“OpenRPNCalc 是一款基于 STM32 微控制器的科學(xué)計(jì)算器。”

Made with KiCad 系列將支持新的展示方式。直接將以下鏈接復(fù)制到瀏覽器中(或點(diǎn)擊“閱讀原文”)： https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage?xmlId=9997dae8-02b9-47ca-b5cf-887b5f7bc010&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F9997dae8-02b9-47ca-b5cf-887b5f7bc010.zip 即可動(dòng)態(tài)查看設(shè)計(jì)的原理圖、PCB、3D 及 BOM，查詢?cè)O(shè)計(jì)中器件、走線、焊盤(pán)的屬性詳情。還可以在原理圖中與AI小助手互動(dòng)，幫您更高效地學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)： 概覽

OpenRPNCalc 是一款基于 STM32 微控制器的科學(xué)計(jì)算器。其源代碼、原理圖和 PCB 設(shè)計(jì)文件均以開(kāi)放許可的方式發(fā)布。其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一個(gè)具有以下功能的硬件平臺(tái)：

無(wú)需特殊工具即可復(fù)制（最好也不需要 3D 打印機(jī)），僅使用 PCB 板廠生產(chǎn)的電路板

可定制鍵盤(pán)，以滿足特定需求（如 RPN 或代數(shù)邏輯、定制功能等）

功耗低，電池壽命長(zhǎng)

高質(zhì)量、緊湊、堅(jiān)固的外殼

這款計(jì)算器的硬件設(shè)計(jì)靈感來(lái)自 SwissMicros DM42 計(jì)算器（該計(jì)算器本身模仿著名的 HP-42），但它是從零開(kāi)始設(shè)計(jì)的。

功能特性

逆波蘭記數(shù)法（Reverse Polish notation）：采用大容量棧（最多可容納100個(gè)元素）進(jìn)行計(jì)算

雙精度算術(shù)

“標(biāo)準(zhǔn)"科學(xué)計(jì)算器函數(shù)（三角函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、平方根函數(shù)和冪函數(shù)）

誤差函數(shù) (erf) 及其反函數(shù) (erfinv)、伽馬函數(shù)和 log(Gamma) 函數(shù)、組合和排列、泊松分布、高斯分布和卡方分布的 p 值

固定、科學(xué)（SCI）和工程（ENG）顯示模式（包括 ENG 模式中的 SI 前綴），精度從 3 位到 10 位可調(diào)

使用誤差傳播進(jìn)行不確定性計(jì)算（UNCERT 模式）：這在軟件計(jì)算器中很少見(jiàn)，在硬件計(jì)算器中幾乎聞所未聞

相對(duì)論運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：包括質(zhì)心系下二體衰變動(dòng)量的計(jì)算、角度與偽快速度之間的轉(zhuǎn)換、貝塔因子（beta）和伽馬因子（gamma）的計(jì)算等

100 個(gè)存儲(chǔ)寄存器

待機(jī)模式下，液晶顯示屏打開(kāi)時(shí)的功耗為 ~16 uA，液晶顯示屏關(guān)閉時(shí)的功耗為 1-2 uA。

硬件概覽

該計(jì)算器基于低功耗32位ARM微控制器STM32L476構(gòu)建，工作頻率為16 MHz。顯示屏采用夏普Memory LCD模塊LS027B7DH01（400×240像素單色屏）。鍵盤(pán)使用輕觸式觸覺(jué)開(kāi)關(guān)，具體型號(hào)為松下EVPBT1C4A000（觸發(fā)力度50g）。所有電子元件由一枚3V鋰電池（CR2016）供電，可支持?jǐn)?shù)年運(yùn)行。

外殼采用多層PCB堆疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

前后面板為鋁基PCB，表面覆蓋白色阻焊層與黑色絲印標(biāo)識(shí)。

按鍵同樣由PCB制成，標(biāo)簽通過(guò)絲印工藝印制。

所有組件通過(guò)6個(gè)M2支架和12顆平頭螺絲固定，外殼尺寸為135×73×7毫米

外殼與裝配

使用 PCB 作為計(jì)算器的基本組件。最上面的三塊 PCB 是鋁基板（黑色絲印在白色阻焊上），最下面的是常見(jiàn)的 FR4 板（白色絲印在黑色阻焊上）。鋁基印刷電路板正常使用，而 FR4 PCB 則包含面板化按鍵焊盤(pán)（最左和最右兩塊板）以及幫助焊接按鍵的夾具部件（中間兩塊板），在組裝外殼前必須將它們與框架分離。

焊接治具組裝，由四塊0.8毫米厚板材（從下至上標(biāo)記為“A”至“D”）堆疊構(gòu)成，通過(guò)M3螺絲與螺母固定。邊緣的兩個(gè)凹槽用于固定鍵帽頂部，便于用銼刀修整郵票孔（PCB分板殘留毛邊）。頂部的兩個(gè)凹槽用于在焊接時(shí)精確定位鍵帽的上下部分。

焊接后的鍵帽：當(dāng)前版本使用3D打印墊片，通過(guò)卡扣固定在鍵帽底部孔位中。下一版本將改用松下開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)柄型號(hào)（無(wú)需額外墊片）。

外殼的兩部分結(jié)構(gòu)：

左側(cè)：包含主PCB、墊片、前面板、框架及按鍵。

右側(cè)：帶有兩個(gè)墊片的鍵盤(pán)PCB。前一版本鍵盤(pán)PCB存在設(shè)計(jì)缺陷（需手動(dòng)焊接飛線，圖中可見(jiàn)），新版文件已修復(fù)此問(wèn)題。

柔性排線連接與合蓋準(zhǔn)備：兩片PCB通過(guò)柔性排線連接，完成組裝后可閉合外殼。

ST-LINK接口、電源開(kāi)關(guān)與PCB層疊結(jié)構(gòu)特寫(xiě)：

原理圖 & PCB

原理圖

鍵盤(pán) Spacer 1 Spacer 2 MCU PCB Spacer 3 前面板 主框架 License CERN-OHL-P-2.0 license

倉(cāng)庫(kù) & 下載

可以在Github中獲取開(kāi)源倉(cāng)庫(kù)：

https://github.com/apoluekt/OpenRPNCalc

Baidu 下載：

注意：如果想第一時(shí)間收到 KiCad 內(nèi)容推送，請(qǐng)點(diǎn)擊下方的名片，按關(guān)注，再設(shè)為星標(biāo)。

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審核編輯 黃宇