作者：广西玉林市民族中学 梁成      

      计算器大家都很用过，主要是用来进行加、减、乘、除、平方、开方等运算，能不能造一个用来解一元二次方程的计算器，输入方程的abc,就能求出x1、x2呢？下面大家跟我一步步制造解一元二次方程的计算器吧。
      先说一下制作思路：用ardoino UNO板作处理器，通过6个按键输入方程的abc,一个按键输入解命令，用1602液晶屏显示abc和x1、x2。
      第一步：液晶输出
      这里我们先来试试，如何在1602液晶屏上显示相应的数字。

      1602液晶屏与ardoino UNO的连接

1602液晶屏Vss和RW接电源负极，Vdd接电源正极，Vo接电位器中间引脚，电位器两端分别接电源正负极，其余引脚与Arduino数字输出口的接法如下表

连接好线路后，接通电源，用电压表测Vo与Vss之间的电压，调节电位器，使Vo与Vss之间的电压为1V。

程序如下图

部分程序解释

第二行：1602液晶屏与ardoino UNO的连接

第三行：液晶屏从第1列第1行开始显示，程序是从0数起的，0列0行是实际的第1列第1行。

写好程序，点击编译&下载，将程序写到ardoino UNO中，看看液晶屏，是不是在第一行开头起，显示出12345。如果没有显示，先调节电位器，再检查线路、程序是否正确。

第二步：按键输入数字

如下图，在数字口与地之间接一按键开关, 数字口与Vcc之间接10K电阻,当按键没有按下时，数字口通过电阻接Vcc,为高电位，值为1，当按键按下时，数字口通过按键接地，为低电位，值为0。程序中设a、b、c三个变量，初始化时a、b、c的值都为0。ardoino UNO检测到按键按下后，使a、b、c的值加1或减1。下面我们来试试通过a+按键（接数字口12）输入数字。

在面包板上的接线图

程序：

程序解释

重复执行，ardoino UNO要不断地检测

读数字口12＝0，也就是按键接下，液晶显示：a。这里不是显示字符a，是显示变量a的值。

点击编译&下载， 液晶屏显示0.00（初始化a设定为0，自动带两位小数）。先不要按下按键，取下上拉电阻，看看液晶屏上的数字是不是在不断地增大；接上电阻，数字又稳定不变了，可以理解为上拉电阻起到防干扰的作用。按一下按键，看看液晶屏上的数字是不是加1.

到这里大家发现，按下按键，液晶屏上的数字不是加1，是加了几十到一百多，这是为什么呢？原来是ardoino UNO的运行速度很快，在我们按下按键到松开，重复执行了几十到一百多次，从而使得a的值增加了几十到一百多。我们加上等待按键松开的程序就可解决这个问题，如下图。

修改后编译&下载，大家试试，按一下按键，液晶屏显示1.00，再按一下，液晶屏显示2.00。可能有些人发现，按一下按键，显示的数字不是加1，是加了十左右，这又是为什么？如何解决呢？

我们平常所用的按键为机械弹性开关，由于触点的弹性作用，按键在闭合时不会马上稳定的接通，而是有一段时间的抖动，在断开时也不会立即断开。抖动时间由按键的机械特性所决定，一般为5ms~10ms。所以我们在做按键检测时都要加一个消抖的过程。

按键消抖的方法：延时重采样（去抖延时）

延时重采样的意思是，当第一次检测到键值由'1'变为'0'时，再延时一段时间（如10ms）,再次采样，确认是否仍是'0'；若是'0'则认为此时键值为'0',否则，重新执行检测过程。

再次修改后编译&下载，大家试试，按一下按键，液晶屏显示的数字就只加1，没问题了吧。用同样的方法，试试如何通过数字口7～11的按键使a减1，b、c加减1并显示在液晶屏上吧。

第三步：方程在液晶屏上的显示方式

方程的a、b、c三个系数有可能是两位数甚至更大，也可能是负数，液晶屏显示时，自动带两位小数，连小数点和负号，就自动占了3～4个字符的位置；1602液晶屏每行只能显示16个字符，以ax²+bx+c=0的形式在液晶屏的一行显示出来不好处理。那我们就来个简单的方法，只显示方程的a、b、c三个系数。

如下图，液晶屏第1行前面的数字表示a，第1行后面的数字表示b, 第2行前面的数字表示c，图中的数字表示方程1234x²-789x+345=0。

第二、三步和程序如下图:

第四步：输入解方程命令并求解输出

在数字口0与地之间接一按键（解/返回键），当按下该按键，ardoino UNO对输入的a、b、c三个数进行相应计算，先判断有无解，无解液晶屏显示F，有解则解出方程的两个根并显示在液晶屏上。

再设3个变量，pbs表示根的判别式，xy表示方程的第一个根x₁，xr表示方程的第二个根x₂。

程序解释

将pbs设定为b*b-4*a*c，判别式b²-4ac；

LCD clear 清屏，清除原来显示的a、b、c三个数；

在读数字口0＝0之前一直等待，等再次按下解/返回按键，没有这句和后面的程序，当按下解按键，ardoino UNO很快显示解的结果，但也很快显示a、b、c三个数，我们看不到解的结果。加上这句，则在没有再次按下解/返回键，液晶屏一直显示解的结果，再次按下，则返回输入和显示a、b、c状态。这也是这个按键命名为解/返回按键的原因。

将a（b、c）设定为0，将a、b、c的值设定为0，便于下一个方程的输入。

这是判别式小于0的情况，否则，也就是判别式大于或等于0，方程有解。ardoino UNO进行计算并显示在液晶屏上。

打开数学课本，输入几个方程试试吧。

第五步：焊接，安装

计算器设计好了，总不能装在面包板上吧，下面来把按键、电阻、导线、液晶屏、排针焊接好，再做个外壳装好吧。调整好的电位器用固定电阻代替。

到此，一个解方程的计算器就做好了，拿到同学面前炫耀一下吧，可千万不要带进考场，小心被抓个处分还包邮哦。

下面是流程图和程序。

    本计算器源程序：请点击。