專利名稱：便攜式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算工具，具體說是一種便攜式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器。
背景技術(shù)：
對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)得到的一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量重復(fù)計(jì)算，同一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不同學(xué)生處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差很大。個(gè)別學(xué)生還修改某些偏離較大的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以期得到好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算過程復(fù)雜、作圖費(fèi)事，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)報(bào)告中經(jīng)常出現(xiàn)許多錯(cuò)誤。教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)不得不花費(fèi)大量時(shí)間親自計(jì)算數(shù)據(jù)核查學(xué)生計(jì)算結(jié)果。而采用計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)則占用實(shí)驗(yàn)室空間，不能隨時(shí)、方便地處理數(shù)據(jù)。為解決上述問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了這套便攜式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)狀，本實(shí)用新型提供了一種便攜式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器。具有能夠方便攜帶、快速、準(zhǔn)確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣來實(shí)現(xiàn)的。一種便攜式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器，具有手持計(jì)算器本體，該手持計(jì)算器本體包括輸入系統(tǒng)和液晶顯示屏，及安裝在手持計(jì)算器本體內(nèi)部的控制電路，該控制電路與手持計(jì)算器本體的輸入系統(tǒng)和液晶顯示屏連接，控制電路包括計(jì)算器主控芯片、存儲(chǔ)模塊、輸入模塊、顯示模塊、電源模塊，電源模塊為控制電路提供電源；其中所述控制電路的顯示模塊U2采用12864液晶顯示屏，12864液晶顯示屏的 RS、RW、E、DBO、DBl-DB7 的管腳分別連接 STC89C52 單片機(jī) Ul 的 P2.0、P2.1、P2.2、P0.0-P0.7端口上，存儲(chǔ)模塊U4采用24C16芯片，芯片管腳存儲(chǔ)模塊U4的SDA、SCK管腳分別連接單片機(jī)Ul的P2.6、P2.7端口上，輸入模塊U3采用矩陣鍵盤，其上的kl_k4、A、B、C、D 管腳分別連接到單片機(jī) Ul 的 Pl.3、Pl.2、Pl.1、Pl.0、Pl.7、Pl.6、Pl.5、Pl.4 端 口上，電源電路采用電池串聯(lián)供電，電壓4.5伏，電源正極接單片機(jī)Ul的VCC端口和顯示模塊U2的VCC端口，電源負(fù)極接單片機(jī)的GND端口和顯示模塊U2的VSS端口；外圍電路的晶振Xl的一端和電容C2的一端接STC89C52單片機(jī)Ul的反向振蕩放大器的輸出引腳XTAL2端，電容C2的另一端接電源負(fù)極，晶振Xl的另一端和電容Cl的一端接單片機(jī)Ul的反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入引腳XTALl端，電容Cl的另一端接電源負(fù)極；單片機(jī)Ul的電源輸入引腳VCC端接電源正極，單片機(jī)Ul的電源地GND端接電源正極；電阻Rl的一端與電容C3的負(fù)極接單片機(jī)Ul的復(fù)位引腳RST端，電阻Rl的另一端接電源負(fù)極；電容C3的正極和單片機(jī)Ul的片選引腳EA接電源正極。因此，具有集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ苡谝惑w。采用逐差法、最小二乘法和一元線性回歸方法處理大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)又具有方便攜帶，能快速得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。本新型中，Ul為單片機(jī)，U2為12864液晶顯示屏，U3為矩陣鍵盤，U4為24C16存儲(chǔ)芯片，Xl為12M晶振，BATl為電源。本新型考慮到數(shù)據(jù)處理算法復(fù)雜度較高、浮點(diǎn)運(yùn)算量大及成本等各方面的要求，所選的主控芯片采用宏晶科技公司生產(chǎn)的89C5X系列單片機(jī)，具有運(yùn)算速度快，價(jià)格低。本新型所涉及的輸入系統(tǒng)包括數(shù)字鍵盤和功能鍵盤。其中功能鍵盤為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)功能的上、下移鍵。本實(shí)用新型具有的積極效果是:本新型具有集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ苡谝惑w，采用逐差法、最小二乘法和一元線性回歸方法處理大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。與手工計(jì)算或采用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算相比，本新型方便攜帶，能快速得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。當(dāng)用戶開機(jī)后，計(jì)算器主控芯片完成初始化，顯示模塊顯示選擇界面，用戶通過功能鍵盤區(qū)的實(shí)驗(yàn)處理功能鍵選擇數(shù)據(jù)處理方式。隨后進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，顯示模塊提示用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，用戶通過數(shù)字鍵盤區(qū)輸入數(shù)據(jù)，按確定鍵完成輸入。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成所輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)所輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將結(jié)果顯示于顯示界面并存儲(chǔ)。

圖1是本新型外部示意圖；圖2是圖1內(nèi)部的控制電路原理框圖；圖3是圖2電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。如圖1至圖2所示的一種便攜式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器，包括計(jì)算器本體I和和安裝在內(nèi)部的控制電路。本實(shí)施例所述的計(jì)算器本體I上設(shè)有液晶顯示屏2，及由數(shù)字鍵盤3和功能鍵盤4組成的輸入系統(tǒng)。本新型的數(shù)字鍵盤3包括1-9、0、.、#數(shù)字鍵；功能鍵盤4為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理功能鍵。該功能鍵盤4包括開關(guān)、上移、下移、確定4個(gè)功能鍵。本實(shí)施例所述的控制電路原理框圖，包括計(jì)算器顯示模塊、主控芯片、存儲(chǔ)模塊、輸入模塊、電源模塊，其中電源模塊為控制電路提供電源，所述的控制電路與計(jì)算器本體的輸入系統(tǒng)和液晶顯示屏連接。圖3給出了控制電路原理圖?？刂齐娐返娘@示模塊U2采用12864液晶顯示屏，顯示模塊U2的功能管腳RS、RW、E和數(shù)據(jù)管腳DBO、DB 1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7分別連接STC89C52 單片機(jī) Ul 的通用 IO 接口 P2.0、Ρ2.1、Ρ2.2, P0.0, P0.K P0.2,P0.3, P0.4, P0.5、P0.6、P0.7端口上。存儲(chǔ)模塊U4采用24C16芯片，存儲(chǔ)模塊U4的24C16芯片的SDA、SCK分別連接STC89C52單片機(jī)Ul的通用IO接口 Ρ2.6、Ρ2.7端口上。輸入模塊U3采用矩陣鍵盤，其上的kl、k2、k3、k4、A、B、C、D分別連接STC89C52單片機(jī)Ul的通用IO接口 Pl.3、Pl.2、Pl.1、Pl.0、Pl.7、Pl.6、Pl.5、Pl.4端口上。電源電路采用3節(jié)5號(hào)電池串聯(lián)供電，電壓4.5伏，電源正極接單片機(jī)Ul的VCC端口和顯示模塊U2的VCC端口，電源負(fù)極接單片機(jī)的GND端口和12864液晶的VSS端口。外圍電路的晶振Xl的一端和電容C2的一端接STC89C52單片機(jī)Ul的反向振蕩放大器的輸出引腳XTAL2端，電容C2的另一端接電源負(fù)極，晶振Xl的另一端和電容Cl的一端接單片機(jī)Ul的反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入引腳XTALl端，電容Cl的另一端接電源負(fù)極；單片機(jī)Ul的電源輸入引腳VCC端接電源正極，單片機(jī)Ul的電源地GND端接電源正極；電阻Rl的一端與電容C3的負(fù)極接單片機(jī)Ul的復(fù)位引腳RST端，電阻Rl的另一端接電源負(fù)極；電容C3的正極和單片機(jī)Ul的片選引腳EA接電源正極。本新型的顯示模塊U2及外圍電路連接關(guān)系為:顯示模塊U2的電源輸入引腳VDD端接電源正極，顯示模塊U2的電源地VSS端接電源正極，顯示模塊U2的IXD驅(qū)動(dòng)電壓輸入引腳VO端接電源正極。本新型的顯示模塊U2與單片機(jī)Ul的連接關(guān)系為:單片機(jī)Ul的通用IO接口 P2.0端連接顯示模塊U2的控制管腳RS端，單片機(jī)Ul的通用IO接口 P2.1端連接顯示模塊U2的讀寫選擇管腳RW端，單片機(jī)Ul的通用IO接口 P2.2連接顯示模塊U2的讀寫控制管腳E端，單片機(jī)Ul的通用IO接口 P0.0管腳連接顯示模塊U2的數(shù)據(jù)線DBO管腳，單片機(jī)Ul的通用IO接口 P0.1管腳連接顯示模塊U2的數(shù)據(jù)線DBl管腳，單片機(jī)Ul的通用IO接口 P0.2管腳連接顯示模塊U2的數(shù)據(jù)線DB2管腳，單片機(jī)Ul的通用IO接口 P0.3管腳連接顯示模塊U2的數(shù)據(jù)線DB3管腳，單片機(jī)Ul的通用IO接口 P0.4管腳連接顯示模塊U2的數(shù)據(jù)線DB4管腳，單片機(jī)Ul的通用IO接口 P0.5管腳連接顯示模塊U2的數(shù)據(jù)線DB5管腳，單片機(jī)Ul的通用IO接口 P0.6管腳連接顯示模塊U2的數(shù)據(jù)線DB6管腳，單片機(jī)Ul的通用IO接口P0.7管腳連接顯示模塊U2的數(shù)據(jù)線DB7管腳。本新型的存儲(chǔ)模塊U4與單片機(jī)模塊Ul的連接關(guān)系為:單片機(jī)的通用IO接口 P2.6管腳連接存儲(chǔ)模塊U4的數(shù)據(jù)線SDA管腳，單片機(jī)的通用IO接口 P2.7管腳連接存儲(chǔ)模塊U4的時(shí)鐘線SCK管腳。本新型的輸入模塊U3與單片機(jī)模塊Ul的連接關(guān)系為:單片機(jī)的通用IO接口 Pl.3管腳連接輸入模塊U3的通用接口 kl，單片機(jī)的通用IO接口 Pl.2管腳連接輸入模塊U3的通用接口 k2，單片機(jī)的通用IO接口 Pl.1管腳連接輸入模塊U3的通用接口 k3，單片機(jī)的通用IO接口 Pl.0管腳連接輸入模塊U3的通用接口 k4，單片機(jī)的通用IO接口 Pl.7管腳連接輸入模塊U3的通用接口 A，單片機(jī)的通用IO接口 Pl.6管腳連接輸入模塊U3的通用接口 B，單片機(jī)的通用IO接口 Pl.5管腳連接輸入模塊U3的通用接口 C，單片機(jī)的通用IO接口 Pl.4管腳連接輸入模塊U3的通用接口 D。本實(shí)施例的主控芯片ROM中包含9個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序，作為高等院?；瘜W(xué)及相關(guān)專業(yè)教師及本科生的教學(xué)輔助軟件，具有較強(qiáng)的通用性和推廣性。另外，采用采用逐差法、最小二乘法和一元線性回歸方法等數(shù)學(xué)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，減少學(xué)生處理數(shù)據(jù)過程中產(chǎn)生的誤差，能得到更正確、更真實(shí)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，同時(shí)為教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告提供可靠的依據(jù)。此外，具有攜帶方便，無需外接電源，隨拿隨用，可視化界面，學(xué)生根據(jù)界面提示，幾分鐘內(nèi)即可完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)全部數(shù)據(jù)處理過程。[0021應(yīng)用開機(jī)后，計(jì)算器主控芯片完成初始化，顯示模塊顯示選擇界面，用戶通過功能鍵盤區(qū)的實(shí)驗(yàn)處理功能上移、下移鍵選擇數(shù)據(jù)處理方式，隨后進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。顯示模塊提示用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，用戶通過數(shù)字鍵盤輸入數(shù)據(jù)完畢后，按下功能鍵盤中的確定鍵完成輸入。通過主控芯片完成所輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)所輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將結(jié)果顯示于液晶顯示器的界面并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊中。
權(quán)利要求1.一種便攜式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器，具有手持計(jì)算器本體，該手持計(jì)算器本體包括輸入系統(tǒng)和液晶顯示屏，及安裝在手持計(jì)算器本體內(nèi)部的控制電路，該控制電路與手持計(jì)算器本體的輸入系統(tǒng)和液晶顯示屏連接，控制電路包括計(jì)算器主控芯片、存儲(chǔ)模塊、輸入模塊、顯示模塊、電源模塊，電源模塊為控制電路提供電源；其特征在于，所述控制電路的顯示模塊U2采用12864液晶顯示屏，12864液晶顯示屏的RS、RW、E、DBO、DBl—DB7的管腳分別連接STC89C52 單片機(jī) Ul 的 P2.0、Ρ2.1、Ρ2.2,P0.Ο-ΡΟ.7 端口上，存儲(chǔ)模塊 U4 采用 24C16 芯片，芯片管腳存儲(chǔ)模塊U4的SDA、SCK管腳分別連接單片機(jī)Ul的P2.6、P2.7端口上，輸入模塊U3采用矩陣鍵盤，其上的kl-k4、A、B、C、D管腳分別連接到單片機(jī)Ul的Pl.3、Pl.2、Pl.1、Pl.0,Pl.7,Pl.6,Pl.5,Pl.4端口上，電源電路采用電池串聯(lián)供電，電壓4.5伏，電源正極接單片機(jī)Ul的VCC端口和顯示模塊U2的VCC端口，電源負(fù)極接單片機(jī)的GND端口和顯示模塊U2的VSS端口 ；外圍電路的晶振Xl的一端和電容C2的一端接STC89C52單片機(jī)Ul的反向振蕩放大器的輸出引腳XTAL2端，電容C2的另一端接電源負(fù)極，晶振Xl的另一端和電容Cl的一端接單片機(jī)Ul的反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入引腳XTALl端，電容Cl的另一端接電源負(fù)極；單片機(jī)Ul的電源輸入引腳VCC端接電源正極，單片機(jī)Ul的電源地GND端接電源正極；電阻Rl的一端與電容C3的負(fù)極接單片機(jī)Ul的復(fù)位引腳RST端，電阻Rl的另一端接電源負(fù)極；電容C3的正極和單片機(jī)Ul的片選引腳EA接電源正極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器，其特征在于，所述的輸入系統(tǒng)包括數(shù)字鍵盤(3)和功能鍵盤(4)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算器，具有手持計(jì)算器本體，該手持計(jì)算器本體包括輸入系統(tǒng)和液晶顯示屏，及安裝在手持計(jì)算器本體內(nèi)部的控制電路，該控制電路與手持計(jì)算器本體的輸入系統(tǒng)和液晶顯示屏連接，控制電路包括計(jì)算器主控芯片、存儲(chǔ)模塊、輸入模塊、顯示模塊、電源模塊，電源模塊為控制電路提供電源。本新型具有集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ苡谝惑w，采用逐差法、最小二乘法和一元線性回歸方法處理大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。與手工計(jì)算或采用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算相比，本新型方便攜帶，能快速得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。
文檔編號(hào)G06F15/02GK203038269SQ20132002556
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者于希哲, 郭獻(xiàn)章, 侯鵬慶, 龔堅(jiān)勝 申請(qǐng)人:東北大學(xué)秦皇島分校