Калкулатор Arduino с помощта на клавиатура 4x4

Програмирането винаги е забавно и Arduino е прекрасна платформа, ако тепърва започвате с вграденото програмиране. В този урок ще изградим собствен калкулатор с Arduino. Стойностите могат да се изпратят чрез клавиатура (4 × 4 клавиатура) и резултатът може да се види на LCD екран (16 × 2 матрица). Този калкулатор може да извършва прости операции като събиране, изваждане, умножение и деление с цели числа. Но след като разберете концепцията, можете да внедрите дори научни функции с вградените функции на Arduino.

В края на този проект ще знаете как да използвате LCD 16x2 и клавиатура с Arduino, както и колко лесно е да ги програмирате с помощта на лесно достъпните библиотеки. Също така ще разберете как да програмирате вашия Arduino за изпълнение на определена задача.

Необходими материали:

Arduino Uno (всяка версия ще работи)
16 × 2 LCD дисплей
4 × 4 клавиатура
9V батерия
Макет и свързващи проводници

Електрическа схема:

Пълната електрическа схема на този проект за калкулатор Arduino е дадена по-горе. Връзката + 5V и заземяване, показана на електрическата схема, може да бъде получена от 5V и заземяващия щифт на Arduino. Самият Arduino може да се захранва от вашия лаптоп или през DC жака с помощта на 12V адаптер или 9V батерия.

Работим с LCD в 4-битов режим с Arduino, така че само последните четири бита за данни на LCD са свързани към Arduino. Клавиатурата ще има 8 изходни щифта, които трябва да бъдат свързани от щифт 0 до щифт 7, както е показано по-горе. Можете да използвате следната таблица на връзките, за да проверите връзката си с Arduino, можете също да проверите взаимодействието на клавиатурата 4x4 с Arduino.

Име на Arduino Pin:	Свързан с:
D0	1- ^ви щифт на клавиатурата
D1	2- ^ри щифт на клавиатурата
D2	3 ^-ти щифт на клавиатурата
D3	4 ^-ти щифт на клавиатурата
D4	5 ^-ти щифт на клавиатурата
D5	6 ^-ти щифт на клавиатурата
D6	7 ^-ми щифт на клавиатурата
D7	8 ^-ми щифт на клавиатурата
D8	Регистрирайте избрания щифт на LCD (щифт 4)
D9	Активиране на щифт на LCD (щифт 6)
D10	ПИН за данни 4 (извод 11)
D11	ПИН за данни 4 (извод 11)
D12	ПИН за данни 4 (извод 11)
D13	ПИН за данни 4 (извод 11)
+ 5V	Свързан с Vdd щифт на LCD (щифт 2)
Земя	Свързан с Vss, Vee и RW щифт на LCD (щифтове 1,3 и 5)

Някои дъски на Arduino може да показват грешка при качване на програма, ако има нещо, свързано с щифтове 0 и pin1, така че ако имате някакви, просто премахнете клавиатурата, докато качвате програмата.

След като свържете връзките си, вашият хардуер ще изглежда по следния начин

Програма за калкулатор Arduino:

Най- пълен Arduino програмата за този проект се дава в края на този проект. Кодът е разделен на малки смислени парчета и е обяснен по-долу.

Както беше казано по-рано, ще свържем LCD и клавиатурата с Arduino, използвайки библиотеки. Така че нека първо да ги добавим към нашата ID на Arduino. Библиотеката за LCD вече е включена във вашия Arduino по подразбиране, така че не е нужно да се притесняваме за това. За библиотека на клавиатурата щракнете върху връзката, за да я изтеглите от Github. Ще получите ZIP файл, след това добавете тази библиотека към Arduino чрез Sketch -> Включване на библиотека -> Добавяне на.ZIP файл и посочете местоположението към този изтеглен файл. След като приключим, всички сме готови за програмиране.

Въпреки че използвахме библиотека за използване на клавиатура, трябва да споменем няколко подробности (показани по-долу) за клавиатурата на Arduino. Променливата ROWS и COLS ще покаже колко редове и колони има нашата клавиатура и картата на клавиатурата показва реда, в който клавишите присъстват на клавиатурата. Клавиатурата, която използвам в този проект, изглежда по-долу на картата с ключове, също представлява същото.

По-нататък споменахме към кои щифтове е свързана клавиатурата с помощта на променливия масив rowPins и colPins .

const байт ROWS = 4; // Четири реда const байт COLS = 4; // Три колони // Определете клавишите charmap на Keymap = {{'1', '2', '3', 'A'}, {'4', '5', '6', 'B'}, { '7', '8', '9', 'C'}, {'*', '0', '#', 'D'}}; byte rowPins = {0, 1, 2, 3}; // Свържете клавиатурата ROW0, ROW1, ROW2 и ROW3 към тези Arduino щифтове. байт colPins = {4, 5, 6, 7}; // Свържете клавиатурата COL0, COL1 и COL2 към тези Arduino щифтове.

След като споменем какъв тип клавиатура използваме и как е свързана, можем да създадем клавиатурата, като използваме тези подробности, като използваме реда по-долу

Клавиатура kpd = клавиатура (makeKeymap (клавиши), rowPins, colPins, ROWS, COLS); // Създаване на клавиатурата

По същия начин трябва да кажем и към кои изводи на Arduino е свързан LCD дисплеят. Според нашата електрическа схема дефинициите ще бъдат както по-долу

const int rs = 8, en = 9, d4 = 10, d5 = 11, d6 = 12, d7 = 13; // щифтове, към които е свързан LCD LiquidCrystal lcd (rs, en, d4, d5, d6, d7); // създаване на LCD

Във вътрешността на настройка функция, ние просто се покаже името на проекта и след това да се пристъпи към линия, докато в които основната лъжите на проекта.

По принцип трябва да проверим дали нещо се въвежда на клавиатурата, ако е въведено, трябва да разпознаем какво се пише и след това да го преобразуваме в променлива, когато е натиснато „=“, трябва да изчислим резултата и след това да го покажем накрая на LCD дисплея. Точно това се прави във вътрешността на цикъла, както е показано по-долу

ключ = kpd.getKey (); // съхраняване на стойността на натиснат клавиш в знак, ако (ключ! = NO_KEY) DetectButtons (); if (result == true) CalculateResult (); DisplayResult ();

Какво се случва във всяка функция е обяснено с помощта на редовете за коментари, преминете през пълния код по-долу, бъркайте с него, за да разберете как всъщност работи. Ако имате някакви съмнения по конкретен ред, не се колебайте да използвате раздела за коментари или форумите.

Симулация на калкулатор Arduino:

Можем също да опитаме да симулираме проекта, като използваме софтуера Proteus. Proteus няма самостоятелен компонент Arduino, но може лесно да бъде изтеглен и добавен към библиотеката си. След като инсталирате компонента Arduino на Proteus, просто добавете буквено-цифров LCD и клавиатура, за да осъществите връзката, както е показано на схемата.

След това изтеглете шестнадесетичния файл от тук и го добавете към Arduino, като щракнете двукратно върху борда в Proteus и насочете „програмния файл“ към този изтеглен шестнадесетичен файл. Една моментна снимка на симулацията е показана по-долу, пълната работа е показана във видеото по-долу.

Забележка: Даденият шестнадесетичен файл не е същият като оригинала на програмата, даден по-долу. Той е модифициран, тъй като клавиатурата на симулационната клавиатура и действителната хардуерна клавиатура е различна.

Работа на калкулатора Arduino:

Направете връзките според електрическата схема и качете кода по-долу. Ако показва грешка, уверете се, че сте добавили библиотеката според инструкциите, дадени по-горе. Можете също така да опитате симулацията, за да проверите дали проблемът е във вашия хардуер. Ако всичко е направено така, както е трябвало да бъде, тогава вашият хардуер ще изглежда нещо подобно по-долу с LCD дисплея

Тъй като клавиатурата, използвана тук, няма правилни маркировки, предположих, че азбуките са оператори, както е изброено по-долу

Символ на клавиатурата	Предполага се
„А“	Добавяне (+)
„Б“	Изваждане (-)
"° С"	Умножение (*)
"Д"	Отдел (/)
„*“	Ясно (C)
„#“	Равен (=)

Можете да използвате маркер, за да напишете какво всъщност представлява всеки бутон.

С това можете директно да започнете да използвате калкулатора. Напишете номера и ще се появи на втория ред, натиснете операнда и въведете втория си номер, накрая натиснете бутона "#", за да получите резултата си. Можете също така да опитате да изградите този калкулатор Arduino, базиран на сензорен екран.