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。

eglic

专业！
我用STC8尝试过，打了板子，懒得写程序扔那吃灰了。

zidian

这小键盘简直就是给DIY计算器量身定制的啊

亲爱的混蛋

感谢分享      

myseil

这个厉害了！赞！

lht

一个计算器APP就能搞定的事（带先乘除后加减功能的很多）。

sensmart

有创新思维，真不错，学习了

xktx09

高手，想起当年勇vf写计算器的时代了

云雾山中

很专业！想起了当年使用的工程用可编程计算器

tomyluo

能改成输入正常顺序的算式直接输出结果吗？

天地之间

9.9包邮的中学生计算器，已经很强大了。

wzsnb

lht 发表于 2022-7-10 19:10
一个计算器APP就能搞定的事（带先乘除后加减功能的很多）。

rpn并不是“先乘除后加减”！

jpdd521

找到了这个小计算器了。。。

jpdd521

上个视频。。。


乘号跟除号共用一个键，按一下乘法，快速按两下是除法。
加减号也是同理。

但是，程序没有写完，现在只有乘法跟加法。

工程文件也没了，目前就是这样子。。。

数码小叶

有创新思维，真不错，学习了

用户名被抢注

你这是电工高级技师吧？

ghyshuma

哈哈哈哈高级电工技师?

eituoz

高手，膜拜一下。

1325133

还是期待把他回归到键盘的正常用途上，最好还能自定义宏和键值

小巧玲珑100

搞个EXCEL表，弄些公式，要多方便就有多方便