LVGL简易计算器实战

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项目效果：

这个项目是一个基于 LVGL（Light and Versatile Graphics Library） 的简单计算器，实现了基本四则运算（含括号）的表达式求值，支持界面输入、清除和计算结果显示功能。

我将把项目分为以下几个文件进行组织，并添加详细注释，便于维护和扩展：

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📁 文件结构建议

calculator_project/
├── main.c                // 主函数入口
├── ui.c                  // LVGL 界面实现
├── ui.h                  // 界面头文件
├── eval.c                // 表达式求值模块
├── eval.h                // 求值函数声明
└── CMakeLists.txt / Makefile（视构建工具而定）

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🔹 eval.h 表达式求值头文件

#ifndef EVAL_H
#define EVAL_H// 表达式求值主接口
double eval_expression(const char *expr);#endif // EVAL_H

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🔹 eval.c 表达式求值实现文件（带详细注释）

#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "eval.h"#define STACK_SIZE 64// 数字栈结构
typedef struct {double data[STACK_SIZE];int top;
} NumStack;// 运算符栈结构
typedef struct {char data[STACK_SIZE];int top;
} OpStack;// 数字栈操作
void num_push(NumStack *s, double val) { s->data[++s->top] = val; }
double num_pop(NumStack *s) { return s->data[s->top--]; }// 运算符栈操作
void op_push(OpStack *s, char op) { s->data[++s->top] = op; }
char op_pop(OpStack *s) { return s->data[s->top--]; }
char op_peek(OpStack *s) { return s->data[s->top]; }// 获取运算符优先级
int precedence(char op) {switch (op) {case '(': return 0;case '+':case '-': return 1;case '*':case '/': return 2;default: return -1;}
}// 执行单个操作符计算
void apply_operator(NumStack *nums, char op) {double b = num_pop(nums);double a = num_pop(nums);double res = 0;switch (op) {case '+': res = a + b; break;case '-': res = a - b; break;case '*': res = a * b; break;case '/': res = (b == 0) ? 0 : a / b; break; // 简单处理除零}num_push(nums, res);
}// 表达式求值主函数
double eval_expression(const char *expr) {NumStack nums = {.top = -1};OpStack ops = {.top = -1};char token[32];while (*expr) {if (isspace(*expr)) {expr++;} else if (isdigit(*expr) || *expr == '.') {int j = 0;while (isdigit(*expr) || *expr == '.') {token[j++] = *expr++;}token[j] = '\0';num_push(&nums, atof(token)); // 转为 double 后压入数字栈} else if (*expr == '(') {op_push(&ops, *expr++);} else if (*expr == ')') {while (ops.top != -1 && op_peek(&ops) != '(') {apply_operator(&nums, op_pop(&ops));}op_pop(&ops); // 弹出 '('expr++;} else if (strchr("+-*/", *expr)) {while (ops.top != -1 && precedence(op_peek(&ops)) >= precedence(*expr)) {apply_operator(&nums, op_pop(&ops));}op_push(&ops, *expr++);} else {expr++; // 非法字符跳过}}while (ops.top != -1) {apply_operator(&nums, op_pop(&ops));}return nums.data[0]; // 返回栈顶值为最终结果
}

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🔹 ui.h 界面头文件

#ifndef UI_H
#define UI_Hvoid create_calculator_ui(void);  // 创建 UI 主函数#endif // UI_H

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🔹 ui.c 界面实现文件

#include "lvgl.h"
#include "ui.h"
#include "eval.h"  // 调用表达式求值
#include <stdio.h>
#include <string.h>static lv_obj_t * ta;  // 输入框全局指针// 按钮标签布局
static const char * btnm_map[] = {"7", "8", "9", "/", "\n","4", "5", "6", "*", "\n","1", "2", "3", "-", "\n","0", ".", "=", "+", "\n","(", ")", "C", ""
};// 按钮点击事件处理函数
static void btnm_event_cb(lv_event_t * e) {lv_event_code_t code = lv_event_get_code(e);lv_obj_t * obj = lv_event_get_target(e);const char * txt = lv_btnmatrix_get_btn_text(obj, lv_btnmatrix_get_selected_btn(obj));if (code == LV_EVENT_VALUE_CHANGED) {if (strcmp(txt, "=") == 0) {const char * expr = lv_textarea_get_text(ta);double result = eval_expression(expr); // 求值char buf[32];snprintf(buf, sizeof(buf), "%.4f", result); // 保留4位小数lv_textarea_set_text(ta, buf);} else if (strcmp(txt, "C") == 0) {lv_textarea_set_text(ta, "");  // 清空输入框} else {lv_textarea_add_text(ta, txt); // 添加字符}}
}// 创建计算器界面
void create_calculator_ui(void) {// 容器居中并设置垂直布局lv_obj_t * cont = lv_obj_create(lv_scr_act());lv_obj_set_size(cont, 240, 320);lv_obj_center(cont);lv_obj_set_flex_flow(cont, LV_FLEX_FLOW_COLUMN);lv_obj_set_flex_align(cont, LV_FLEX_ALIGN_CENTER, LV_FLEX_ALIGN_CENTER, LV_FLEX_ALIGN_CENTER);// 输入框ta = lv_textarea_create(cont);lv_obj_set_width(ta, 220);lv_textarea_set_one_line(ta, true);lv_textarea_set_placeholder_text(ta, "0");// 按钮矩阵lv_obj_t * btnm = lv_btnmatrix_create(cont);lv_btnmatrix_set_map(btnm, btnm_map);lv_obj_set_size(btnm, 220, 200);lv_obj_add_event_cb(btnm, btnm_event_cb, LV_EVENT_ALL, NULL);
}

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🔹 main.c 主函数入口

#include "lvgl.h"
#include "ui.h"int main(void) {lv_init();  // 初始化 LVGL// 这里需要根据平台初始化显示、输入设备// lv_port_disp_init();// lv_port_indev_init();create_calculator_ui();  // 创建计算器界面while (1) {lv_timer_handler();  // LVGL 主循环usleep(5000);        // 延时 5 ms（可根据平台调整）}return 0;
}

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✅ 总结

这个项目完整实现了一个简洁的嵌入式图形界面计算器：

• 使用 栈结构 + 中缀表达式求值算法 解析和计算表达式；
• 使用 LVGL 图形库实现可点击界面与输入框；
• 代码 结构清晰、注释详细，适合嵌入式 UI 项目入门；

如果你还需要增加函数功能（比如 pow, sqrt 等），可以在 eval.c 中扩展 apply_operator 并修改解析器。

计算器界面优化：

void create_calculator_ui(void) {// 设置屏幕背景为浅灰色lv_obj_set_style_bg_color(lv_scr_act(), lv_palette_lighten(LV_PALETTE_GREY, 4), 0);// 创建主容器lv_obj_t * cont = lv_obj_create(lv_scr_act());lv_obj_set_size(cont, 260, 340);lv_obj_center(cont);lv_obj_set_flex_flow(cont, LV_FLEX_FLOW_COLUMN);lv_obj_set_flex_align(cont, LV_FLEX_ALIGN_CENTER, LV_FLEX_ALIGN_CENTER, LV_FLEX_ALIGN_CENTER);lv_obj_set_style_pad_all(cont, 10, 0);lv_obj_set_style_radius(cont, 10, 0);lv_obj_set_style_bg_color(cont, lv_color_white(), 0);lv_obj_set_style_bg_opa(cont, LV_OPA_COVER, 0);lv_obj_set_style_shadow_width(cont, 8, 0);// 输入框ta = lv_textarea_create(cont);lv_obj_set_width(ta, lv_pct(100));lv_obj_set_height(ta, 50);lv_textarea_set_max_length(ta, 128);lv_textarea_set_one_line(ta, false);lv_textarea_set_placeholder_text(ta, "0");lv_textarea_set_align(ta, LV_TEXT_ALIGN_RIGHT);lv_textarea_set_text(ta, "");lv_obj_set_style_text_font(ta, &lv_font_montserrat_20, 0);lv_obj_set_style_radius(ta, 8, 0);lv_obj_set_style_bg_color(ta, lv_palette_lighten(LV_PALETTE_BLUE, 4), 0);lv_obj_set_style_text_color(ta, lv_color_white(), 0);// 按钮矩阵lv_obj_t * btnm = lv_btnmatrix_create(cont);lv_btnmatrix_set_map(btnm, btnm_map);lv_obj_set_size(btnm, lv_pct(100), 220);lv_obj_add_event_cb(btnm, btnm_event_cb, LV_EVENT_ALL, NULL);// 设置按钮样式static lv_style_t style_btn;lv_style_init(&style_btn);lv_style_set_radius(&style_btn, 4);lv_style_set_bg_opa(&style_btn, LV_OPA_COVER);lv_style_set_bg_color(&style_btn, lv_palette_lighten(LV_PALETTE_GREY, 2));lv_style_set_text_font(&style_btn, &lv_font_montserrat_18);lv_obj_add_style(btnm, &style_btn, LV_PART_ITEMS);// 获取 mapconst char ** map = lv_btnmatrix_get_map(btnm);uint16_t btn_cnt = 0;for (int i = 0; map[i] != NULL; i++) {btn_cnt++;}// 遍历按钮设置颜色for (uint16_t i = 0; i < btn_cnt; i++) {const char * label = map[i];if (strcmp(label, "=") == 0) {lv_btnmatrix_set_btn_ctrl(btnm, i, LV_BTNMATRIX_CTRL_CHECKABLE);lv_obj_set_style_bg_color(btnm, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREEN), LV_PART_ITEMS | LV_STATE_CHECKED);} else if (strcmp(label, "C") == 0) {lv_btnmatrix_set_btn_ctrl(btnm, i, LV_BTNMATRIX_CTRL_CHECKABLE);lv_obj_set_style_bg_color(btnm, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), LV_PART_ITEMS | LV_STATE_CHECKED);}}
}

运行效果：