触摸屏计算器设计方案

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：
iii三角函数运算
利用#include <math.h>直接调用三角函数相关程序。

考虑调用三角函数运算时，括号里面实际不是所输入的数字，而是输入实际的弧度值，即将数字转换成弧度值：
#define pi 3.141592653f
float ToRad(float degree)
{
return (degree*pi/180.0);
}。

iv浮点型数运算
为得到的数字进行类型定义。

v十-十六进制转换
拟直接利用C中原有的算法进行进制转换，或采用除n取余法。

（2）实时显示功能实现
将得到的数字、符号类指令及时在显示栏显示出来，并在相应位置加上注释，如十六进制、科学型等。

对于显示函数，先判断当前进制数，然后再将需要显示的数字转换为当前进制数再显示。

（3）错误提示功能实现
编写判断程序，若出现连续输入两个运算符号，或除数为0等情况时判断为错误信息，将在显示区域以“error”予以标注，从而提醒用户重新输入。

四、重难点分析
1、对输入指令的判断
拟根据读取触摸按键位置判断按键类型，然后再进一步确定具体符号或数字，从而获知用户具体操作目的。

2、将连续输入的多个单个数转为多位数
拟创建数组保存依次输入的单个数和少量特殊符号如“-”、“.”等，在接收到结束信息后，将数组进行逆序排列，并使用相应函数将数组转化为数字。

3、含有优先级的科学运算的实现。

拟创建两个数组，一用于存储转化后的数字，另一用于存储依次得到的符号，在第二个数组中按照先乘除后加减的原则进行优先级排列，得到符号顺序后依次调用符号两边的数进行计算，并将计算得到的数存入第一个数组，重复直至得到最终结果。

4、对于错误输入的判断
首先对于可能的错误输入有清晰的界定，然后再考虑判断条件，尽可能使微处理器自行判断手误和逻辑错误，并作出相应调整，如对于连续重复输入“.”、“+”等符号，则默认输入一次，而对于连续输入不同符号或输入数字超过处理范围则直接发出警告，即于显示屏显示“error”。

5、其他细节问题
如得到的计算结果的精确度等。