PXA270電子計算器實(shí)訓(xùn)報告附程序

ID:140725 · 發(fā)表于 2016-10-11 16:19

廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院廣州學(xué)院

實(shí)訓(xùn)報告

題目：簡易電子計算器
專業(yè)：計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)(嵌入式)	班級：08計應(yīng)1班
學(xué)生姓名：XXXXXX	學(xué)號：0801080105

一、設(shè)計任務(wù)與要求

設(shè)計16鍵盤簡易計算器，實(shí)現(xiàn)以下功能。

1、4*4鍵盤輸入，用按鍵輸入數(shù)和運(yùn)算符號。

1 2 3 +

4 5 6 -

7 8 9 *

C 0 = ∕

2、數(shù)碼管顯示運(yùn)算過程和結(jié)果（十進(jìn)制數(shù)），負(fù)號用一個LED燈顯示。

3、具有清零和復(fù)位功能。

4、具有連續(xù)運(yùn)算功能。

5、具有簡易報錯和提示功能。

二、總體方案與說明

利用PXA270的16個鍵盤，通過中斷輸入。16個按鍵分為10個數(shù)字鍵（0-9），

+、-、*、/、=、清零等功能。整個計算器實(shí)現(xiàn)在結(jié)果為-9999到9999范圍內(nèi)的加

減乘除運(yùn)算。負(fù)數(shù)的時候通過LED1亮表示，加減乘除被按下后，對應(yīng)得LED

燈會亮，在輸入數(shù)字后自動滅掉提示輸入運(yùn)算符號的LED燈。按下C鍵具有

清零的效果（清除數(shù)碼管顯示，和相關(guān)變量初始化，以及LED燈初始化等）

�！�=”的功能是：若沒有輸入數(shù)，則還是顯示0；若輸入了一個數(shù)（正數(shù)或

負(fù)數(shù)）則直接顯示這個數(shù)（負(fù)數(shù)顯示的時候，要LED1亮）；具有連續(xù)運(yùn)算的

功能（即具有記憶最近輸入的運(yùn)算符和操作數(shù)的功能，如：剛輸入了1+5=，

顯示6之后，再按下“=”，則執(zhí)行6+5=的操作，以此類推）。當(dāng)操作數(shù)大于

-9999到9999的范圍后，顯示Eoor和亮所有LED燈報錯，當(dāng)按下清零鍵后

，清除報錯。同樣，在運(yùn)算中，若被除數(shù)為0，則報錯。

聲明：本程序不具備多級運(yùn)算，如：1+15-45=這種一次運(yùn)算超過一個運(yùn)算

符的運(yùn)算。若按下了多次運(yùn)算符，則取最后按下的為有效。

由于本人使用的硬件是4個直入鍵盤和12個矩陣鍵盤，所以程序分開處理。

三、電路原理圖

數(shù)碼管：

LED燈：

直入鍵盤：

矩陣鍵盤：

四、軟件主要模塊流程圖

緊接上面的加減乘除、等于、清零鍵的流程圖：

五、問題分析與解決方案

問題1：如何做到連續(xù)運(yùn)算功能？

答：首先，你要知道你在數(shù)學(xué)中是如何運(yùn)算的。如：我要做(25+3-4)*2/3的運(yùn)算，那么我的計算步驟為：25+3=28，28-4=24，24*2=48,48/3=16。其次，由數(shù)學(xué)運(yùn)算推導(dǎo)出一個規(guī)律。（以剛才的舉例為例）從剛才的運(yùn)算可以看出，我們在做完一次運(yùn)算后，其結(jié)果都作為了下一次運(yùn)算的一個成員。那么我們不妨把這個結(jié)果放到一個變量如：firstnum中，同時我們第一個運(yùn)算數(shù)25也可以放到變量firstnum中。然后，我們在把要運(yùn)算的數(shù)，即在運(yùn)算符號后面的數(shù)存放到另一個變量secondnum中。這時，我們就可以把運(yùn)算表達(dá)式寫為：firstnum = fisrtnum + secondnum;(在程序中，結(jié)果都是在=號左邊的。)之后的幾個表達(dá)式分別為：firstnum = firstnum – secondnum; firstnum = firstnum * secondnum; firstnum = firstnum / (secondnum*1.0);(在程序中除號運(yùn)算的結(jié)果為整數(shù)，要做到真正的除法運(yùn)算，就要運(yùn)算數(shù)中至少一個為小數(shù)即可。)

最后，從這幾個表達(dá)式我們可以看出其基本規(guī)律是:firstnum = firstnum 運(yùn)算符 secondnum; 這樣只要我們把第一個輸入的數(shù)和第二個輸入的數(shù)分開來存，就可以做到連續(xù)運(yùn)算的效果。

問題2：如何正確的把一個表達(dá)式中的第一個運(yùn)算數(shù)保存到firstnum中，第二個運(yùn)算數(shù)保存到secondnum中？

答：根據(jù)問題1中的運(yùn)算表達(dá)式，我們可以看出，在沒有到運(yùn)算符之前的是firstnum,在運(yùn)算符后面的是secondnum。這樣我們就可以根據(jù)有沒有輸入運(yùn)算符來把輸入的數(shù)存放到相應(yīng)的變量中。當(dāng)然，由于你的firstnum是可以作為下一個運(yùn)算的一個運(yùn)算數(shù)的，所以這里要把firstnum定義為全局變量。

問題3：如何實(shí)現(xiàn)大于10而小于9999的數(shù)顯示？

答：由于我的硬件為4個數(shù)碼管，所以這里僅以我的硬件為例解釋。在我們的實(shí)驗箱上面，都有兩組兩個的靜態(tài)數(shù)碼管，它們的控制端從左到右為：LED_CS2,LED_CS3。一個“CS”就控制兩個數(shù)碼管。從這里我們就可以知都CS2是顯示千位和百位的，CS3是顯示十位和個位的。由于舊版的PXA270實(shí)驗箱的硬件時把要控制小數(shù)點(diǎn)端口用來控制數(shù)碼管的開與關(guān)，所以整個程序不考慮小數(shù)，只考慮整數(shù)的運(yùn)算。

回到正題，在這里我們用一個數(shù)碼管顯示一個數(shù)字。如：我們要顯示14這個數(shù)，那么我們就要把這個兩位數(shù)分開來分別送到CS3的兩個數(shù)碼管顯示。如何分開這兩個數(shù)？在程序中，我們可以通過這兩個表達(dá)式獲取這個數(shù)（用num表示）的十位（用swei表示）和各位（用gwei表示）：swei = num/10%10; gwei = num%10;在這里有必要解釋一下num/10和num%10的意思。num/10是表示num除以10，但這不是數(shù)學(xué)上的除法運(yùn)算，而是把num除以10之后，取其能夠整除的部分，即可以理解為整數(shù)部分。而num%10剛好和num/10相反，它是把num除以10后，不能整除的部分，即余數(shù)部分取出來的意思。這樣，我們?nèi)〉绞缓蛡€位后，就可以把這兩個數(shù)分別送到數(shù)碼管CS3中顯示就可以了。同樣的道理，要顯示百位（用bwei表示）和千位（用qwei表示），可以通過這兩個表達(dá)式獲得：bwei = num /100%10; qwei = num /1000%10;之后再把千位和百位送到數(shù)碼管CS2中顯示就可以了。

問題4：如何做到輸入幾位數(shù)（在-9999到9999之間）的效果？

答：要做到輸入幾位數(shù)的效果，我們不妨把整個效果想一下。在硬件上，我們是一個按鍵一個按鍵的按的，也就是說我們?nèi)绻斎?23的話，就要分別按下1鍵、2鍵、3鍵。而每按下一個鍵，我們的程序就會記錄剛按下的這個鍵。再考慮一下在硬件上按下123的效果：首先，我們按下1的時候，數(shù)碼管就顯示1；再按下2的時候，數(shù)碼管要顯示12,才能達(dá)到我們要的結(jié)果；再次按下3的時候，數(shù)碼管就要顯示123。那么從這里我們可以找出一個數(shù)學(xué)規(guī)律，那就是：1=1；12=1*10+2；123=12*10+3；這個規(guī)律就是第二個按下的鍵要顯示的結(jié)果就是第一個按下的數(shù)字乘以10，再加上第二個按下的數(shù)字；而第三個按下的鍵的結(jié)果就是第二個按下的結(jié)果乘以10，再加上第三個按下的數(shù)字。用程序的表達(dá)式可以寫成：firstnum = firstnum*10 +justnum;（justnum為最近按下的鍵）這個表達(dá)式就解決了硬件上實(shí)現(xiàn)輸入多位數(shù)的問題。如果你不相信這個表達(dá)式可以實(shí)現(xiàn)的話，那我們再來驗證一下，比如說你要輸入5，那么這個表達(dá)式就應(yīng)該為firstnum = 0*10 +5;最后結(jié)果為5（這里要說明一點(diǎn)，firstnum的初始值為0）。又比如說，你要輸入的數(shù)為5678：那么每輸入一個數(shù)字的對應(yīng)表達(dá)式分別為：firstnum = 0*10 + 5；即firstnum此時為5；輸入6的時候，firstnum = 5*10 +6;此時firstnum = 56;輸入7，firstnum = 56*10 +7;此時firstnum = 567;最后按下8的時候，firstnum = 567*10 + 8;最后firstnum = 5678；這就說明我們這個表達(dá)式是正確的。

問題5：為何實(shí)現(xiàn)了操作數(shù)為多位數(shù)運(yùn)算，卻不能做到連續(xù)運(yùn)算？

答：在解釋這個問題前，先說明一點(diǎn)：由于我們的按鍵都是中斷按鍵，所以每按一下按鍵就會重新進(jìn)入一次鍵盤處理函數(shù)。在進(jìn)行運(yùn)算的時候，我們把第一個操作數(shù)和第二個操作數(shù)都定義為了全局變量。當(dāng)我們進(jìn)行完第一次運(yùn)算，由于沒有清零，所以再按下運(yùn)算符繼續(xù)運(yùn)算的時候，你會發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管是接著第一次運(yùn)算的結(jié)果為上一次的輸入乘以10再加上你剛按下鍵顯示出來的。比如說：你進(jìn)行完的第一次運(yùn)算為56+64=120；然后你再按下+1的時候，數(shù)碼管卻顯示了641。這是為什么？？如何解決這個問題？出現(xiàn)這個問題的原因是：在進(jìn)行完第一次運(yùn)算后，firstnum的值變了，而secondnum中的值還是64，而且由于你判斷把第二個操作數(shù)存放到secondnum中的條件是有沒有輸入運(yùn)算符。這就導(dǎo)致你再輸入一次運(yùn)算符的時候，它還是滿足條件，而直接進(jìn)入到表達(dá)式：secondnum = secondnum*10 + justnum;其中的secondnum還保存到上一次輸入的值64，現(xiàn)在再按下一個數(shù)字1，程序重新進(jìn)入到這個函數(shù)就執(zhí)行了secondnum = 64*10 + 1;的表達(dá)式，這就是問題出現(xiàn)的原因。那如何解決這個問題？在我看來，因為你運(yùn)算完一次運(yùn)算后，都會有一次=號被按下的機(jī)會。我們可以給等號定義一個標(biāo)志位，這樣就可以通過在輸入第二個操作數(shù)之前判斷這個等號是否被按下，按下就把secondnum清零，同時把等號標(biāo)志位也清掉。這樣就可以避免上述情況的發(fā)生。

問題6：為何在硬件上調(diào)試的時候，會經(jīng)常出現(xiàn)卡死的情況（就是數(shù)碼管顯示一個東西不變，按任何鍵都沒反應(yīng)）？

答：開始我的程序出現(xiàn)這種情況的時候，檢測程序好幾遍都沒發(fā)現(xiàn)程序上有啥錯，也不關(guān)硬件的事。后來才知道原來是在boot.s里面把MDMRS配置成0x2800，MDMRS配置成這個的時候，會經(jīng)常產(chǎn)生沖突，只要把其配置成0x320032就OK了。如：

原來是：

;MDMRS

ldr r1, =0x2800

str r1,[r11]

mov pc,r14

更改后：

;MDMRS

ldr r1, =0x320032

str r1, [r11]

mov pc,r14

問題7：為何下載鏡像文件到實(shí)驗箱的時候老是提示失��？

答：出現(xiàn)這類情況的原因有多種，這里只介紹軟件設(shè)置錯誤的解決方法。軟件上到底是哪設(shè)置的問題會導(dǎo)致這種情況呢？這個地方的設(shè)置很容易被人忽視。下面以截圖說明：

步驟1：

步驟2：

步驟3：

步驟4：

步驟5：

如果以上的設(shè)置都沒錯，但下載還是總是失敗的話，那就要看你的bootloader配置了。

六、實(shí)驗體會

心得體會：在剛接觸到這個項目的時候，大概想了一下挺簡單的。但是在實(shí)踐寫程序的時候總是會出現(xiàn)各種各樣的原因，現(xiàn)實(shí)往往和自己想的不一樣。就像我自己按照自己的思路寫好的程序，在上硬件調(diào)試的時候會發(fā)現(xiàn)有很多情況自己都沒有考慮到。通過這個項目，使得自己對PXA270的這一部分硬件了解了很多，在寫程序方面也有點(diǎn)點(diǎn)的長進(jìn)。在試驗中遇到的比較常見的情況都寫出來了，在這里就不羅嗦了。

/******************************************************
*
*項目名稱：簡易計算器
*
*函數(shù)：cal.c
*
*作用：按鍵處理，主函數(shù)
*
*有待改進(jìn)：本程序還可以進(jìn)一步的完善，其一就有如按下1+2，
* 再按下+號的時候，就直接計算出結(jié)果并顯示。
* 希望有興趣的朋友能夠加以改進(jìn)。
*
*制作人：沐雨青林
*
*******************************************************/
#include "led_8.h"
#define uchar unsigned char
#define usint unsigned short int
#define uint unsigned int
extern void Led8_disp(int num);
extern const uchar key_source_code[];
extern void init_key(void);
#define key_add '+'
#define key_de '-'
#define key_mul '*'
#define key_mol '/'
#define key_canal 'C'
#define key_means '='
const uchar key_code[] ={ 1, 2, 3, key_add, // +
4, 5, 6, key_de, // -
7, 8, 9, key_mul, // *
key_canal, 0x00, key_means, key_mol};// /
int firstnum=0;//存放第1個數(shù)
int secondnum=0;//存放第2個數(shù)
uchar operation='\0';//運(yùn)算符號
uchar mean_sign=0;//等號標(biāo)志位 1為開，0位關(guān)
uint optimes=0;//運(yùn)算符號計數(shù)位
//以運(yùn)算符+、-、*、/為標(biāo)志，當(dāng)這些標(biāo)志出現(xiàn)后，則輸入的數(shù)字存放到
//secondnum中
//變量初始化
void init_clear(void)
{
firstnum = 0;
secondnum = 0;
operation = '\0';
optimes = 0;
LED_CS4 = 0xff;
Led8_disp(0);
return;
}
//計算多位數(shù)，num為新輸入的一位數(shù)
//算好的多位數(shù)存放在snum,snum為原來存放有數(shù)的變量
int duoweishu(int snum, int num)
{
snum = num + snum*10;
return snum;
}
//直入式鍵盤處理
void op_disdir(usint key_d)
{
uint i;
for(i=0; i<4; i++)
{
if(key_d == key_source_code[i])
{
if(i == 3)// ‘+’ 按鍵處理
{
LED_CS4 = 0x7f;
optimes++;
operation = key_code[i];//operation 為‘+’
}
else
{
//在沒有按下運(yùn)算符的時候，把按鍵對應(yīng)的鍵值存到firstnum
if(operation == '\0')
{
firstnum = duoweishu(firstnum,key_code[i]);
Led8_disp(firstnum);
}
else//按下運(yùn)算符的時候，把按鍵對應(yīng)的鍵值存到secondnum
{
if(mean_sign == 1)//等號標(biāo)志位
{
secondnum = 0;
mean_sign = 0;//清等號標(biāo)志位
}
if(operation == '-' && optimes == 1)//負(fù)數(shù)輸入
{
firstnum = duoweishu(firstnum,-key_code[i]);
Led8_disp(firstnum);
}
else
{
secondnum = duoweishu(secondnum, key_code[i]);
Led8_disp(secondnum);
}
}
}
}
}
}
//矩陣鍵盤處理
void op_dismatrix(usint key_d)
{
uint i;
for(i=4; i<16; i++)
{
if(key_d == key_source_code[i])
{
if(i == 7) // ‘-’ 鍵處理
{
LED_CS4 = 0xbf;
if(operation == '\0' && firstnum == 0)
optimes = 1;
else
optimes += 2;
operation = key_code[i];
}
else if(i == 11) // ‘*’ 鍵處理
{
LED_CS4 = 0xdf;
optimes++;
operation = key_code[i];
}
else if(i == 12) // ‘C’ 鍵處理
{
init_clear();//變量初始化
break;
}
else if(i == 14) // ‘=’ 鍵處理
{
mean_sign=1;//等號標(biāo)志位
if(operation == '+')
firstnum = firstnum + secondnum;
else if(operation == '-')
firstnum = firstnum - secondnum;
else if(operation == '*')
firstnum = firstnum * secondnum;
else if(operation == '/')
{
if(secondnum == 0)//被除數(shù)為0，結(jié)果為無窮大
firstnum = 88888;
else
firstnum = firstnum / secondnum*1.0;
}
//secondnum = 0;
Led8_disp( firstnum);//顯示和
}
else if(i == 15)// ‘/‘ 鍵處理
{
LED_CS4 = 0xef;
optimes++;
operation = key_code[i];
}
else // 數(shù)字鍵輸入
{
//在沒有按下運(yùn)算符的時候，把按鍵對應(yīng)的鍵值存到firstnum
if(operation == '\0')
{
firstnum = duoweishu(firstnum,key_code[i]);
Led8_disp(firstnum);
}
else//按下運(yùn)算符的時候，把按鍵對應(yīng)的鍵值存到secondnum
{
if(mean_sign == 1)//等號標(biāo)志位
{
secondnum = 0;
mean_sign = 0;//清等號標(biāo)志位
}
if(operation == '-' && optimes == 1)//負(fù)數(shù)輸入
{
firstnum = duoweishu(firstnum,-key_code[i]);
Led8_disp(firstnum);
}
else
{
secondnum = duoweishu(secondnum, key_code[i]);
Led8_disp(secondnum);
}
}
}
}
}
}
void Main(void)
{
LED_CS4 = 0xff;
//Led8_disp(0);
init_clear();//變量初始化
init_key();
while (1)
{
}
}

復(fù)制代碼

/******************************************************
*
*項目名稱：簡易計算器
*
*函數(shù)：key.c
*
*作用：按鍵GPIO定義及其相關(guān)定義，按鍵中斷函數(shù)，按鍵
* 初始化函數(shù)
*
*有待改進(jìn)：本程序還可以進(jìn)一步的完善，其一就有如按下1+2，
* 再按下+號的時候，就直接計算出結(jié)果并顯示。
* 希望有興趣的朋友能夠加以改進(jìn)。
*
*制作人：沐雨青林
*
*******************************************************/
#define uchar unsigned char
#define usint unsigned short int
#define uint unsigned int
#define KPC (*((volatile uint *)(0x41500000)))
#define KPDK (*((volatile uint *)(0x41500008)))
#define KPREC (*((volatile uint *)(0x41500010)))
#define KPMK (*((volatile uint *)(0x41500018)))
#define KPAS (*((volatile uint *)(0x41500020)))
#define KPKDI (*((volatile uint *)(0x41500048)))
#define GPSR2 (*((volatile uint *)(0x40E00020)))
#define GPCR2 (*((volatile uint *)(0x40E0002C)))
#define GPDR2 (*((volatile uint *)(0x40E00014)))
#define GPSR3 (*((volatile uint *)(0x40E00118)))
#define GPCR3 (*((volatile uint *)(0x40E00124)))
#define GPDR3 (*((volatile uint *)(0x40E0010C)))
#define GAFR3_L (*((volatile uint *)(0x40E0006C)))
#define GAFR2_U (*((volatile uint *)(0x40E00068)))
#define ICMR (*((volatile uint *)(0x40D00004)))
#define ICLR (*((volatile uint *)(0x40D00008)))
#define CKEN (*((volatile uint *)(0x41300004)))
extern void op_disdir(usint key_d);
extern void op_dismatrix(usint key_d);
const uchar key_source_code[] ={ 0x40, 0x02, 0x04, 0x20,
0x00, 0x01, 0x02, 0x05,
0x10, 0x11, 0x12, 0x15,
0x20, 0x21, 0x22, 0x25 };
void Delay(uint x)
{
uint i, j, k;
for (i =0; i <=x; i++)
for (j = 0; j <0xff; j++)
for (k = 0; k <0xff; k++);
}
#define key_down 1
#define key_up 0
volatile uchar key_f;
void init_key(void)
{
CKEN |= (1 << 19);
//----gpio-----
//dirkey
//94-->KP_DKIN1(01)
GAFR2_U |= (1<<28);
GAFR2_U &=~(1<<29);
//95-->KP_DKIN2(01)
GAFR2_U |= (1<<30);
GAFR2_U &=~(1ul<<31);
//98-->KP_DKIN5(01)
GAFR3_L |= (1<<4);
GAFR3_L &= ~(1<<5);
//99-->KP_DKIN6(01)
GAFR3_L |= (1<<6);
GAFR3_L &= ~(1<<7);
//matrixkey
//in
//100
GAFR3_L |= (1<<8);
GAFR3_L &= ~(1<<9);
GPDR3 &= ~(1<<4);
//101
GAFR3_L |= (1<<10);
GAFR3_L &= ~(1<<11);
GPDR3 &= ~(1<<5);
//102
GAFR3_L |= (1<<12);
GAFR3_L &= ~(1<<13);
GPDR3 &= ~(1<<6);
//out
//108-->KP_MKOUT5(10)
GAFR3_L &= ~(1<<24);
GAFR3_L |= (1<<25);
GPDR3 |= (1<<12);
//107-->KP_MKOUT4(10)
GAFR3_L &= ~(1<<22);
GAFR3_L |= (1<<23);
GPDR3 |= (1<<11);
//106-->KP_MKOUT3(10)
GAFR3_L &= ~(1<<20);
GAFR3_L |= (1<<21);
GPDR3 |= (1<<10);
//105-->KP_MKOUT2(10)
GAFR3_L &= ~(1<<18);
GAFR3_L |= (1<<19);
GPDR3 |= (1<<9);
//104-->KP_MKOUT1(10)
GAFR3_L &= ~(1<<16);
GAFR3_L |= (1<<17);
GPDR3 |= (1<<8);
//103-->KP_MKOUT0(10)
GAFR3_L &= ~(1<<14);
GAFR3_L |= (1<<15);
GPDR3 |= (1<<7);
//--------
KPC = 0x3fbff3c2;
KPC |= 0x01 ;
KPC |= (1<<11);
KPKDI = 0x6464;
//interrupt
ICMR |= (1<<4);
ICLR &= ~(1<<4);
//key_up
key_f = key_up;
}
//key_interrupt
void key_del()
{
ICMR &= ~(1<<4);
key_f = !key_f;
if(key_f == key_down)
{
usint key_d;
uint kpc_tmp;
kpc_tmp = KPC;
if(kpc_tmp & (1<<5))
{
key_d = KPDK & 0xff;
op_disdir(key_d);//直入式鍵盤處理
//LED8_CS2 = LED_VALUE(10 , 10);
}
if(kpc_tmp & (1<<22))
{
key_d = KPAS & 0xff;
op_dismatrix(key_d);//矩陣鍵盤處理
//LED8_CS2 = LED_VALUE(10 , 10);
}
}
KPC = KPC;
ICMR |= (1<<4);
}
void key_dismatrix()
{
usint key_d;
key_d = KPAS & 0xff;
// LED8_CS3 = LED_VALUE((key_d & 0xf0) >> 4 ,key_d & 0xf);
}
void key_disdir()
{
usint key_d;
while(key_d = KPDK & 0xff, key_d == 0x00);
// LED8_CS3 = LED_VALUE((key_d & 0xf0) >> 4 ,key_d & 0xf);
}

復(fù)制代碼

所有資料下載地址：

http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-4740-1.html

帳號		自動登錄	找回密碼
密碼			立即注冊

PXA270電子計算器實(shí)訓(xùn)報告 附程序

相關(guān)帖子

PXA270電子計算器實(shí)訓(xùn)報告附程序