财务用USB数字小键盘改造成RPN计算器

reiyawea

零、前言
我是电工，经常要做些电学计算，但普通计算器太简单，不能先乘除后加减，也没有倒数，很不方便。
早就想自制一台符合心意的计算器，但试过之后才发现写软件的坑太多，调试就像打地鼠。
想到世界三大计算器厂（德仪、惠普、卡西欧）都是凭数十年经验积累才取得今天地位，我也就释然了，不要重新发明轮子。
调查了一番，发现惠普在70年代开发的一系列计算器技术资料相对完备。
其中一款HP-45定位适中，很合我意，于是决定复刻。
正好，刚入手了一款小键盘（拆解/刷机https://www.mydigit.cn/thread-323006-1-1.html）手感不错，把HP-45移植到小键盘上。

一、逆波兰式
逆波兰式（Reverse Polish notation，RPN）也叫后缀表达式，算符写在数的后面。（我们日常习惯书写的叫中缀表达式，算符在数的中间。）
比如，日常写的1+2*SIN(3+4*5)，用RPN写就是4 5 * 3 + SIN 2 * 1 +。
举个例子：计算5欧和8欧电阻并联的阻值，即1/(1/5+1/8)的输入过程和栈的变化。


二、HP-45计算器
这是一款RPN科学计算器，有基本初等函数、度分秒、直角/极坐标、统计等功能。
CPU主频约784kHz，每秒执行约3500条机器码。如今的8051都能轻松秒杀它，小键盘里的单片机当然也跑得动。
官方早就停更了，现在国外仍有一些爱好者在研究它。这个链接是比较详细的介绍：https://www.hpmuseum.org/hp45.htm


三、虚拟机
HP-45的CPU构架、总线结构、指令集、ROM机器码（固件）都详细列在它的专利文件中，很容易获取到。
我据此用C语言写成HP CPU的虚拟机，在上面直接运行HP-45机器码。
由于是用ANSI C写的，可以移植到任何有C编译器的CPU上，只要以3500步/秒的速度执行，就能完全复刻当年HP-45的行为。
具体过程不多说，有兴趣的朋友可以私信交流。
这是代码仓库，是比较“正规”的写法，适用ARM使用。

四、移植到小键盘
HP-45是LED显示构成是【负号+10位底数+负号+2位指数】，完整显示需要14位7段数码管。
而这款小键盘只有8位，所以只截取前8位底数显示。如果是负数，则是负号+前7位底数。如果有指数，则是前5位底数+符号+2位指数。
5欧和8欧电阻并联的视频演示：


按C51语法改动并优化（比如把函数传参改为全局变量）后，在8051上大约占用7KB ROM和200B RAM，用12M主频基本上能实现全速仿真。
如果有坛友也有兴趣，可以私信索取购买链接和固件。

五、最后
由于键位不够，无法分配函数功能，所以只有四则运算、倒数、指数、平方、开方。即使如此，也是秒杀同价位的计算器和大多数手机APP。
期待能捡到键位更多的同类键盘，到时再完整地复刻HP-45。


补充内容 (2022-8-21 17:09):
我上传附件后并没有设定价格，是系统自动标价的，不关我的事。我也找不到取消的办法。

ccbw

还是RPN模式好用。HP12C在用中。

gao_zj

好手艺，膜拜了。

rayz668

这个厉害了！赞

martinku

这是一个懂编程的电工，高级工程师改的挺好。

macadam

看起来很漂亮，不错。

zzy_85569381

电工都这么卷吗

molucule

键盘功能我都想好了，就是没有能力做

molucule

这种能改吗？

ghost119900

厉害，学习学习

yz1980

这也能改，高手啊

canu

高手，膜拜一下。   看着桌子底下同款小键盘，琢磨下。。。。。。

molucule

这个有后续吗？出改好的计算器吗？

diaoi

大神厉害

jpdd521

触景情伤 发表于 2022-7-30 07:54
这玩意漂亮哪里撸的？

宝物不问来路。就这一套组装起来的。
外壳是自己厂激光加工的，还有三五个没组装起来的半成品。。

触景情伤

jpdd521 发表于 2022-7-15 20:00
找到了这个小计算器了。。。

这玩意漂亮哪里撸的？

icebomb

仿真芯片级了，强。那天试试。

63zxcvbnm

有开发能力的高手！

garyjohnson

我一直在用RealCalc，网上一大堆破解版，挺好用

mengfc

膜拜大神！