這款基于 Arduino 的雙模式科學計算器是一種多功能且高效的工具，可用于基本和高級計算。在普通模式下，它用作標準計算器，通過 4×4 鍵盤執(zhí)行加、減、乘、除。結(jié)果清晰地顯示在 OLED 屏幕上。按鈕開關可在模式之間無縫切換，以增加靈活性。

在科學模式下，計算器擴展了其功能以處理高級運算，例如正弦、余弦、正切和平方根計算，非常適合需要三角函數(shù)或代數(shù)計算的學生、工程師和專業(yè)人士。OLED 顯示屏確保清晰可見，而鍵盤的多功能布局在緊湊的設計中支持標準和科學輸入。

按鈕模式開關提高了可用性，使設置適用于各種用例。作者的原型如圖 1 所示，所需組件列在物料清單表中。

圖 1：作者的雙?？茖W計算器原型

雙?？茖W計算器電路和工作

圖 2 顯示了基于 Arduino 的雙?？茖W計算器的電路圖。該設計通過結(jié)合 Arduino Uno、OLED 顯示屏和簡單的鍵盤接口，展示了硬件資源的有效利用，使設備具有成本效益且易于實現(xiàn)。用于模式切換按鈕的內(nèi)部上拉電阻器可防止誤觸發(fā)，確保穩(wěn)定運行。

圖 2： 電路圖

該計算器還為電子和編程愛好者提供了寶貴的學習機會。它涵蓋了基本概念，例如鍵盤接口、顯示處理和使用 Arduino 實現(xiàn)數(shù)學計算。總體而言，這種可定制和可擴展的設計為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)提供了實用的動手實踐介紹。

硬件設置包括通過 I2C 協(xié)議（VCC 到 5V、GND 到 GND、SDA 到 A4 和 SCL 到 A5）連接 OLED 顯示器。4×4 鍵盤連接到 Arduino 的數(shù)字引腳，其中行連接到引腳 D9、D8、D7 和 D6，列連接到引腳 D5、D4、D3 和 D2。按鈕接地并連接到 Arduino 的引腳 D10。按下按鈕 （SW1） 時，計算器切換到科學模式，在 OLED 屏幕上顯示“科學模式”。

Arduino 代碼的結(jié)構(gòu)用于檢測鍵盤輸入、處理數(shù)字和運算符，并相應地更新 OLED 顯示屏。loop（） 函數(shù)持續(xù)檢查按鈕的狀態(tài)，在標準模式和科學模式之間切換。當按下一個鍵時，程序會根據(jù)活動模式確定適當?shù)淖?，并?OLED 上動態(tài)顯示結(jié)果。

計算器的作模式

該計算器具有三種作模式：正常、科學和切換。每個方法如下所述。

Normal：用于基本算術(shù)運算。在此模式下，鍵盤的功能如下：

• A – 乘法 （*）

• B – 加法 （+）

• C – 減法 （-）

• D – 除法 （/）

• * – 清除輸入

• # – 執(zhí)行計算

科學模式：啟用高級作。在此模式下，相同的鍵將重新分配給：

• A – sin（值）

• B – cos（值）

• C – tan （值）

• D – sqrt （值）

• * – 清除輸入

開關： 連接到 Arduino 引腳 D10 的按鈕可在正常模式和科學模式之間切換。

雙模科學計算器的 Arduino 代碼

計算器的源代碼是使用 Arduino IDE 開發(fā)的。需要 Adafruit SSD1306 OLED 顯示庫和 Keypad.h 庫。添加庫后，可以通過選擇適當?shù)亩丝诤桶鍖⒋a上傳到 Arduino。圖 3 顯示了源代碼的一個片段。

圖 3： 源代碼片段構(gòu)造和測試

將源代碼上傳到 Arduino Uno 后，應按照電路圖所示組裝組件（參見圖 2）。必須將 12V、2A 適配器連接到 Arduino Uno 的直流電源插座。

要作計算器，請首先檢查當前模式。如果需要切換模式，請按下按鈕 （SW1）。然后，所選模式將處于活動狀態(tài)并可供使用。