专利名称：一种触摸屏计算器及其按位输入和按位运算的方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的计算器及实现方法，属电子技术应用领域。它旨在克服现有算盘、计算器的缺点，发挥算盘、计算器的优点，进而实现一种新的计算工具。
背景技术：
多年来，“普及的、方便的”计算工具是计算器与算盘，不同类型的使用者对这两种计算工具有着不同的评价与偏爱。这就导致了一个不可否认的事实计算器与算盘各有优势与不足。在这种事实面前，假若客观上能有一种计算工具，它能完全继承计算器与算盘的优势，消除它们的不足，那么这种计算工具一定能代替计算器与算盘。在这种背景下，许多科技人员对计算器与算盘的优缺点进行了分析，并通过电子结合机械的方法对这种能代替计算器与算盘的产品进行了研究、尝试。比如CN85101486公开了一种带表达式和运算竖式的计算器的电子算盘，其可作为计算器或计算机输入设备；CN86103447公开了一种自动退位进位算盘，属于一种可以取代珠算算盘的计算器；CN1135613公开了一种形成计算机算盘的方法，涉及一种形成计算机算盘的方法；CN1111777公开了一种电子式算盘，将电子计算器与算盘溶合在一起，对电子计算器与算盘两者存在的弱点进行互相补充，省掉了计算器的键盘，用算珠作键盘的电子式算盘；等等。然而，这些研究与尝试并没有改变计算器与算盘作为普通、方便的计算工具并存的现状。在这种情况下，就不得不问几个问题是大家对计算器与算盘的优势与不足分析的不对？还是技术上实现不了？是否客观上不存在“能完全继承计算器与算盘的优势，消除它们的不足”的产品？我们通过对计算器与算盘本身特性以及这两类用户的使用情况进行认真分析后发现1、过去对算盘的主要优势的分析不是很充分；2、对计算器的最主要的不足也没有发现。我们认为算盘除去大家认为的按位运算的优点外，最大的优点是所拨即所想即所见即所得。而计算器除去大家认为的不能按位输入的缺点外，最大的缺点是按键与显示不在同一视觉范围内，做不到所按即所想即所见即所得。为了保证按键的正确需视觉在按键区域与显示区域之间来回变化。这样在计算速度与方便性方面都受到了影响。基于这一点以及算盘、计算器的其它优缺点，我们使用触摸屏技术、计算机软件技术，在原来普通计算器的软硬件基础上，将算盘的“所拨即所想即所见即所得”以及“可以在独立位进行加减运算”的优点与计算器的“运算类型多、运算快捷”等优点完整地组合在一起，发明了一种新型的计
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发明内容
本发明的目的在于克服现有算盘、计算器的缺点，提供一种方便、快捷、准确的触摸屏计算器及其按位输入和按位运算的方法。本发明提供的一种触摸屏计算器，包括设置有触摸屏的计算器本体，所述计算器本设有校准按钮，用于触摸屏校准；所述计算器本体的触摸屏上有运算及模式命令设定区，在运算及模式命令设定区中设有运算命令按钮，计算器/算盘模式切换按钮；所述的计算器本体的触摸屏上有数字输入结果显示区，在数字输入结果显示区中设有与计算器最大位数相应个数的数字输入显示区域，模式提示区；所述计算器本体还包括检测模块用于检测触摸屏产生的触摸信号、触摸移动信号及触摸结束信号并记录信号发生点的位置坐标及信号的触摸、触摸移动、触摸结束类型，调用判断模块处理；用于检测校准按钮触发信号并调用触摸屏校准程序。判断模块用于当检测模块检测到触摸屏产生触摸信号时，判断信号发生在数字输入结果显示区还是发生在运算及模式命令设定区发生在数字输入结果显示区时，根据当前所处的计算器或算盘模式判断输入位或运算位；发生在运算及模式命令设定区时，判断操作的按钮类型。用于当检测模块检测到触摸屏触摸结束信号时，判断信号发生在数字输入结果显示区还是发生在运算及模式命令设定区发生在数字输入结果显示区时，根据起止坐标判断输入或运算的有效性，有效时并判断输入或运算的数字以及在算盘模式判断运算的加减类型，调用执行模块处理。发生在运算及模式命令设定区时，根据起止坐标判断操作的有效性，有效时进而判断操作按钮、设定相应的命令状态，调用执行模块处理。执行模块用于当计算器处于计算器模式时判断模块判断出输入位及输入的数字后，完成数字输入及显示功能；判断模块判断出运算命令后，完成运算命令按钮所需执行的运算功能并显示结果。用于当计算器处于算盘模式时，判断模块判断出运算位、运算的数字、运算的加减类型后，完成某一位上的数字加减类型运算，并将结果显示出来。所述的运算命令按钮为“加”、“减”、“乘”、“除”、“等号”等通用计算器运算命令。所述计算器/算盘模式切换按钮用于在计算器模式与算盘模式之间切换，计算器处于算盘模式时，运算及模式命令设定区中运算命令无效，模式提示区提示内容为“算盘”， 计算器处于计算器模式时，运算及模式命令设定区中运算命令有效，模式提示区提示内容为“计算器”；所述每个数字输入显示区域外边为均勻显示0-9十位数字的圆形数字提示区， 内部为数字显示区；所述的每个数字输入显示区域用于在计算器模式时，实现数字的按位输入、显示及计算结果的每一位的显示，用于在算盘模式时实现数字的按位运算及显示；所述的模式提示区用于提示计算器当前处于的计算器或算盘模式状态。所述的起止坐标是指触摸信号发生点的位置坐标、触摸结束信号发生点的位置坐标。触摸屏计算器在计算器模式时实现数字的按位输入方法1)设置触摸屏计算器为计算器模式；2)检测模块检测到触摸屏有触摸信号时，记录触摸信号发生点的位置坐标即起始坐标，记录触摸类型；3)判断模块判断数字输入结果显示区有触摸信号，进而判断输入位；4)检测模块检测到触摸屏有触摸移动信号时，记录移动信号发生点的坐标，记录触摸移动类型；5)检测模块检测到触摸屏有触摸结束信号时，记录结束信号发生点的位置坐标即终止坐标，记录触摸结束类型。6)判断模块根据起止坐标判断输入的有效性，有效时并判断输入的数字。7)执行模块完成在输入位上的数字输入及显示功能。
所述的判断输入的有效性是根据终止坐标、起始坐标是否在输入位的数字输入显示区域并且起始坐标、终止坐标是否分别在输入位的数字输入显示区域的数字提示区和数字显示区来实现的；所述的判断输入的数字是根据终止点、起始点坐标计算两点连线的斜率，并比较每一数字对应的斜率范围实现的。触摸屏计算器在算盘模式时实现按位加减运算的方法1)设置触摸屏计算器为算盘模式；2)检测模块检测到触摸屏有触摸信号时，记录触摸信号发生点的位置坐标即起始坐标，记录触摸类型；3)判断模块判断数字输入结果显示区有触摸信号，进而判断运算位；4)检测模块检测到触摸屏有触摸移动信号时，记录移动信号发生点的坐标，记录触摸移动类型；5)检测模块检测到触摸屏有触摸结束信号时，记录结束信号发生点的位置坐标即终止坐标，记录触摸结束类型。6)判断模块根据起止坐标判断运算的有效性，有效时判断运算的数字及运算的加或减类型。7)执行模块对运算的数字在运算位上完成运算类型指定的运算及结果显示功能。所述的判断运算的有效性是根据终止坐标、起始坐标是否在运算位的数字输入显示区域并且起始坐标、终止坐标是否分别在运算位的数字输入显示区域外部的数字提示区分和区域内部的数字显示区来实现的；所述的判断运算的数字是根据终止点、起始点坐标计算两点连线斜率，并比较每一数字对应的斜率范围实现的；所述的判断运算的加或减类型是根据起始点坐标是否在运算位的数字输入显示区域内部的数字显示区来实现的。与现有技术相比，本发明为算盘与计算器用户提供了一种方便、快捷、准确的通用计算工具。本发明使用触摸屏技术，通过程序控制，解决了计算器数字按键与数字显示不在同一视觉范围内的问题；解决了计算器输入不能按位输入的问题。并通过内部程序控制模拟了算盘加减法即拨、即算、即得的直观效果。
图1计算器液晶触摸屏显示示意2计算器内部单元电路逻辑3模块调用关系示意4计算器系统程序流程图
具体实施例方式计算器的外壳正面面板整体是一个液晶触摸显示屏，它由液晶屏、触摸屏叠加在一起构成。在计算器正常工作时，液晶触摸显示屏的显示区上有如图1所示的显示，它包括两个区域数字输入结果显示区、运算及模式设定命令区。在数字输入结果显示区右上角是模式提示区域，用于提示当前计算器处于的模式计算器模式还是算盘模式；例如图1所处模式为算盘模式；中下部是与计算器最大位数相应个数的数字输入显示区域，从右到左依次为个位、十位、百位、千位……数字输入显示区域，所述数字输入显示区域外边为如图1所示均勻显示0-9十位数字的圆形数字提示区， 内部为数字显示区；所述的数字输入显示区域用于在计算器模式时，实现数字的按位输入、 显示及计算结果的显示，用于在算盘模式时实现数字的按位运算及结果的显示；在运算及模式命令设定区中设有“加”、“减”、“乘”、“除”、“等号”等计算器运算命令按钮，在计算器模式时实现其运算，在算盘模式时，运算命令按钮失效；计算器/算盘模式切换按钮，用于在计算器模式与算盘模式之间切换；计算器的侧面有一电源开关、有一自复位的校准按钮。计算器有两种模式算盘模式、计算器模式。在计算器模式使用时运算及模式设定命令区的运算命令有效，某一位数字输入是通过手指或触摸屏专用笔在该位数字输入显示区域的数字提示区向该位数字输入显示区域的数字显示区拨动相应数字实现的，这样使计算器具有了即拨、即想、即得的效果，克服了现有计算器的不足。其它使用情况同现有计算器类似。在算盘模式使用时运算及模式设定命令区的运算命令无效，计算器仅可做加减运算，并且完全模拟算盘即拨、即想、即算、即得的效果。某一位加一数字时，是通过手指或触摸屏专用笔在该位数字输入显示区域的数字提示区向该位数字输入显示区域的数字显示区拨动相应数字实现的，某一位减一数字时，是通过手指或触摸屏专用笔在该位数字输入显示区域的数字显示区向该位数字输入显示区域的数字提示区的相应数字拨动来实现的。计算器虽然有两种模式，但计算器模式是主要模式，它已经将算盘与计算器的主要优点结合在一起。如果用户需算盘加减即算的效果，可以使用算盘模式。计算器的内部包括嵌入式处理器MPU电路、ROM、CMOS、RAM存储器电路、液晶显示的接口电路、触摸屏接口电路、电源电路。它们的逻辑示意图如图2。计算器内部的电路及逻辑连接都是现有技术。在计算器内部的ROM存储器中固化有定制剪裁后的实时、多任务的嵌入式视窗操作系统，以下简称嵌入式运算系统；计算器系统程序；液晶显示屏驱动程序；触摸屏驱动程序；触摸屏校准程序。嵌入式操作系统；液晶显示屏驱动程序；触摸屏驱动程序；触摸屏校准程序等都是现有技术。打开计算器侧面的电源开关，计算器开始工作，嵌入式操作系统启动，完成系统初始化，并执行液晶显示屏驱动程序、触摸屏驱动程序，接着启动计算器系统程序，计算器系统程序获得控制权。本发明的工作原理整体包含在计算器系统程序的流程中。计算器系统程序流程是以检测模块为主体的，如图4，检测模块、判断模块、执行模块的关系如图3。现对计算器系统程序流程(图4)说明如下首先进行初始化1、参数初始化。2、显示屏显示界面图形，如图1所示。3、设置计算器/算盘模式切换按钮为有效状态，按钮显示为“设置算盘模式”。设置运算命令按钮为有效状态。模式提示区提示为计算器模式。第二步检测模块检测有无校准按钮发来的信息如有校准按钮发来信息转第九步；如没有校准按钮发来信息执行下一步。第三步检测模块检测有无触摸屏发来的触摸、移动、触摸结束信号没有转第二步；有执行下一步。第四步检测模块检测是否是触摸信号；是转第七步；否，转下一步。
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第五步检测模块检测是否是移动信号；是转第八步；否，转下一步。第六步记录触摸结束信号发生的位置坐标，记录触摸结束类型；调用判断模块， 调用结束后返回第二步。第七步记录触摸信号发生的位置坐标，记录触摸类型，调用判断模块，调用结束后返回第二步。第八步记录移动信号发生点的坐标，记录触摸移动类型，返回第二步。第九步调校准程序进行触摸屏校准，校准完毕返回第二步。
权利要求
1.一种触摸屏计算器，包括设置有触摸屏的计算器本体，其特征在于所述计算器本体设有校准按钮，所述计算器本体的触摸屏上有运算及模式命令设定区，在运算及模式命令设定区中设有运算命令按钮，计算器/算盘模式切换按钮；所述的计算器本体的触摸屏上有数字输入结果显示区，在数字输入结果显示区中设有与计算器最大位数相应个数的数字输入显示区域，模式提示区；所述计算器本体还包括检测模块用于检测触摸屏产生的触摸信号、触摸移动信号及触摸结束信号并记录信号发生点的位置坐标及并标记；判断模块用于对检测模块标记的三种信号判断其发生的位置及要完成的功能；执行模块完成判断模块判定的功能；所述每个数字输入显示区域外部为均勻显示0-9十位数字的数字提示区，内部为数字显示区。
2.按权利要求1所述的触摸屏计算器，其特征在于所述的运算命令按钮为通用计算器运算命令。
3.按权利要求1所述的触摸屏计算器的按位输入和按位运算的方法，其特征在于，步骤为1)设置触摸屏计算器为计算器模式；2)检测模块检测到触摸屏有触摸信号时，记录触摸信号发生点的位置坐标即起始坐标，记录触摸类型；3)判断模块判断数字输入结果显示区有触摸信号，进而判断输入位；4)检测模块检测到触摸屏有触摸移动信号时，记录移动信号发生点的坐标，记录触摸移动类型；5)检测模块检测到触摸屏有触摸结束信号时，记录结束信号发生点的位置坐标即终止坐标，记录触摸结束类型。6)判断模块根据起止坐标判断输入的有效性，有效时并判断输入的数字。7)执行模块完成在输入位上的数字输入及显示功能。
4.按权利要求3所述的触摸屏计算器的按位输入和按位运算的方法，其特征在于所述步骤6)中的判断输入的有效性是根据终止坐标、起始坐标是否在输入位的数字输入显示区域并且起始坐标、终止坐标是否分别在输入位的数字输入显示区域的数字提示区和数字显示区来实现的；所述的判断输入的数字是根据终止点、起始点坐标计算两点连线的斜率， 并比较每一数字对应的斜率范围实现的。
5.按权利要求1所述的触摸屏计算器的按位输入和按位运算的方法，其特征在于，步骤为1)设置触摸屏计算器为算盘模式；2)检测模块检测到触摸屏有触摸信号时，记录触摸信号发生点的位置坐标即起始坐标，记录触摸类型；3)判断模块判断数字输入结果显示区有触摸信号，进而判断运算位；4)检测模块检测到触摸屏有触摸移动信号时，记录移动信号发生点的坐标，记录触摸移动类型；5)检测模块检测到触摸屏有触摸结束信号时，记录结束信号发生点的位置坐标即终止坐标，记录触摸结束类型。6)判断模块根据起止坐标判断运算的有效性，有效时判断运算的数字及运算的加或减类型。7)执行模块对运算的数字在运算位上完成运算类型指定的运算及结果显示功能。
6.按权利要求5所述的触摸屏计算器的按位输入和按位运算的方法，其特在于所述的判断运算的有效性是根据终止坐标、起始坐标是否在运算位的数字输入显示区域并且起始坐标、终止坐标是否分别在运算位的数字输入显示区域外部的数字提示区分和区域内部的数字显示区来实现的；所述的判断运算的数字是根据终止点、起始点坐标计算两点连线斜率，并比较每一数字对应的斜率范围实现的；所述的判断运算的加或减类型是根据起始点坐标是否在运算位的数字输入显示区域内部的数字显示区来实现的。
全文摘要
本发明提供了一种触摸屏计算器及其按位输入和按位运算的方法，触摸屏计算器包括设置有触摸屏的计算器本体，计算器本体设有校准按钮，计算器本体的触摸屏上有运算及模式命令设定区和数字输入结果显示区，在运算及模式命令设定区中设有运算命令按钮，计算器/算盘模式切换按钮；在数字输入结果显示区中设有与计算器最大位数相应个数的数字输入显示区域，模式提示区；所述计算器本体还包括检测模块，判断模块和执行模块。本发明使用触摸屏技术，通过程序控制，解决了计算器数字按键与数字显示不在同一视觉范围内的问题；解决了计算器输入不能按位输入的问题。并通过内部程序控制模拟了算盘加减法即拨、即算、即得的直观效果。
文档编号G06F15/02GK102207925SQ20111019190
公开日2011年10月5日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者梁吉业, 陈红星, 高美容, 魏巍 申请人:山西大学