，可以通过关闭相应外设的时钟来降低功耗。 6. 极低的开发成本。STM32的开发不需要昂贵的仿真器，只需要一个串口即可下载代码，并且支持SWD和JTAG两种调试口。SWD调试可以为你的设计带来跟多的方便，只需要2个IO口，即可实现仿真调试。 MCU部分原理图如图1-1所示: 基于STM32的电子计步器的设计与实现 随着生活节奏的不断加快,留给人们的锻炼时间越来越少,走路和跑步成为人们日常生活中为数不多的运动之一。计步器携带方便，能很好地完成量化运动量的目标。因此，最近几年各种计步器以及计步软件大量出现。鉴于人们对于步数检测准确度的要求以及使用便利的需求，十分有必要设计一套计步算法并应用于相关的计步器。 本设计的研究目的是设计出一款高精度、便携的计步器。本设计的主要难点在于数据滤波算法以及计步检测算法的研究。首先，本设计分析了几种数据滤波的方法，选择了比较适合的卡尔曼滤波算法。接着，分析了现有的几种计步检测算法，包括动态阈值算法和峰值检测算法。发现这些算法都不是很准确，所以本文设计了一种新的计步检测算法，提高了计步检测的精度，为其他研究者在步数检测方面提供了一种较好的解决方案。最后，本设计还采用了TFT彩屏的人机交互界面，可以实时显示卡路里、时间以及步数。 通过实际调试过程中的不断改进，实现了计步器的准确检测。 关键词：计步器MEMS传感器滤波步数检测 目录 1 绪论 (1) 1.1 研究背景和意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 章节安排 (2) 2 系统总体设计方案 (3) 2.1 设计目标 (3) 2.2 系统架构分析 (3) 2.3 系统方案分析 (3) 2.3.1 佩戴位置选择 (3) 2.3.2 MEMS惯性传感器的数据读取 (4) 2.3.3 数据融合与滤波 (5) 2.3.4 计步算法 (8) 3 系统硬件设计 (9) 3.1 系统硬件电路总体设计 (9) 3.2 单片机最小系统设计 (9) 3.3 MEMS传感器 (10) 3.4其他外围电路 (11) 3.4.1 电源转换 (11) 3.4.2 TFT彩屏电路 (11) 3.4.3 无线串口通信 (12) 4 系统软件设计 (13) 4.1 系统软件总体设计 (13) 4.2中断设计 (14) 4.2.1 定时器中断 (14) 4.2.2 串口中断 (15) 4.2.3 中断优先级判断 (16) 单片机的简易计算器设计 一、引言 计算器是人们日常生活中经常使用的一种工具，可以帮助我们进行简单的数学计算。在现代科技的发展中，单片机已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。本文将介绍如何使用单片机设计一个简易的计算器。二、原理 本设计基于单片机的数码管显示和按键扫描功能，通过数码管显示输入的数字和计算结果，并通过按键输入实现计算功能。 三、设计思路 1.硬件设计 本设计使用单片机、数码管和按键作为核心的硬件组成。单片机负责输入的检测和计算结果的显示。数码管用于输入的显示，按键用于输入数字和进行计算。 2.程序设计 程序设计部分主要包括数码管控制和按键扫描两部分。 数码管控制： 首先需要定义数码管的编码表，以便将数字和对应的段码进行匹配。然后通过函数调用来进行数码管的显示，可以通过将输入的数字进行拆解并匹配对应的段码，然后通过数码管进行显示。 按键扫描： 按键扫描主要是利用单片机的IO口功能，通过设置一个定时器来定时扫描按键的状态。当按键按下时，通过判断当前按键状态和上一次按键状态的变化来处理按键输入。根据按键的功能，可以实现数字输入、运算符输入和计算结果的显示等功能。 四、实施步骤 1.硬件连接 将单片机、数码管和按键连接起来，将数码管的段码连接到单片机的IO口，按键连接到单片机的IO口。 2.编写程序 编写程序来实现按键扫描和数码管控制的功能。程序需要定义数码管的编码表和按键的扫描方式，然后根据按键的输入进行相应的处理。 3.烧录程序 将编写好的程序通过烧录器烧录到单片机中。 4.测试 连接电源，进行相应的测试，通过按键输入进行简单的计算。将输入的数字显示在数码管上，并将计算结果显示在数码管上。 五、总结 通过本设计，我们利用单片机的功能实现了一个简易的计算器。计算器可以通过按键输入数字和运算符，然后通过数码管显示输入的数字和计算结果。这个简易的计算器可以帮助我们进行简单的数学计算，提高我们的计算能力。通过这个设计，我们更加熟悉了单片机的功能和使用方法， 基于单片机的简易计算器设计 设计一个基于单片机的简易计算器主要包括以下几个部分：输入模块、运算模块、显示模块和控制模块。 输入模块：通过键盘或者外部输入接口来获取用户输入的数值和操作符。 运算模块：根据用户输入的操作符进行相应的运算。运算模块可以使 用算法来实现加法、减法、乘法和除法等基本运算。 显示模块：将计算结果显示在数码管或者液晶显示屏上。显示模块可 以根据实际需要进行设计，可以显示整数、小数或者分数等不同形式的结果。 控制模块：控制整个计算器的运行流程。控制模块可以包括状态机和 中断处理等功能，用于控制输入、输出和各个模块之间的通信与协作。 设计流程： 1.确定计算器的功能需求，包括支持的运算类型和数值范围等。 2.选择合适的单片机型号，根据需求确定需要的输入输出接口和总线 类型。 3.设计输入模块，实现用户输入数值和操作符的功能。可以使用键盘、矩阵键盘或者外部输入接口等。 4.设计运算模块，根据用户输入的操作符进行相应的运算，实现加法、减法、乘法和除法等基本运算。 5.设计显示模块，将运算结果显示在数码管或者液晶显示屏上，可以根据实际需要进行设计。 6.设计控制模块，控制整个计算器的运行流程，包括输入、输出和各个模块之间的通信与协作。 7.硬件设计，包括电路连接、元器件选型和传感器接口等。 8.软件设计，根据硬件设计和功能需求，编写相应的程序代码，实现输入、运算和显示的功能。 9.调试和测试，验证硬件和软件的功能是否正常，并进行适当的修正和优化。 10.进行整体的集成和封装，确保计算器的稳定性和可靠性。 11.完成用户使用手册和产品说明书，进行生产和销售。 这样设计的简易计算器可以满足基本的运算需求，操作简单方便，适合用于教育、办公和日常生活中的简单计算。 单片机简易计算器设计 一、引言： 计算器是一种用于进行数学运算的工具，可以提供基本的算术运算功能。单片机是一种集成电路，具有微处理器、存储器、计数器和输入/输出接口等功能，适合用于设计和实现计算器。本篇文章将介绍如何设计和实现一款基于单片机的简易计算器。 二、设计目标： 本文设计的简易计算器具有以下功能： 1.能够进行四则运算，包括加法、减法、乘法和除法； 2.具有输入和输出功能，可以输入运算表达式，并输出计算结果； 3.采用简单直观的按键输入方式，便于用户操作。 三、设计原理： 1.系统框图： ``` _______________ 输入/输 接口I ______________ \/ _______________ 单片机芯 (CPU ______________ ``` 2.硬件设计： 使用单片机来处理计算表达式和输出计算结果。输入/输出接口IC负责处理用户输入和显示输出。单片机芯片是整个计算器系统的核心，负责执行算术运算的逻辑。 3.软件设计： (1)初始化：设置单片机芯片工作环境，包括引脚配置、定时器设置等。 (2)输入处理：使用按键输入方式获取用户输入的数值和运算符，按下等号键时开始计算。 (3)运算处理：根据输入的数值和运算符进行相应的运算操作，得出计算结果。 (4)输出显示：将计算结果输出到显示装置上。 四、实现步骤： 1.硬件实现： 根据设计原理中的系统框图，采购和连接合适的输入/输出接口IC以及单片机芯片。 2.软件编程： (1)初始化：根据单片机芯片的型号和文档，编写初始化程序，包括引脚配置、定时器设置等。 (2)输入处理：编写输入处理程序，包括按键输入方式、数值和运算符的提取等。 (3)运算处理：编写运算处理程序，根据输入的数值和运算符，实现相应的运算逻辑。 (4)输出显示：编写输出显示程序，将计算结果输出到显示装置上。 3.实验验证： 将硬件和软件进行调试和验证，确保计算器可以正常工作并满足设计目标。 4.优化改进： 根据实验结果，对计算器进行优化和改进，提升计算器的性能和用户体验。 五、总结： 单片机简易计算器设计是一个典型的嵌入式系统设计项目，需要综合运用电子电路、单片机编程和系统调试等知识。通过本文的介绍，读者可以了解到计算器的硬件和软件设计原理，以及实现步骤。希望本文对读者有所帮助，能够启发和激发读者对嵌入式系统设计的兴趣和热情。 单片机简易计算器的设计 设计一个单片机简易计算器，我们首先需要明确计算器的功能和要求。在这个设计中，我们将实现基本的四则运算功能和一些其他的功能，如开方、求倒数等。我们将采用Keil C51来编写程序，并在STC89C52单片机 上进行实现。 首先，我们需要定义一些输入和输出的接口。我们将使用4个按键作 为操作输入，它们分别是加、减、乘和除。此外，我们还需要一个用于计 算结果的显示屏，并使用一个7段数码管来显示输出结果。 在连接电路图中，我们需要将4个按键分别连接到P0口的4个IO引 脚上，并将7段数码管的引脚连接到P2口。此外，我们还需要将一个用 于切换输入的按键连接到P1口。 接下来，我们将定义一些全局变量和函数来实现我们的计算器功能。 首先，我们需要定义一些常量，如加、减、乘和除的符号。然后，我们需 要定义一些变量来存储输入的数字和操作符号，以及存储计算结果的变量。 接下来，我们需要定义一些函数来实现不同的计算功能。我们将实现加、减、乘和除的函数，并在这些函数中将数字和操作符号作为参数进行 传递。 然后，我们需要定义一个主函数来对按键进行读取和执行不同的操作。我们将使用一个无限循环来不断读取按键输入，根据不同的按键进行不同 的操作。在主函数中，我们还需要使用一个延时函数来防止按键的抖动效应。 最后，我们需要将计算结果显示在数码管上。我们将编写一个函数来 将计算结果转换为7段数码管上的数字，并将其显示出来。在这个函数中，我们将使用一个循环来依次点亮不同的数码管段。 整个程序的流程如下： 1.初始化所有的IO口 2.定义常量和全局变量 3.定义计算函数 4.定义显示函数 5.定义主函数 -读取按键输入 -根据不同的按键执行不同的操作 -调用计算函数进行计算 -调用显示函数显示结果 在这个设计中，我们使用了一个简单的计算例子，这只是一个基础框架。如果要实现更多功能，如开方、求倒数等，只需要在函数中进行相应 的修改即可。此外，我们还可以添加一些其他的功能，如存储和读取计算 结果等。 在编写完整的代码之后，我们需要使用Keil C51来编译并烧录到 STC89C52单片机上。然后，将电路图中的电路连接好，并将单片机连接 到显示屏和按键上。最后，我们可以在使用计算器时输入数字和操作符， 然后在数码管上看到结果。 单片机简易计算器的设计与仿真 设计与仿真一个单片机简易计算器可以分为以下几个步骤：构建电路、编写程序、进行仿真。下面将详细进行说明。 一、构建电路 1.硬件设计： - 使用单片机，可以选择常用的型号，例如ATmega16 -连接20MHz的晶振到XTAL1引脚和XTAL2引脚，用于提供单片机的 时钟信号。 -连接VCC引脚和GND引脚，为单片机提供电源。 -连接一个16x2的液晶显示屏，用于显示输入和计算结果。 -连接数个按键，例如数字键0-9和运算符键+、-、*、/等。 2.硬件连接： -连接液晶显示屏的VCC引脚和GND引脚到正负电源。 -连接液晶显示屏的RS引脚和RW引脚到单片机的IO口，用于控制液 晶显示屏。 -连接液晶显示屏的数据线到单片机的IO口，用于发送显示的字符。 -连接按键到单片机的IO口，用于检测用户输入。 3.电路图： 根据硬件设计的需求，绘制电路图并进行连接。 二、编写程序 1.程序框架： -引入头文件，包括液晶显示屏操作函数的头文件。 -定义常量，包括液晶显示屏的引脚定义、按键的引脚定义等。 -定义全局变量，用于保存用户输入和计算结果等。 -编写主函数，程序的入口。 -编写显示函数，用于在液晶显示屏上显示字符。 -编写按键检测函数，用于检测用户按键输入。 -编写计算函数，根据用户的输入进行相应的计算运算。 2.程序实现： -在主函数中，初始化单片机的IO口，设置液晶显示屏的引脚，并调用液晶显示函数显示欢迎界面。 -在死循环中，不断检测按键的输入，并根据按键进行相应的操作，例如输入数字、输入运算符、清零、计算等。 -根据用户的输入，调用计算函数进行相应的计算，并将结果显示在液晶显示屏上。 三、进行仿真 使用仿真软件（例如Proteus）进行仿真，可以验证电路和程序的可靠性和正确性。根据实际情况，对电路进行布线和调整，测试程序逻辑是否正确，模拟按键的输入，查看液晶显示屏是否正确显示结果。 基于单片机简易计算器的设计 一、引言 计算器是一种广泛应用于日常生活和工作中的电子设备，它能够进行简单的加减乘除等基本运算。基于单片机的计算器设计，不仅可以通过编程实现各种基本运算的功能，还可以使计算器更加智能化，并通过外接显示器和按键进行交互，提供更好的用户体验。本文将介绍基于单片机的简易计算器的设计思路和实现方法。 二、设计思路 1.硬件设计：包括单片机的选择、外接显示器和按键的连接、电源管理等。 2.软件设计：包括计算功能的设计和实现、显示器和按键的驱动等。 三、硬件设计 1.单片机的选择：选择一种能够满足计算要求的单片机，如8051、AVR、STM32等，考虑其性能和功能需求。 2.外接显示器和按键的连接：通过接口将单片机和外接显示器、按键连接起来，使其能够传输数据和控制信号。 3.电源管理：根据需要选择合适的电源管理模块，确保计算器能够正常供电和工作。 四、软件设计 1.计算功能的设计和实现：通过程序设计实现加减乘除等基本运算功能，可以使用逐位相加、移位运算等方法来实现具体的运算逻辑。 2.显示器和按键的驱动：编写程序实现外接显示器和按键的驱动，使其能够正常显示和接收输入。 五、功能丰富化的设计 基于基本的加减乘除等运算功能设计，还可以进一步丰富计算器的功能，如增加求平方、开平方、取余、倒数等复杂运算功能，通过增加相关按键和逻辑实现。此外，还可以增加存储和回溯功能，使得计算器能够记录之前的计算结果和操作记录。 六、测试和调试 设计完成后，进行测试和调试，确保计算器的各项功能正常工作。首先，进行功能测试，逐步测试计算器的各个基本运算功能以及其他附加功能；然后，进行性能测试，测试计算器的计算速度和稳定性；最后，进行交互测试，测试计算器与用户之间的交互是否正常。 七、总结 基于单片机的简易计算器设计是一项技术和实践的结合，在设计过程中需要考虑到硬件和软件的匹配性，确保设计能够满足计算要求，并具备良好的用户体验。设计过程涉及到硬件和软件的开发，需要有一定的电子技术和编程的知识。此外，还可以根据需求进行功能的丰富和改进，使计算器具备更多的实用功能。总之，基于单片机的简易计算器设计可以为人们的日常生活和工作提供便利，也是一项具有实际应用前景的设计。 基于STM32单片机的最小硬件系统的软硬件设计与实现 摘要 随着人们生活水平的提高，人们对消费电子的需求也越来越高，智能硬件和移动平台的成熟，也为STM32的发展提供了基础和动力。 系统采用ARM Cortex-M3内核的STM32F103VET6作为微控制器，设计了CH340 USB 下载电路，JLINK下载电路供下载调试代码，结合DS18B20、VS838、红外遥控、蜂鸣器、LED发光管、RS232、RS485以及板载TFT液晶等外围设备，以及对这些外设的编程控制，实现了温度计、上下位机通信、红外遥控器、定时时钟、触摸画板、TFT液晶显示等集成与一板的功能。 关键词：STM32F103VET6，TFT液晶，DS18B20 Abstract Along with living standard enhancement, the people to expend electronic the demand to be also getting higher and higher. Intelligent mobile platform mature, also provide the foundation and driving force for the development of STM32. The system adopts ARM Cortex-M3 as STM32F103VET6’s kernel as the controller to combined with DS18B20, VS838, infrared remote control, buzzer, LED luminou tube,RS232, RS485 and the onboard TFT LCD and other peripheral equipment, as well as peripheral programming control, realized the thermometer, serial communication, infrared remote control,timing clock, drawing board, touch TFT liquid crystal display is integrated with a function. Key words: STM32F103VET6,TFT LCD, DS18B20 浙江工商职业技术学院电子与信息工程学院毕业设计 电信学院毕业设计（说明书）毕业设计（说明书）题目 专业：应用电子技术 班级： 学号： 学生姓名： 校外指导教师：俞海云 校内指导教师：李翠凤 二零一五年四月 简易计算器的设计与制作 摘要：近十几年，单片机技术发展的很快，其中电子产品的更新速度迅猛。计算器是我们日常生活中比较常见的电子产品之一。在很多领域的数据处理中要用到数学运算，作为计算机自动处理系统更显得重要。此项目设计以单片机为核心部件的计算器，采用 4*4 矩阵式键盘， 16 个键依次对应 0— 9、“ +”、“ -”、 “ * ”、“ /”、“ =”和清除键。使用单片机最小应用系统 1 模块，简单方便。 采用 LCD1602A 作显示。本次设计是以 STC89C52 单片机为核心器件，外围辅助 器件为 LCD 显示器、控制按键来设计的计算器。利用此设计熟悉单片机微控 制器及 C 语言编程，对其片资源及各个 I/O 端口的功能和基本用途的了解。掌握Microsoft Visual C++ 6.0 应用程序开发环境，常用的 LCD 显示器的使用方法和一 般键盘的使用方法。本计算器系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软 件功能强，运行稳定可靠等优点。 关键词： STC89C52；LCD1602 ；计算器；矩阵键盘 目录 1.绪论 (2) 1.1系统开发的背景和意义 (2) 1.2设计目的 (2) 1.3设计任务 (2) 2.方案论证与比较 (3) 2.1主机方案设计与选择 (3) 2.1.1方案一：采用 FPGA 控制 (3) 2.1.2 方案二：采用 STC9C52 单片机 (3) 2.2从机方案设计与选择 (4) 2.2.1方案一：采用 8255A芯片控制采集和数码管显示 (4) 2.2.2方案二：采用液晶 LCD1602 做为显示 (4) 3.系统设计及说明 (5) 3.1系统总框图 (5) 3.2元件介绍 (5) 4.系统硬件设计 (11) 4.1外接键盘电路设计 (11) 4.2显示电路设计 (11) 5.系统程序设计 (12) 5.1键盘扫描程序设计 (12) 5.2显示模块的程序设计 (13) 5.3运算程序设计 (14) 6.调试 (15) 6.1硬件调试 (15) 6.2软件的调试 (16) 结论 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录 A 元件清单 (20) 21附录 B 原理图 ............................................................................................................. 22附录 C PCB图.............................................................................................................. 23附录 D 实物图 ............................................................................................................. STM32_STM8CAN波特率设置计算器 CAN总线的波特率是由总线速度和传输协议决定的。对于STM32和STM8微控制器，可以使用以下公式来计算CAN总线的波特率：BS1 = (tbs1 - 1) (tbs1的范围为[1，16]) BS2 = (tbs2 - 1) (tbs2的范围为[1，8]) 时间量化器单位时间为(1 + tbs1 + tbs2)个时间单元 以下是一个使用Python编写的STM32和STM8 CAN波特率设置计算器的示例代码： ```python import math BS1 = tbs1 - 1 BS2 = tbs2 - 1 quanta_per_bit = tbs1 + tbs2 + tbs3 + 1 BRP=BRP-1 while BRP > 0x3FF: quanta_per_bit *= 2 BRP/=2 return (int(BRP), quanta_per_bit, BS1, BS2) tbs1 = 9 tbs2 = 4 tbs3 = 4 print("BRP:", result[0]) print("Quanta per bit:", result[1]) print("BS1:", result[2]) print("BS2:", result[3]) ``` 在这个示例中，假设APB1时钟频率为36MHz，每个位时间为125个时钟周期，同步段为9个时间单元，时间段1为4个时间单元，时间段2为4个时间单元，CAN控制器的时钟频率为36MHz。 运行这个示例代码，将会得到以下的输出： BRP:11 Quanta per bit: 20 BS1:8 BS2:3 输出结果表示波特率分频器的分频系数BRP为11，每个位时间的时钟周期数为20个时钟周期，同步段时间为9个时间单元，时间段1时间为8个时间单元，时间段2时间为3个时间单元。 使用这个计算器，你可以根据具体的需求和硬件参数来计算CAN总线的波特率。 基于单片机的计算器 在软硬件技术的快速发展下，计算器作为一个计算工具，从最初的大型机发展到更加高效、便携的电子计算器，再到现在智能手机上内置的计算器应用。然而，对于一些特定的行业和应用，传统的计算器还是很有价值的。在这种情况下，基于单片机的计算器就成为了一种理想的选择。 基于单片机的计算器具有体积小、功耗低、价格相对较低等优点。使用单片机作为控制中心，可以通过外围设备（如键盘、显示器等）实现输入输出功能。为了实现计算功能，我们需要在单片机上运行特定的程序。下面，我将详细介绍基于单片机的计算器的设计和实现。 首先，我们需要选择一个合适的单片机。根据计算器的计算能力和显示要求，我们可以选择一款运算速度较快的单片机，如STM32F103C8T6、这款单片机具有64KB的闪存和20KB的SRAM，可以满足计算需求。 接下来，我们需要设计输入设备。通常情况下，计算器的输入设备采用键盘。我们可以使用矩阵键盘作为输入设备，它可以有效地减少IO口的使用数量。通过扫描键盘矩阵的方式，可以检测到按下的键，并将其对应的数值存储到单片机内存中。 然后，我们需要设计显示设备。计算器的显示设备通常采用液晶显示器。液晶显示器的优点是能够以低功耗方式显示大量信息。我们可以通过串行通信方式将单片机与液晶显示器连接起来，并通过特定的驱动程序将计算结果等信息显示在液晶屏上。 在输入设备和显示设备的基础上，我们需要设计计算功能模块。计算器的计算功能主要通过算法实现。我们可以在单片机上编写特定的程序， 将输入的数值进行相应的计算，并将结果显示在液晶屏上。常见的计算包 括加减乘除、求平方、开方等。 此外，为了提高计算器的易用性，我们还可以添加一些功能。例如， 可以设置一个清屏按钮，用于清空液晶屏上的显示内容；可以添加一个退 格按钮，用于删除输入的最后一个字符；可以添加一个存储器按钮，用于 暂时存储计算结果等。 最后，我们需要将硬件和软件进行调试和优化。通过实际测试，我们 可以发现并修复硬件和软件上的问题，以确保计算器的稳定性和可靠性。 此外，我们还可以优化程序，提高计算速度和界面响应速度。 基于单片机的计算器是一种体积小、功耗低、价格相对较低的计算工具。通过选择合适的单片机、设计输入输出设备和计算功能模块，并进行 调试和优化，我们可以实现一款功能完善的基于单片机的计算器。这种计 算器不仅可以满足一些特定行业和应用的需求，还可以作为一种教学工具，帮助人们更好地理解计算和算法。 一、设计要求 1．设计4*4的键盘，其中10个数字键0~9，其余6个为“+”“-”“*”“/”“=”和“C” 2．设计2位LED接口电路 3．实现1位数的简单运算 二、硬件系统设计 1、LED接口电路 简易计算器需要2位8段码LED显示电路。用8031单片机经8255A扩展2位8段码LED显示器，用8255A的A口作为段码（字形代码）数据口，PB0和PB1作为位控制端口。在位控制口加集电极开路的反相高压驱动器74LS06以提供驱动LED显示器所需的足够大的电流，然后接至各数码显示器的共阴极端。同理，在段码数据口集电极开路的正相高压驱动器74LS07提供足够大的电流，然后接到数码显示器的各段。逻辑电路结构如下： 2、键盘接口电路 简易计算器需要4*4的行列式键盘。用8031单片机经8255A扩展4*4行列式键盘，8255A的B口和C口用于扩展键盘接口，B口高4位作为输出口，C口低4位作为输入口。逻辑电路结构如下： 3、计算器逻辑电路图 将LED接口电路和键盘接口电路结合到一起就是简易计算器的逻辑电路图，如下： 8255A PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7 PB0PB1 PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3 74LS373 G CS A1A0 D0~D7 WR RD RESET WR RD RST ALE P2.78031 +5V Q2~Q7Q1Q0 A2~A7A1A0D0~D7A8~A11 OE CE P0.0~P0.7 P2.0~2.3PSEN +5V 2732 XTAL2 XTAL1晶振6MHZ 8X74LS07 2X74LS06 4X4键盘 三、软件设计 1、LED 显示程序设计 LED 显示器由七段发光二极管组成，排列成8字形状，因此也成为七段LED 显示器，器排列形状如下图所示： 为了显示数字或符号，要为LED 显示器提供代码，即字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计8段，因此提供的字形代码的长度正好是一个字节。简易计算器用到的数字0~9的共阴极字形代码如下表：单片机的简易计算器毕业设计
基于单片机简易计算器的设计说明
触摸屏计算器设计方案
基于STM32科学计算器系统的设计与实现
基于STM32的简易电子计算器设计与实现
单片机的简易计算器的设计与实现
基于STM32的简易计算器
基于STM32的电子计步器的设计与实现
单片机的简易计算器设计
基于单片机的简易计算器设计
单片机简易计算器设计
单片机简易计算器的设计
单片机简易计算器的设计与仿真
基于单片机简易计算器的设计
毕业论文-基于STM32单片机的最小硬件系统的软硬件设计与实现
简易计算器的设计与制作
STM32_STM8CAN波特率设置计算器
基于单片机的计算器
单片机简易计算器设计