1. 项目介绍
计算器是最常见的工具了，现在不管是手机、电脑都带有计算器功能，支持强大的科学运算等。
当前文章介绍的是STM32+LCD触摸屏设计的一个触摸计算器功能，实现基本的加减乘除，二进制转换显示等功能。LCD屏使用的是3.5寸带触摸屏的显示屏，方便操作屏幕，MCU采用STM32F103ZET6。
设计的这个计算器用到的硬件不多，主要是LCD屏和触摸屏，用到了一个W25Q64存储芯片，保存触摸屏校准后的一些配置数据，这个可有可无，只是方便不需要每次断电后重新校准。
运行效果图如下:
完整项目源码下载地址: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/63976226
视频演示地址: https://live.csdn.net/v/182604
2. 项目实现
2.1 运算实现思路
功能介绍:
在除法计算过程中，如果商是小数，计算器得到的结果也是精准的，是double类型。
在计算过程中，可以实现连续运算。过程中是逐步计算出数据来的。
触摸校准流程:
计算器算法:
2.2 LCD显示屏驱动代码
LCD的驱动芯片是NT35310，支持8080时序读写寄存器，当前项目采用模拟时序控制LCD屏，移植性较高。
核心代码如下：
#include "lcd.h"
#include "stdlib.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "math.h"
#include "timer.h"
#include "spi.h"
#include "usart.h"
#include <stdio.h>
#include "key.h"
#include "rtc.h"
#include "wannianli.h"
#include "touch.h"
#include "led.h"
#include <stdlib.h>
#include "shuzimo.h"
#include <string.h>
#include "calculator.h"
/*
函数功能：写LCD数据
函数参数：data:要写入的值
*/
void LcdWriteData(u16 data)
{
LCD_RS=1; //写数据
LCD_CS=0; //选中LCD屏
//输出数据
LCD_DATA0=(data>>0&0x01);
LCD_DATA1=(data>>1&0x01);
LCD_DATA2=(data>>2&0x01);
LCD_DATA3=(data>>3&0x01);
LCD_DATA4=(data>>4&0x01);
LCD_DATA5=(data>>5&0x01);
LCD_DATA6=(data>>6&0x01);
LCD_DATA7=(data>>7&0x01);
LCD_DATA8=(data>>8&0x01);
LCD_DATA9=(data>>9&0x01);
LCD_DATA10=(data>>10&0x01);
LCD_DATA11=(data>>11&0x01);
LCD_DATA12=(data>>12&0x01);
LCD_DATA13=(data>>13&0x01);
LCD_DATA14=(data>>14&0x01);
LCD_DATA15=(data>>15&0x01);
LCD_WR=0; //表示准备写数据
LCD_WR=1; //表示数据写完成
LCD_CS=1; //取消LCD屏片选
}
/*
函数功能：写寄存器
参 数：regval:寄存器值
*/
void LcdWriteReg(u16 data)
{
LCD_RS=0; //写命令
LCD_CS=0; //选中LCD屏
//输出数据
LCD_DATA0=(data>>0&0x01);
LCD_DATA1=(data>>1&0x01);
LCD_DATA2=(data>>2&0x01);
LCD_DATA3=(data>>3&0x01);
LCD_DATA4=(data>>4&0x01);
LCD_DATA5=(data>>5&0x01);
LCD_DATA6=(data>>6&0x01);
LCD_DATA7=(data>>7&0x01);
LCD_DATA8=(data>>8&0x01);
LCD_DATA9=(data>>9&0x01);
LCD_DATA10=(data>>10&0x01);
LCD_DATA11=(data>>11&0x01);
LCD_DATA12=(data>>12&0x01);
LCD_DATA13=(data>>13&0x01);
LCD_DATA14=(data>>14&0x01);
LCD_DATA15=(data>>15&0x01);
LCD_WR=0; //表示准备写数据
LCD_WR=1; //表示数据写完成
LCD_CS=1; //取消LCD屏片选
}
/*
函数功能：设置光标位置
函数参数：
Xpos:横坐标
Ypos:纵坐标
*/
void LcdSetCursor(u16 Xpos, u16 Ypos)
{
LcdWriteReg(0X2A);
LcdWriteData(Xpos>>8);
LcdWriteData(Xpos&0XFF);
LcdWriteReg(0X2B);
LcdWriteData(Ypos>>8);
LcdWriteData(Ypos&0XFF);
}
/*
功 能： 初始化LCD屏幕
说 明： 用于3.5寸屏幕的初始化。
LCD ID:5310
硬件连接:
硬件连接：
FSMC_D0 ------PD14
FSMC_D1 ------PD15
FSMC_D2 ------PD0
FSMC_D3 ------PD1
FSMC_D4 ------PE7
FSMC_D5 ------PE8
FSMC_D6 ------PE9
FSMC_D7 ------PE10
FSMC_D8 ------PE11
FSMC_D9 ------PE12
FSMC_D10 -----PE13
FSMC_D11 ------PE14
FSMC_D12 ------PE15
FSMC_D13 ------PD8
FSMC_D14 ------PD9
FSMC_D15 ------PD10
LCD_BL(背光) ----PB0
FSMC_NE4(CS) --->PG12
FSMC_NWE(WR/CLK)--->PD5
FSMC_NOE(RD) --->PD4
FSMC_A10(RS) --->PG0
*/
void LcdInit(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<3; //使能PORTB时钟
RCC->APB2ENR|=1<<5; //使能PORTD时钟
RCC->APB2ENR|=1<<6; //使能PORTE时钟
RCC->APB2ENR|=1<<8; //使能PORTG时钟
/*1. 初始化控制IO口*/
GPIOB->CRL&=0xFFFFFFF0; //LCD_BL(背光)
GPIOB->CRL|=0x0000000B;
GPIOG->CRH&=0xFFF0FFFF; //FSMC_NE4(CS)
GPIOG->CRH|=0x00030000;
GPIOD->CRL&=0xFF00FFFF; //FSMC_NWE(WR/CLK)\FSMC_NOE(RD)
GPIOD->CRL|=0x00330000;
GPIOG->CRL&=0xFFFFFFF0; //FSMC_A10(RS)
GPIOG->CRL|=0x00000003;
/*2. 初始化数据线*/
GPIOD->CRL&=0xFFFFFF00;
GPIOD->CRL|=0x00000033;
GPIOD->CRH&=0x00FFF000;
GPIOD->CRH|=0x33000333;
GPIOE->CRL&=0x0FFFFFFF;
GPIOE->CRL|=0x30000000;
GPIOE->CRH&=0x00000000;
GPIOE->CRH|=0x33333333;
}
/*
函数功能：画点
函数形参：x,y:坐标
*/
void LcdDrawPoint(u16 x,u16 y,u16 color)
{
LcdSetCursor(x,y); //设置光标位置
LcdWriteReg(0X2C); //开始写入GRAM
LcdWriteData(color);
}
/*
函数功能：显示一个汉字
*/
void LcdShowFont(u8 *font,u16 x,u16 y,u16 size,u16 high,u16 color1,u16 color2)
{
u8 data;
u16 i,j,k;
for(i=0;i<high;i++)
{
LcdSetCursor(x,y); //设置光标位置
LcdWriteReg(0X2C); //开始写入GRAM
for(j=0;j<size/8;j++)
{
data=*font; //取出一个值
for(k=0;k<8;k++)
{
if(data&0x80)LcdWriteData(color1);
else LcdWriteData(color2);
data<<=1;
}
font++;
}
y++;
}
}
void LcdShowFont_zong(u8 *font,u16 x,u16 y,u16 size,u16 high)
{
u16 i,j;
u8 data;
u16 y0=y;
for(i=0;i<size*high/8;i++)
{
data=*font; //取出一个值
for(j=0;j<8;j++)
{
if(data&0x80)LcdDrawPoint(x,y,YELLOW);
else LcdDrawPoint(x,y,LIGHTGREEN);
y++;
data<<=1;
if((y-y0)==high) //一列显示完毕，可以换行
{
x++;
y=y0; //纵坐标归位
}
}
font++;
}
}
void lcd_clear(u16 x,u16 y,u16 color) //清屏
{
int i;
LcdSetCursor(x,y); //设置光标位置
LcdWriteReg(0X2C); //开始写入GRAM
for(i=0;i<320*480;i++)
{
LcdWriteData(color);
}
}
void paint(u8 *font,u16 x,u16 y,u16 size,u16 high)
{
u16 i,j;
for(i=0;i<high;i++,y++)
{
LcdSetCursor(x,y); //设置光标位置
LcdWriteReg(0X2C); //开始写入GRAM
for(j=0;j<size;j++)
{
LcdWriteData(*font<<8|*(font+1));
font+=2;
}
}
}
2.3 触摸屏代码
触摸屏采用XPT2046芯片，一个24位的ADC芯片，支持SPI接口。
代码里主要完成两个操作: 1. 读取XPT2046检测到的数据 2. 实现触摸屏校准算法
代码如下:
#include "touch.h"
#include "delay.h"
#include "lcd.h"
#include "spi.h"
#include <stdio.h>
#define T_MOSI1 GPIOF->ODR|=1<<9;
#define T_MOSI0 GPIOF->ODR&=~(1<<9);
#define T_SCK1 GPIOB->ODR|=1<<1;
#define T_SCK0 GPIOB->ODR&=~(1<<1);
#define T_CS1 GPIOF->ODR|=1<<11;
#define T_CS0 GPIOF->ODR&=~(1<<11);
extern struct kxy
{
float kx;
float ky;
u16 x1;
u16 y1;
u16 x2;
u16 y2;
u16 x3;
u16 y3;
u16 x4;
u16 y4;
u16 xx;
u16 yy;
}xielv;
void touch_lint(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<3; //打开PB口时钟
RCC->APB2ENR|=1<<7; //打开PF口时钟
GPIOB->CRL&=0XFFFFF00F; //配置PB口
GPIOB->CRL|=0X00000830;
GPIOF->CRH&=0XFFFF000F; //配置PF口
GPIOF->CRH|=0X00003830;
T_SCK1
GPIOF->IDR|=1<<10;
T_CS1;
}
void touch_write(u8 data) //往XPT2046中写入命令
{
u8 i;
T_CS0
T_SCK0
T_MOSI0
for(i=0;i<8;i++)
{
if(data&0x80) T_MOSI1
else T_MOSI0
T_SCK0
T_SCK1
data=data<<1;
}
}
u16 touch_read(u8 data) //从XPT2046中读取数据
{
u16 i,dat=0;
touch_write(data);
delay_us(6);
for(i=0;i<16;i++)
{
dat=dat<<1;
T_SCK0
T_SCK1
if(GPIOB->IDR&1<<2)
{
dat|=1<<0;
}
}
T_CS1
dat=dat>>4;
return dat;
}
void si_shizi(u16 color)
{
Draw_line(0,10,20,10,color);
Draw_line(10,0,10,20,color);
Draw_line(300,10,320,10,color);
Draw_line(310,0,310,20,color);
Draw_line(0,470,20,470,color);
Draw_line(10,460,10,480,color);
Draw_line(300,470,320,470,color);
Draw_line(310,460,310,480,color);
}
void jiaozhun(u16 x1,u16 y1,u16 x2,u16 y2,u16 x3,u16 y3,u16 x4,u16 y4)
{
xielv.kx=(300.0/(x1-x2)+300.0/(x3-x4))/2;
xielv.ky=(460.0/(y1-y3)+460.0/(y2-y4))/2;
}
void lcd_jiaozhun(void)
{
read_data((u8*)&xielv,791920,sizeof(struct kxy));
if(xielv.kx<0)
{
u8 *buff=malloc(100);
u8 *bufi=malloc(50);
u8 i=0;
u16 x0,y0;
lcd_clear(0,0,YELLOW);
si_shizi(BLUE);
lcd_string((u8*)"校准开始",buff,16,130,220,767600,32,64);
delay_ms(3000);
juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
lcd_string((u8*)"请点击第一个十字中心",bufi,16,80,220,767600,32,64);
while(1)
{
if(!(GPIOF->IDR&1<<10))
{
delay_ms(20);
if(!(GPIOF->IDR&1<<10))
{
x0=touch_read(0xD0);
y0=touch_read(0X90);
i++;
if(i==1)
{
Draw_line(0,10,20,10,YELLOW);
Draw_line(10,0,10,20,YELLOW);
juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
lcd_string((u8*)"请点击第二个十字中心",bufi,16,80,220,767600,32,64);
xielv.x1=x0;
xielv.y1=y0;
}
if(i==2)
{
Draw_line(300,10,320,10,YELLOW);
Draw_line(310,0,310,20,YELLOW);
juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
lcd_string((u8*)"请点击第三个十字中心",bufi,16,80,220,767600,32,64);
xielv.x2=x0;
xielv.y2=y0;
}
if(i==3)
{
Draw_line(0,470,20,470,YELLOW);
Draw_line(10,460,10,480,YELLOW);
juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
lcd_string((u8*)"请点击第四个十字中心",bufi,16,80,220,767600,32,64);
xielv.x3=x0;
xielv.y3=y0;
}
if(i==4)
{
Draw_line(300,470,320,470,YELLOW);
Draw_line(310,460,310,480,YELLOW);
juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
lcd_string((u8*)"校准完毕",buff,16,130,220,767600,32,64);
delay_ms(3000);
juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
xielv.x4=x0;
xielv.y4=y0;
jiaozhun(xielv.x1,xielv.y1,xielv.x2,xielv.y2,xielv.x3,xielv.y3,xielv.x4,xielv.y4);
break;
}
delay_ms(40);
}
}
}
clear_shanqu(761920);
write_every((u8*)&xielv,sizeof(struct kxy),791920);
}
}