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基于单片机的拍照式计算设施PHOTO CALCULATOR BASED ON SINGLECHIP MICROCOMPUTER摘要本文设计的拍照式电脑采取STM32单片设施械当做主耍处理设施，使OV7670摄像 头模板收集的数字影响，传输至STM32单片设施械当做主控制芯片进行光学字符影像识 别处理，并进行计算和记录；并将计算的过程和结果输出到LCD液晶显示屏上最终能 够获得一种高效率、高准确度、自动化的拍照式电脑这种基于单片机的拍照式电脑，可 以实现数值计算的全自动化，可以应用于 上，代替原来的电脑关键字影像识别；STM32单片机；自动化；高精确率AbstractThe photo calculator designed in this paper uses STM32 single chip microcomputer as the core controller. The digital images collected by ov7670 camera module are uploaded to STM32 single chip microcomputer as the main control chip for optical character image recognition, calculation and recording; And the calculation process and results are output to the LCD screen. Finally, we can get a high efficiency, high accuracy, automatic photo calculator. This kind of photo calculator based on MCU can realize the full automation of numerical calculation, and can be applied to mobile phones to replace the original calculator.Keywords image recognition STM32 microcontrollerautomation high accuracy摘要 IIAbstract1绪论 11.1研究背景及意义 11.2开展历程 11.3研究拟解决的主要问题 11.4设计说明书的行文安排 22系统的设计方案 32. 1总体设计思路 32. 2主要模块的设计原理 32. 2. 1电源模块 32. 2. 2单片机控制模块 32.2. 3摄像头模块 42. 2.4显示屏模块 42. 3其他重要元设施件 52.3. 1电解电容 52. 5. 2 JZ 晶振 62. 5. 3 KEY 按键 63硬件电路的设计与实现 83. 1单片机控制模块 83. 1. 1主控芯片 83. 1.2时钟电路 83. 1.3复位电路 93. 2摄像头模块 93. 3电源模块 103. 4显示屏模块 103. 5硬件电路原理图 114系统软件的设计与实现 124.1主程序设计流程图 125电路仿真与调试 1414141416175.1系统仿真设计..5. 2焊接 5.3实物硬件调试.・5.4系统程度能指标 总结 致谢 18参考文献 191绪论1.1研究背景及意义这段时间中国成长极为快速，单片机是电脑制作技艺急速成长下衍生出的结果，其具 有镶嵌式架构的处理体系，因此投身于单片机的探索从来都意义重大。

现在，其已被普及 的采取到国民金融体系设立、军工物品和普通电设施里，且电脑当做一类简单易上手的测 算机设施在人民日常里获得了广泛采用电脑是人民平常工作以及学习里的主要帮手，能 够协助他们精确迅速地计算大多数冗杂的信息因此创造一类好的电脑能够完成人民平常 的算数需要，为人民给予较大的便利然而，目前常用的电子电脑需要手工输入信息，其 计算效率和信息录入的准确度都较低，只适用于个人而不能满足大量快速的计算，现在选 择拍照式电脑可以实现数字自动化计算，也可以得到更加精确的计算结果这种电脑还可 以替换 里原来的电脑1.2开展历程Mi原始成长电脑是最开始的计算设施械，比方：古代印加人采取一类名为奇普的结绳记事的 方式，以此来算数以及记录事实其采取众多颜料的绳结制成的古希腊人的安提凯希拉 装置,我国的算盘等近代成长开始时期的电脑是纯手动式，像算盘、算筹一类别算盘一般是用可动的圆珠做 成在欧美地区，算盘在印度阿拉伯数字广泛应用前采用了好几个时代，而且在近现代我国 的记录以及商业范围还有普遍采用之后有了机械电脑十七世纪开始，欧美国家的计算设 施械产生了极大的进步，英国数学家纳皮尔发现的〃纳皮尔算筹〃，英国牧师奥却德率先知 晓了计圆柱类对数算尺。

一六九死年，莱布尼兹(Leibniz)在德国把它升级为能够实施 乘除的算数之后，直到二十世纪五十年代后期才产生了电子电脑十九世纪，巴贝奇把 计算设施械的理念向前推进，想要创造首个能够编码的电脑，然而他创造的设施械过重， 所以不能采取二十世纪，二十世纪七十年代初，微处理工具技艺被采取到电脑制造开 始的微处理工具是Intel在一九七一年给日本叫做Busicom ( )的电脑企业创造的，一九七二年惠普设计了首个掌上科学电脑HP-35o1.3研究拟解决的主要问题该系统以STM32单片机为控制中心，采取OV7670摄像头，在OV7670摄像头 完 影像传递至STM32单片机，最后采取STM32单片机计算出结果送到LED显示屏上，本 设计拟解决的主要问题有：(1) 把OV7670摄像头 的影像传输至STM32单片机；(2) 采取STM32单片机完成影像识别和计算；(3) 将计算得到的结果传输到显示屏上；(4) 完成印刷体的影像识别；(5) 可实现加减乘除的运算；1.4设计说明书的行文安排根据设计内容，此说明书由六个方面组成第一组成为论文绪论，首要说明此次研究 的环境、目标和含义以及亟待处理的困难；第二局部是该系统的总体设计方案，将介绍组 成这个系统的主要模块，并对其进行综合分析；第三局部是构成系统的硬件电路，具体介 绍了各个模块所对应的电路组成，包括元设施件的功能及选取标准；第四局部介绍构成系 统的软件电路，即开发环境、软件局部执行指令的流程图和确保实物能够实现功能的电路 仿真设计；第五局部是焊接与调试过程，包含了在焊接过程中对局部模块做出的改良，和 在焊接完成后对整体电路进行的调试和功能检测；最后一局部对本次设计进行了总结，以 设计过程中出现的问题、对应问题的解决方法和对于以后设计的启发收尾，并得出心得与 体会。

2系统的设计方案2.1总体设计思路拍照式电脑系统由电源模块、单片机控制模块、摄像头模块、LED指示灯模块、按键 模块和OLED显示屏模块组成本系统为手动模式，在连接电源之后，指示灯首先亮起，然后对焦，在得到清晰的画 面之后将屏幕中两条蓝线对准数字数字识别之后，系统将数字算式传输给单片机，在大 概5-6秒后显示屏上会显示结果再等待5秒左右就行开始下一组计算该系统的整体控制框图如图2-1所示图2.1系统整体控制框图2.2主要模块的设计原理电源模块电源模块采用了电源适配设施，可以将交流电通过降压、整流以及稳压操作后，以直 流电的形式输出到电路中 的充电设施就是典型的电源适配设施电源适配设施在供电过程中，要求能够在某个固定的地方，较长时间地提供稳定的电 源电子技艺的日益成熟使得电源适配设施的本钱一再降低，市面上同种型号的电源适配 设施都有其固定的输出电压和额定功率，因而无法到达类似像通过串联电池形成电池组来 调整输出电压和额定功率的效果本次设计的基于单片机的拍照式电脑，经分析认为直流电源适配设施符合本次设计的 要求，可以当做整个系统的供电装置单片机控制模块大多数系统中的控制模块在接收到感应设施产生的触发信号时，需要对这些信号进行处理并输出到其他模块，从而实时控制其他模块有序稳定地进行工作。

综合考虑到该系统 的硬件电路设计，控制模块需完成收集、处理数字信号的任务，需要进行数模转换，最终 输出数字结果，因此本次设计选用能够实高速处理运行能力的控制芯片本次设计采用的是微控制设施MCU电路微控制设施MCU集成了 RAM、ROM等 部件，广泛应用于低本钱消费电子行业及与控制有关的信息处理领域编写的控制程序由 特殊的烧录工具存储到ROM中，在运行时能够快速读取最早的微控制工具一般为单片 机，其把种种微小电脑镶嵌集至某个芯片里，然后为了把新型镶嵌式架构较好地在掌控层 而展示他的能力，单片机中不同功能的电路单元被不断地扩展，因而现在的单片机一般都 被称为微控制设施STM32类别以特别为需要高程度能、低消耗、低消耗的镶嵌类应用作 根底特别设计的ARMCortex-M3内核以能力归类为两种不一样的类别：STM32F103"增 强型”类别以及STM32F101 “根底型”类别STM32单片机增强型类别时钟频率由七十 二兆赫兹，是相似产物里功能最好的产物;但根底型时钟频率是三十六兆赫兹，程度能不 及增强型在这里，本设计所需要的单片机是程度能更高的，所以选择STM32F103-增强 型,，摄像头模块整个系统设计中，摄像头模板是收到外部数字的组成。

CameraModule （摄像头模块） 用于基于摄像头辅助驾驶和自动驾驶功能的仿真和验证它是Sensor Simulation （感应设施仿 真）的主要构成成分此软件板块以成像芯片的光传输以及计算理论为根底，到达了摄像头的 模仿此模板对摄像头感应设施实施真正的、以物理的仿真为根底，且给予了很多配置选择. 不仅如此，他也能够采取API扩展摄像头仿真的能力，采取到信息管理计算方式，包括自定义 模型0V影像感应设施应用特别的感应设施技艺，根据降低甚至去除光学以及电子缺点像固 定图案噪声、托尾、浮散等，增强影像品质，获得庆祝的稳固的彩色影像OV7670是OV （OmniVision）企业出产的CMOSVGA影像感应设施此感应设施占地小、 作业电压小，有着单片VGA摄像头以及影像处理设施的一切能力OV7620与OV7670根本信息一样，然而OV7670的像素输出格式是RGB565,但OV7620 的像素输出格式是YUV422,所表现为就是OV7670识别更加清楚，而OV7620所识别更 加快捷，更全面本设计是基于单片机的拍照式电脑，首要的识别正确，保证算式的正确 程度之后才能要求全面快捷因此此研究务必具备OV7670摄像头。

此处采取的是有FIFO的摄像头，有FIFO的摄像头比没有FIFO的摄像头多出3M的 存储，因此单片机的收集速率就无需如此快，所以能够降低对单片机收集影像信息时对 MCU速度的要求，这样的话单片机收集的算式信息就可以正确显示屏模块该系统所涉及到显示屏模块是接受输出后的信息，最后呈现在我们的面前此处采取的TFT-LCD液晶屏幕是薄膜晶体管型液晶屏幕，也可以叫做“真彩” （TFT）TFT液晶 给所有像素均具有独立的半导体控制设施，所有像素均能够根据点脉冲实施掌控，所以所 有节点均比拟独特，且能够持续处理，不只增强了显示屏的响应速率，还能够精准掌控显 示颜色，因此TFT液晶的颜色真实TFT液晶显示屏的好处是亮度高、比照度强、具有层 次感、色彩多样，然而也具有着耗电高以及花费多的缺陷TFT液晶技艺提高了 显示 屏的成长最新的智能 里大多均能够采取6553。