Arduino 串口简易计算器：两数四则运算演示

项目简介

仅需一块 Arduino 开发板（Uno/Nano/Mega/Leonardo/Due/Yún/101 均可），通过串口监视器输入形如 `2+3`、`8*2`、`7-3`、`10/2` 的算式（无空格），即可得到计算结果。适合初学者理解串口解析、`switch-case` 与基本数据类型。

硬件连接

无需任何外接元件，仅将 Arduino 通过 USB 连接电脑即可。原理图仅为示意：

代码逻辑解析

/* 串口计算器
 * 接收格式：数字1 + 运算符 + 数字2（如 2+3）
 * 支持 + - * /，整数运算，除法取整
 */
long number1, number2, result;
char calSignal;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Send me a calculation");
  Serial.println("E.G. : 2+3");
  Serial.println();
}

void loop() {
  while (Serial.available() > 0) {
    number1 = Serial.parseInt();   // 解析第一个整数
    calSignal = Serial.read();     // 读取运算符
    number2 = Serial.parseInt();   // 解析第二个整数
    calculate();                   // 执行运算
    Serial.print("Result = ");
    Serial.println(result);
    Serial.println();
    Serial.println("Next calculation, please");
    Serial.println();
  }
}

void calculate() {
  switch (calSignal) {
    case '+': result = number1 + number2; break;
    case '-': result = number1 - number2; break;
    case '*': result = number1 * number2; break;
    case '/': result = (number2 != 0) ? number1 / number2 : 0; break; // 防除零
    default:
      Serial.println("INVALID OPERATION");
      result = 0;
  }
}

关键点说明

• Serial.parseInt()：自动跳过非数字字符，解析连续数字为长整型，支持多位数。
• Serial.read()：读取运算符字符（ASCII）。
• 原代码中 `case '+'` 重复三次为笔误，已修正为 `+ - * /` 四分支。
• 除法为整数除法，结果向零取整；已加入除零保护。
• 若需支持浮点数，可改用 `Serial.parseFloat()` 并将变量改为 `float`。

进阶拓展建议

• 加入 LCD1602/I2C OLED 显示结果，脱离电脑独立运行。
• 接 4×4 矩阵键盘 + 显示屏，做成真正的手持计算器（参考项目 1005016762 的模拟量按键方案）。
• 支持括号、幂运算、连续表达式解析（需实现表达式树或逆波兰表达式算法）。
• 结合蓝牙/串口透传模块，手机端 App 输入算式，Arduino 返回结果。

常见问题

输入后无反应？

检查串口监视器波特率是否 9600，发送模式选“无换行”或“回车”，输入格式严格遵循“数字+运算符+数字”无空格。

结果异常？

确认 `parseInt` 正确解析：若输入 `12+3`，`number1=12`，`calSignal='+'`，`number2=3`。

负数支持？

当前 `parseInt` 支持负号，如 `-5+2` 可正常工作。