Arduino számológép 4x4 billentyűzettel

A programozás mindig szórakoztató, és az Arduino egy csodálatos platform, ha még csak most kezdi a beágyazott programozást. Ebben az oktatóanyagban elkészítjük saját számológépünket az Arduino segítségével. Az értékeket egy kezelőn keresztül lehet elküldeni (4 × 4 kezelő), és az eredményeket egy LCD képernyőn lehet megtekinteni (16 × 2 pontmátrix). Ez a számológép egyszerű műveleteket végezhet, például összeadás, kivonás, szorzás és osztás egész számokkal. De miután megértette a koncepciót, akár tudományos funkciókat is megvalósíthat az Arduino beépített funkcióival.

A projekt végén megtudhatja, hogyan kell használni a 16x2-es LCD-t és a kezelőt az Arduinóval, és azt is, hogy mennyire könnyű programozni őket a könnyen elérhető könyvtárak segítségével. Azt is meg fogja érteni, hogyan programozhatja Arduino-ját egy adott feladat végrehajtására.

Szükséges anyagok:

Arduino Uno (bármelyik verzió működni fog)
16 × 2 LCD kijelző
4 × 4 kezelő
9V-os akkumulátor
Kenyérlemez és összekötő vezetékek

Kördiagramm:

Ennek az Arduino kalkulátor projektnek a teljes kapcsolási rajza a fenti. A kapcsolási rajzon bemutatott + 5V és földelt csatlakozás az Arduino 5V-os és földelőcsapjából szerezhető be. Maga az Arduino táplálható laptopjáról vagy a DC aljzaton keresztül 12 V-os adapter vagy 9 V-os akkumulátor segítségével.

Az LCD-t 4 bites üzemmódban működtetjük az Arduino-val, így csak az LCD négy utolsó bitje van csatlakoztatva az Arduinóhoz. A billentyűzetnek 8 kimeneti tűje lesz, amelyeket a 0 és 7 érintkezők között kell csatlakoztatni, a fentiek szerint. A következő csatlakozási táblázattal ellenőrizheti az Arduino-val való kapcsolatot, és ellenőrizheti a 4x4-es kezelő interfészét az Arduino-val is.

Arduino pin neve:	Csatlakozva valamihez:
D0	1 ^st pin a billentyűzet
D1	2 ^ND pin a billentyűzet
D2	3 ^rd pin a billentyűzet
D3	4 ^-én pin a billentyűzet
D4	5 ^-én pin a billentyűzet
D5	6 ^-én pin a billentyűzet
D6	7 ^-én pin a billentyűzet
D7	8 ^th pin a billentyűzet
D8	Regisztrálja az LCD kiválasztott tűjét (4. érintkező)
D9	Engedélyezze az LCD tűjét (6. érintkező)
D10	4. adatcsap (11. érintkező)
D11	4. adatcsap (11. érintkező)
D12	4. adatcsap (11. érintkező)
D13	4. adatcsap (11. érintkező)
+ 5V	Csatlakoztatva az LCD Vdd tűjéhez (2. érintkező)
Talaj	Csatlakoztatva az LCD Vss, Vee és RW tűihez (1,3 és 5 tű)

Egyes Arduino táblák hibát mutathatnak a program feltöltésekor, ha a 0-as és az 1-es csapokhoz van valami csatlakoztatva, ezért ha tapasztalna ilyet, csak távolítsa el a billentyűzetet a program feltöltése közben.

Miután a kapcsolatok elkészültek, a hardver az alábbiak szerint fog kinézni

Arduino Calculator Program:

A projekt teljes Arduino programja a projekt végén található. A kódot apró, értelmes darabokra osztják, és az alábbiakban elmagyarázzák.

Mint korábban elmondtuk, egy LCD-t és a billentyűzetet fogunk interfészként kezelni az Arduino-val könyvtárak segítségével. Tehát először adjuk hozzá őket az Arduino IDE-hez. Az LCD könyvtár az alapértelmezés szerint már szerepel az Arduino készülékében, ezért nem kell aggódnunk miatta. A Kezelő könyvtárhoz kattintson a linkre, hogy letöltse a Githubból. Kap egy ZIP fájlt, majd adja hozzá ezt a lib-et az Arduino alkalmazáshoz a Sketch -> Könyvtár belefoglalása ->.ZIP fájl hozzáadása segítségével, és mutassa a helyet a letöltött fájlra. Ha elkészült, mindannyian készen állunk a programozásra.

Annak ellenére, hogy könyvtárat használtunk a billentyűzet használatához, meg kell említenünk néhány részletet (az alábbiakban látható) az Arduino kezelőjéről. A ROWS és COLS változó megmondja, hogy a kezelőnknek hány sora és oszlopa van, és a billentyűtérkép megmutatja a billentyűk sorrendjét. A billentyűzet, amelyet ebben a projektben használok, az alábbiak szerint néz ki, és a kulcstérkép szintén ugyanazt ábrázolja.

Az alábbiakban megemlítettük, hogy melyik csapokhoz van a billentyűzet csatlakoztatva a változó tömbű Pins és colPins segítségével .

konst byte ROWS = 4; // Négy sor const byte COLS = 4; // Három oszlop // Definiálja a Keymap karakterbillentyűit = {{'1', '2', '3', 'A'}, {'4', '5', '6', 'B'}, { '7', '8', '9', 'C'}, {'*', '0', '#', 'D'}}; byte rowPins = {0, 1, 2, 3}; // Csatlakoztassa a ROW0, ROW1, ROW2 és ROW3 billentyűzetet ezekhez az Arduino csapokhoz. bájt colPins = {4, 5, 6, 7}; // Csatlakoztassa a COL0, COL1 és COL2 billentyűzetet ezekhez az Arduino csapokhoz.

Miután megemlítettük, hogy milyen típusú billentyűzetet használunk és hogyan kapcsolódik, akkor az alábbi vonalon létrehozhatjuk a billentyűzetet az alábbi sor segítségével

Kezelő kpd = Kezelő (makeKeymap (kulcsok), rowPins, colPins, ROWS, COLS); // Hozza létre a kezelőt

Hasonlóképpen azt is meg kell mondanunk, hogy az LCD Arduino melyik csapjához van csatlakoztatva. Kapcsolási rajzunk szerint a definíciók az alábbiakhoz hasonlóak

const int rs = 8, en = 9, d4 = 10, d5 = 11, d6 = 12, d7 = 13; // csapok, amelyekhez az LCD van csatlakoztatva LiquidCrystal lcd (rs, en, d4, d5, d6, d7); // hozza létre az LCD-t

A telepítési funkción belül csak megjelenítjük a projekt nevét, majd folytatjuk a while ciklust, ahol a fő projekt található.

Alapvetően ellenőriznünk kell, hogy be van-e írva valami a kezelőn, ha be van írva, akkor fel kell ismernünk a gépeltet, majd a „=” megnyomásakor változóvá kell alakítanunk, ki kell számolnunk az eredményt, majd végül meg kell jelenítenünk az LCD-n. Pontosan ez történik a hurokfunkción belül, az alábbiak szerint

kulcs = kpd.getKey (); // a megnyomott kulcs értékének tárolása egy char-ban, ha (kulcs! = NO_KEY) DetectButtons (); if (eredmény == igaz) CalculateResult (); DisplayResult ();

Ami az egyes funkciókban történik, a megjegyzés sorokkal magyarázható, menjen át az alábbi teljes kódon, babráljon vele, hogy megértse, valójában hogyan működik. Ha kétségei vannak egy adott vonallal kapcsolatban, nyugodtan használja a megjegyzés részt vagy a fórumokat.

Az Arduino kalkulátor szimulációja:

Megpróbálhatjuk a projekt szimulálását a Proteus szoftver segítségével is. A Proteus nem rendelkezik Arduino komponenssel, de egyszerűen letölthető és hozzáadható a könyvtárához. Miután megvan az Arduino komponens a Proteus-on, csak vegye fel az alfanumerikus LCD-t és a Billentyűzetet a kapcsolat létrehozásához az áramköri ábra szerint.

Ezután töltse le innen a hex fájlt, és adja hozzá az Arduino-hoz, duplán kattintva a fedélzetre a Proteus programban, és mutassa a „programfájlt” erre a letöltött hex fájlra. A szimuláció pillanatfelvétele látható alább, a teljes munka pedig az alábbi videóban látható.

Megjegyzés: A megadott hex fájl nem azonos az alább megadott program eredetivel. A szimulációs billentyűzet és a tényleges hardveres billentyűzet billentyűtérképe óta módosították.

Az Arduino kalkulátor működése:

Csatlakoztassa a kapcsolási rajz szerint, és töltse fel az alábbi kódot. Ha hibát mutat, győződjön meg arról, hogy hozzáadta a könyvtárat a fenti utasításoknak megfelelően. Megpróbálhatja a szimulációt is annak ellenőrzésére, hogy a hardverrel van-e probléma. Ha mindent a szokásos módon végeztek, akkor a hardver az alábbiak szerint fog kinézni az LCD-vel

Mivel az itt használt billentyűzeten nincs megfelelő jelölés, feltételeztem, hogy az ábécék az alább felsorolt operátorok

Karakter a kezelőn	Feltételezve, hogy
„A”	Kiegészítés (+)
„B”	Kivonás (-)
„C”	Szorzás (*)
„D”	Osztály (/)
„*”	Tiszta (C)
„#”	Egyenlő (=)

Jelölővel felírhatja, hogy az egyes gombok mit jelentenek.

Ha ez megtörtént, közvetlenül elkezdheti használni a számológépet. Gépelje be a számot, és megjelenik a második sorban, nyomja meg az operandust, és írja be a második számát, végül nyomja meg a „#” gombot az eredmény eléréséhez. Megpróbálhatja megépíteni ezt az érintőképernyős alapú Arduino számológépet is.