基于LPC2124的简易计算器设计.doc

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1、 基于LPC2124的计算器设计一、 设计要求（一）总体目标使用飞利浦LPC2124处理器和显示器在PROCTUS环境下设计一个计算器硬件电路，并利用RVDS开发工具实现相关软件。（二）基本要求1、电路包括44键盘，能够通过按键编辑数据2、显示部件使用LCD或LED，显示内容不少于4个字符3、能够完成1位以上十进制整数的加、减、乘、除功能（三）扩展要求1、能完成2位以上十进制数的加、减、乘、除功能。2、能完成小数的加、减、乘、除功能。3、能够连续进行运算。4、使用LCD进行数据显示。二、 创意扩展功能1.浮点数的加减乘除2三角函数，取sin(),为代表3.清零5对数进行取负4.连续两个运算符用

2、后面一个取代前面一个6.取百分数7.开方5.算式显示三、 设计目标实现上述的计算显示功能，并优化程序使程序结构明了，代码简洁。四、 硬件电路的设计（一） 控制芯片按要求选用飞利浦LPC2124处理器。（二） 由于要进行小数的加减乘除运算再加上清零键已经超出了16个键因此选用PROCTUS自带的23键的键盘，如：图一 键盘。此键盘为计算器功能的扩展提用了充足的案件资源。 注意：键盘默认电平为高电平所以要用高电平扫描。图一 键盘键盘在程序中的的映射： 扫描程序返回值： 0, 1, 2, 3, 4, 5， 6, 7, 8, 9, 10，11 12, 13, 14, 15, 16，1718, 19,

3、20, 21, 22, 23 code_keyvalue A,7,8,9,*,/, B,4,5,6,-,Q, %,1,2,3, ,S, C,0,.,=,+,Dint keyvalue 14, 7, 8, 9, 16, 20, 11, 4, 5, 6, 17, 21, 12, 1, 2, 3, 18, 22, 13, 0, 10, 15, 19, 23（三） 显示部分采用课程中已经调试好的LM032L。LM032L为20*2的液晶显示屏，对于一个简易的计算器的显示部分完全满足要求，而且控制简单。如：图二 液晶图二 液晶（四）总体电路设计:用LPC2124的P0.0到P0.10十一个端口来对LM0

4、32L进行控制,其中P0.0到P0.7为数据线，P0.8到P0.10为控制线。用LPC2124的P0.16到P0.25十个端口来控制键盘进行扫描，来实现键盘值的读取，其中P0.16到P0.19送扫描数据，可以确定按下的键在矩阵键盘中的行，P0.20到P0.25读键盘的值来确定按下的键在矩阵键盘中的列。连着结合起来就可以判断出所按下的键的值。总体电路如图三 计算器电路图二 计算器电路五、 软件的设计的设计（一） 键盘扫描程序的设计扫描部分：往四根行线依次送入高电平，从列线读取数据来扫描键盘是否有键按下，并通过送出和读入的端口值来计算出一个返回值，利用这个返回值查表可得出键盘对应的符号和对键盘的指

5、代值。延时去抖：检测到右键按下时，按时10ms，再读键值，如果有键按下，然后等待按键释放之后，对端口值进行分析。键盘扫描程序基本结构，如 图三 键盘扫描程序框图图三 键盘扫描程序框图相关函数：void Delay(uint32 dly);/延时函数int KeyScan(void); /键盘扫描函数（二） LCD驱动程序的设计 先对控制LCD进行初始化设置。然后通过相应的命令将要显示的字符或字符串送到显示器。 相关函数： void ChkBusy(void);/LCD忙检测函数 void WrOp(char dat); /对LCD送命令函数 void WrDat(char dat);/ 对LC

6、D送数据函数，显示一个字符 void lcd_init(void); /LCD初始化函数 void DisText(char addr,char *p);/字符串显示函数（三） 计算程序的设计程序的基本框架如下：图三 计算程序框图图三 计算程序框图程序的基本原理是采用3个字符型的数组来存放三个数据，2个sign空间来放运算符。（1）有一个数据时可以进行单数据运算符的计算，如%、开方等；（2）有两个数据时，此时符号如果为*或/可以开始计算把这两个数计算成一个数储存，有=时都得计算出来；（3）有三个数据时判断两符号的优先级，总可以计算一级是数据变为两数据一运算符，经过第二步后剩下的前面的运算符肯定

7、为-或+因此如果后面一个运算符为+或-时可以将前一运算符算出，如果后面一个运算符为*或/时可以将后一运算符算出。从而可知数据一定在三个以内，运算符一定在两个以内。计算过程如：输入：8*2+6/3+5= 输入过程 计算过程 第一步：8*2+ 16+ 第二步：8*2+6 16+6 第三步：8*2+6/ 16+6/ 第四步：8*2+6/3 16+6/3 第五步：8*2+6/3+ 16+2+ 第六步：8*2+6/3+5 18+5 第七步：8*2+6/3+5= 23相关函数：char *ClrArry(char *src);/清空一个数组void strcpyf(char *str1,char *str

8、2);/将一个字符串复制到/另一个字符串中 void ftoa(float n,unsigned char decimals,char *str)/将浮点数转化为字符串函数void calculate(void);/计算函数六功能说明及实验结果：（一）浮点数的加减乘除 输入：5.2*1.2= 输入：82.54/8.1= 输入：4.23+82.1235= 输入：0.025-1.8=（二）连续运算和优先级 输入：1.2/3.2=+8.2= 输入：8.6*1.2+4=输入：2.3*5+1.2/2-5=（二）开方 取负 百分数输入：12*8.4=Q= (键“MRC”用Q表示代表开方)输入：45B+5=

9、 (键 “+/-”用B表示代表开方)输入：2.3S= (键 “M-”用S表示代表求弧度正弦)输入：3.1415926S= (如图右)输入：485.22%=（四） 连续两个运算符用后面一个取代前面一个输入：4+-*/8= （最后一运算符有效）七、 总结由于以前做过一个计算器，但那时没有自己写程序只是修改被人的程序。虽然如此对计算程序还是有一个大体的了解，因此决定完全不看别人的程序也不查阅书籍就拿几张纸和一笔先规划出程序的框架然后再一步一步实现。其实框架比程序还要麻烦。在程序设计时像三角函数、平方开方等类型都是选取其中一两个作为代表。其他的可以按相同的方式扩展。在此过程中我和我的组员设计了总体的程序结构，开始是用两个数组储存接收到的数据，然后用数据前的字符是不是字符来判断是否一个数据输入完成达到数据个数的管理，在此基础上我们实现了比如：按一下键清除一位输入的数据或字符等功能。后来发现大多计算器的设计没有考虑到优先级，因此经过讨论改为用3个数组来存放输入的数据，2个单元来存放运算符来达到运算符的优先级的运算。这个计算程序还存在很多的不足，如采用的字符串转浮点数、浮点数转字符串函数的过程中有的时候结果有0.00001数量级的偏差（转化过程中采用小数点后6位精度）。附件A 硬件电路图附件B软件代码：（一）main.c文件（二）lcd.h文件（一）cal.h文件c16