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基于stm32计算器设计与实现.docx
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基于stm32计算器设计与实现.docx
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摘 要
单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物,它是嵌入式控
制系统的核心,如今,它已广泛的应用到我们生活中的各个领域,电
子、科技、通信、汽车、工业等。我们这次设计的科学计算器就是利
用 STM32 单片机制作而成。
计算器(calculator)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。
为了进行大量浮点数的运算,并且能很好的支持彩屏的显示,我
们选用了计算能力较强的基于 Cortex-M3 系列的 STM32 单片机作为微
控制器。
STM32 系列是 32 位单片机,运算能力远比其他单片机强,基于
专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的 ARM
Cortex-M3 内核。时钟频率高达 72MHz,远远高于 51、AVR 等单片机。
从闪存执行代码,STM32 功耗 36mA,是 32 位市场上功耗最低的产品,
相当于 0.5mA/MHz。
关键词:STM32、单片机、触摸屏、计算器
Abstract
Monolithic integrated circuit occurs is a product of the
rapid development of computer technology, it is the core of the
embedded control system, today, it has been widely applied to
all areas of our daily life, electronics, technology,
telecommunications, automotive, industrial, etc. Our
scientific calculator of this design is to use the STM32
microcontroller produced by.
Calculator (Calculator) generally refers to the
"Calculator", the noun by the Japanese came to China.
Calculators are handheld machine that can do the math, with
integrated circuit chips, simple structure, less functional,
but because of its ease of use, simple operation and low cost,
which are widely used in commercial transactions, is one of the
essential office supplies.
Key words: STM32,microcontroller, touch, calculator
目 录
摘 要 ...............................................2
Abstract ..............................................3
目 录 ...............................................4
第一章 引言 ..........................................6
第二章 总体方案设计 ..................................7
2.1 任务与要求 ....................................7
2.1.1 任务 ....................................7
2.1.2 要求 ....................................7
2.2 方案论证 ......................................7
2.2.1 单片机系统的选型 ........................7
2.2.2 显示屏的选型 ............................8
2.2.3 外部存储器的选型 ........................8
2.3 系统总体设计 ..................................8
第三章 系统硬件设计 ..................................9
3.1 微控制器简介 ..................................9
3.2 触摸屏模块简介 ...............................10
3.2.1 显示部分简介 ...........................10
3.2.2 触摸部分简介 ...........................12
3.3 AT24C02 简介 .................................13
3.4 整体系统硬件设计 .............................15
3.4.1 单片机系统设计 .........................16
3.4.2 电源部分设计 ...........................16
3.4.3 单片机和 PC 机通信设计 ..................17
3.4.4 单片机和触摸屏接口设计 .................17
第四章 系统软件设计 .................................20
4.1 系统各个模块初始化 ...........................20
4.2 显示模块程序设计 .............................21
4.3 触摸模块程序设计 .............................25
4.4 实现运算表达式的程序设计 .....................27
第五章 总 结 .......................................32
致 谢 ...............................................34
参考文献 .............................................35
附 录 ...............................................36
第一章 引言
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。
本文设计的是一种基于 STM32 科学计算器的设计,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,并
且可以在需要键盘的时候才调出来。传统的机械按键需要占用单片机
大量的 I/O 口,而触摸屏只需要通过 SPI 接口和单片机通信。
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oligaga
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