发布时间 : 星期六 文章基于STM32的简易电子计算器设计与实现(DOC) - 图文更新完毕开始阅读
嵌入式系统设计实验综合设计报告
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：
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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：
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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，
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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：
开始 初始化 显示模块 实时简易电子计算器 按键处理模块 数据处理模块 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：
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