Taschenrechner Grundrechenarten auf LCD (Lösung) – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

#include "LCDIC2.h"

// LCD Adresse/Namen festlegen
LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

String Eingabe;
String Rechnung;
float Ergebnis;
bool BuchstabeGefunden = false;
bool DivisionNull = false;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);
  delay(1000);

  // LCD einschalten
  lcd.begin();

  // Cursor "verstecken"
  lcd.setCursor(false);

  // Erklärung anzeigen Serieller Monitor
  Serial.println("Taschenrechner");
  Serial.println("_______________________");
  Serial.println("+\tAddition");
  Serial.println("-\tSubtraktion");
  Serial.println("*\tMultiplikation");
  Serial.println(":\tDivision");
  Serial.println("_______________________");

  // LCD
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("+ Addition");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("- Subtraktion");
  lcd.setCursor(0, 2);
  lcd.print("* Multiplikation");
  lcd.setCursor(0, 3);
  lcd.print(": Division");
}

void loop()
{
  String GleichZeichen = " = ";
  lcd.setCursor(0, 0);
  while (Serial.available() > 0)
  {
    // solange lesen, bis return \n = return eingegeben wurde
    Eingabe = Serial.readStringUntil('\n');

    lcd.clear();

    // Addition
    // "+" Zeichen suchen
    if (Eingabe.indexOf('+') > 0)
    {
      int PlusZeichen = Eingabe.indexOf('+');

      // erster Summand: von 0 bis zur Position des Pluszeichens
      String SummandEins = Eingabe.substring(0, PlusZeichen);

      // Leerzeichen entfernen
      SummandEins.trim();
      
      // für die Rechnung , durch . ersetzen
      SummandEins.replace(",", ".");

      // zweiter Summand: von der Position hinter dem Pluszeichen
      // bis zum letzten Zeichen
      String SummandZwei = Eingabe.substring(PlusZeichen + 1, Eingabe.length());

      // Leerzeichen entfernen
      SummandZwei.trim();

      // für die Rechnung , durch . ersetzen
      SummandZwei.replace(",", ".");

      // rechnen
      Ergebnis = SummandEins.toFloat() + SummandZwei.toFloat();

      // prüfen, ob Ergebnis eine natürliche Zahl
      String StringPruefen = NullEntfernen(String(Ergebnis));

      // String Rechnung "zusammenbauen"
      Rechnung = SummandEins + " + " + SummandZwei + GleichZeichen + String(StringPruefen);

      Rechnung.replace(".", ",");

      BuchstabeGefunden = BuchstabeSuchen(SummandEins + SummandZwei);
    }

    // Subtraktion
    // "-" Zeichen suchen
    if (Eingabe.indexOf('-') > 0)
    {
      int MinusZeichen = Eingabe.indexOf('-');

      // Minuend: von 0 bis zur Position des Minuszeichens
      String Minuend = Eingabe.substring(0, MinusZeichen);

      // Leerzeichen entfernen
      Minuend.trim();

      // für die Rechnung , durch . ersetzen
      Minuend.replace(",", ".");

      // Subtrahend: von der Position hinter dem Minuszeichen
      // bis zum letzten Zeichen
      String Subtrahend = Eingabe.substring(MinusZeichen + 1, Eingabe.length());

      // Leerzeichen entfernen
      Subtrahend.trim();

      // für die Rechnung , durch . ersetzen
      Subtrahend.replace(",", ".");

      // rechnen
      Ergebnis = Minuend.toFloat() - Subtrahend.toFloat();

      // prüfen, ob Ergebnis eine natürliche Zahl
      String StringPruefen = NullEntfernen(String(Ergebnis));

      // String Rechnung "zusammenbauen"
      Rechnung = Minuend + " - " + Subtrahend + GleichZeichen + String(StringPruefen);
      Rechnung.replace(".", ",");

      // nach Buchstaben suchen
      BuchstabeGefunden = BuchstabeSuchen(Subtrahend + Minuend);
    }

    // Multiplikation
    // "*" Zeichen suchen
    if (Eingabe.indexOf('*') > 0)
    {
      int MalZeichen = Eingabe.indexOf('*');

      // erster Faktor: von 0 bis zur Position des Malzeichens
      String FaktorEins = Eingabe.substring(0, MalZeichen);

      // Leerzeichen entfernen
      FaktorEins.trim();

      // für die Rechnung , durch . ersetzen
      FaktorEins.replace(",", ".");

      // zweiter Faktor: von der Position hinter dem Malzeichen
      // bis zum letzten Zeichen
      String FaktorZwei = Eingabe.substring(MalZeichen + 1, Eingabe.length());

      // Leerzeichen entfernen
      FaktorZwei.trim();

      // für die Rechnung , durch . ersetzen
      FaktorZwei.replace(",", ".");

      // rechnen
      Ergebnis = FaktorEins.toFloat() * FaktorZwei.toFloat();

      // prüfen, ob Ergebnis eine natürliche Zahl
      String StringPruefen = NullEntfernen(String(Ergebnis));

      // String Rechnung "zusammenbauen"
      Rechnung = FaktorEins + " * " + FaktorZwei + GleichZeichen + String(StringPruefen);
      Rechnung.replace(".", ",");
    }

    // Division
    // ":" Zeichen suchen
    if (Eingabe.indexOf(':') > 0)
    {
      int GeteiltZeichen = Eingabe.indexOf(':');
      // Dividend: von 0 bis zur Position des Geteiltzeichens
      String Dividend = Eingabe.substring(0, GeteiltZeichen);

      // Leerzeichen entfernen
      Dividend.trim();

      Dividend.replace(",", ".");

      // Divisor: von der Position hinter dem Geteiltzeichen
      // bis zum letzten Zeichen
      String Divisor = Eingabe.substring(GeteiltZeichen + 1, Eingabe.length());

      // Leerzeichen entfernen
      Divisor.trim();
      Divisor.replace(",", ".");

      /* String Rechnung "zusammenbauen"
         Besonderheit: das Ergebnis einer Division kann eine Kommazahl sein
         -> Datentyp float -> Kommazahlen
         Ergebnis zeigt nur 2 Nachkommastellen
      */

      // Division durch 0 nicht möglich
      if (Divisor == "0")
      {
        DivisionNull = true;

        // String Rechnung ohne Ergebnis "zusammenbauen"
        Rechnung = Dividend + " : " + Divisor + GleichZeichen;
      }

      // Divisor != 0 -> rechnen
      else
      {
        Ergebnis = Dividend.toFloat() / Divisor.toFloat();
        String StringPruefen = NullEntfernen(String(Ergebnis));

        // String Rechnung "zusammenbauen"
        Rechnung = Dividend + " : " + Divisor + GleichZeichen + String(StringPruefen);
        BuchstabeGefunden = BuchstabeSuchen(Dividend + Divisor);

        // . durch , ersetzen
        Rechnung.replace(".", ",");
      }
    }

    // wenn kein Buchstabe gefunden wurde oder Divisor != 0 -> Rechnung ausgeben
    if (!BuchstabeGefunden && !DivisionNull) RechnungAusgeben();

    // Division durch 0 -> Meldung anzeigen
    if (DivisionNull)
    {
      Serial.println(Rechnung);
      Serial.println("Division durch 0 ist verboten ;-)");
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print(Rechnung);
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("Divison durch 0");
      lcd.setCursor(0, 2);
      lcd.print("ist verboten ;-)");
    }

    // Buchstabe eingegeben -> Meldung anzeigen
    if (BuchstabeGefunden)
    {
      Rechnung = Rechnung.substring(0, Rechnung.indexOf('='));
      Serial.println(Rechnung);
      Serial.println("Buchstaben sind nicht erlaubt ;-)");
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print(Rechnung);
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("Buchstaben sind ");
      lcd.setCursor(0, 2);
      lcd.print("nicht erlaubt ;-)");
    }

    // Eingaben löschen, Fehlervariablen auf false setzen
    Rechnung = "";
    Eingabe = "";
    DivisionNull = false;
    BuchstabeGefunden = false;
  }
}

void RechnungAusgeben()
{
  // Ausgabe Serieller Monitor
  Serial.println(Rechnung);

  // Ausgabe LCD
  lcd.clear();

  // Ergebnis zu String umwandeln, damit die Länge bestimmt werden kann
  String LaengeErgebnis = String(Ergebnis);

  lcd.setCursor(0, 0);
  int laenge = Rechnung.length();

  // wenn die Länge der Rechnung > 20
  if (laenge > 20)
  {
    // Position des =-Zeichen bestimmen
    int GleichZeichen = Rechnung.indexOf('=');

    // Rechnung bis =-Zeichen anzeigen
    lcd.print(Rechnung.substring(0, GleichZeichen + 1 ));

    // Ergebnis anzeigen
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(Rechnung.substring(GleichZeichen + 2, Rechnung.length()));
  }

  // Rechnung passt in eine Zeile
  else lcd.print(Rechnung);
}

bool BuchstabeSuchen(String Pruefen)
{
  bool BuchstabeGefunden = false;

  // wenn das Zeichen im zu prüfenden String ein Buchstabe (isAlpha) ist
  // -> BuchstabeGefunden = true
  for (int i = 0; i < Pruefen.length(); i++)
  {
    if (isAlpha(Pruefen.charAt(i)))
    {
      BuchstabeGefunden = true;

      // nicht weiter suchen Schleife verlassen
      break;
    }
  }

  return BuchstabeGefunden;
}

String NullEntfernen(String PruefString)
{
  String TestString;
  PruefString.replace(" ", "");

  // wenn die letzten Ziffern 00 sind -> Ergebnis ist natürliche Zahl
  if (PruefString.indexOf(".00") > 0)
  {
    TestString = PruefString.substring(0, PruefString.indexOf(".00"));
  }
  else TestString = PruefString;

  return TestString;
}

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#include "LCDIC2.h"

// LCD Adresse/Namen festlegen

LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

String Eingabe;

String Rechnung;

float Ergebnis;

bool BuchstabeGefunden = false;

bool DivisionNull = false;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// auf serielle Verbindung warten

while (!Serial);

delay(1000);

// LCD einschalten

lcd.begin();

// Cursor "verstecken"

lcd.setCursor(false);

// Erklärung anzeigen Serieller Monitor

Serial.println("Taschenrechner");

Serial.println("_______________________");

Serial.println("+\tAddition");

Serial.println("-\tSubtraktion");

Serial.println("*\tMultiplikation");

Serial.println(":\tDivision");

Serial.println("_______________________");

// LCD

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("+ Addition");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("- Subtraktion");

lcd.setCursor(0, 2);

lcd.print("* Multiplikation");

lcd.setCursor(0, 3);

lcd.print(": Division");

}

void loop()

{

String GleichZeichen = " = ";

lcd.setCursor(0, 0);

while (Serial.available() > 0)

{

// solange lesen, bis return \n = return eingegeben wurde

Eingabe = Serial.readStringUntil('\n');

lcd.clear();

// Addition

// "+" Zeichen suchen

if (Eingabe.indexOf('+') > 0)

{

int PlusZeichen = Eingabe.indexOf('+');

// erster Summand: von 0 bis zur Position des Pluszeichens

String SummandEins = Eingabe.substring(0, PlusZeichen);

// Leerzeichen entfernen

SummandEins.trim();

// für die Rechnung , durch . ersetzen

SummandEins.replace(",", ".");

// zweiter Summand: von der Position hinter dem Pluszeichen

// bis zum letzten Zeichen

String SummandZwei = Eingabe.substring(PlusZeichen + 1, Eingabe.length());

// Leerzeichen entfernen

SummandZwei.trim();

// für die Rechnung , durch . ersetzen

SummandZwei.replace(",", ".");

// rechnen

Ergebnis = SummandEins.toFloat() + SummandZwei.toFloat();

// prüfen, ob Ergebnis eine natürliche Zahl

String StringPruefen = NullEntfernen(String(Ergebnis));

// String Rechnung "zusammenbauen"

Rechnung = SummandEins + " + " + SummandZwei + GleichZeichen + String(StringPruefen);

Rechnung.replace(".", ",");

BuchstabeGefunden = BuchstabeSuchen(SummandEins + SummandZwei);

}

// Subtraktion

// "-" Zeichen suchen

if (Eingabe.indexOf('-') > 0)

{

int MinusZeichen = Eingabe.indexOf('-');

// Minuend: von 0 bis zur Position des Minuszeichens

String Minuend = Eingabe.substring(0, MinusZeichen);

// Leerzeichen entfernen

Minuend.trim();

// für die Rechnung , durch . ersetzen

Minuend.replace(",", ".");

// Subtrahend: von der Position hinter dem Minuszeichen

// bis zum letzten Zeichen

String Subtrahend = Eingabe.substring(MinusZeichen + 1, Eingabe.length());

// Leerzeichen entfernen

Subtrahend.trim();

// für die Rechnung , durch . ersetzen

Subtrahend.replace(",", ".");

// rechnen

Ergebnis = Minuend.toFloat() - Subtrahend.toFloat();

// prüfen, ob Ergebnis eine natürliche Zahl

String StringPruefen = NullEntfernen(String(Ergebnis));

// String Rechnung "zusammenbauen"

Rechnung = Minuend + " - " + Subtrahend + GleichZeichen + String(StringPruefen);

Rechnung.replace(".", ",");

// nach Buchstaben suchen

BuchstabeGefunden = BuchstabeSuchen(Subtrahend + Minuend);

}

// Multiplikation

// "*" Zeichen suchen

if (Eingabe.indexOf('*') > 0)

{

int MalZeichen = Eingabe.indexOf('*');

// erster Faktor: von 0 bis zur Position des Malzeichens

String FaktorEins = Eingabe.substring(0, MalZeichen);

// Leerzeichen entfernen

FaktorEins.trim();

// für die Rechnung , durch . ersetzen

FaktorEins.replace(",", ".");

// zweiter Faktor: von der Position hinter dem Malzeichen

// bis zum letzten Zeichen

String FaktorZwei = Eingabe.substring(MalZeichen + 1, Eingabe.length());

// Leerzeichen entfernen

FaktorZwei.trim();

// für die Rechnung , durch . ersetzen

FaktorZwei.replace(",", ".");

// rechnen

Ergebnis = FaktorEins.toFloat() * FaktorZwei.toFloat();

// prüfen, ob Ergebnis eine natürliche Zahl

String StringPruefen = NullEntfernen(String(Ergebnis));

// String Rechnung "zusammenbauen"

Rechnung = FaktorEins + " * " + FaktorZwei + GleichZeichen + String(StringPruefen);

Rechnung.replace(".", ",");

}

// Division

// ":" Zeichen suchen

if (Eingabe.indexOf(':') > 0)

{

int GeteiltZeichen = Eingabe.indexOf(':');

// Dividend: von 0 bis zur Position des Geteiltzeichens

String Dividend = Eingabe.substring(0, GeteiltZeichen);

// Leerzeichen entfernen

Dividend.trim();

Dividend.replace(",", ".");

// Divisor: von der Position hinter dem Geteiltzeichen

// bis zum letzten Zeichen

String Divisor = Eingabe.substring(GeteiltZeichen + 1, Eingabe.length());

// Leerzeichen entfernen

Divisor.trim();

Divisor.replace(",", ".");

/* String Rechnung "zusammenbauen"

Besonderheit: das Ergebnis einer Division kann eine Kommazahl sein

-> Datentyp float -> Kommazahlen

Ergebnis zeigt nur 2 Nachkommastellen

// Division durch 0 nicht möglich

if (Divisor == "0")

{

DivisionNull = true;

// String Rechnung ohne Ergebnis "zusammenbauen"

Rechnung = Dividend + " : " + Divisor + GleichZeichen;

}

// Divisor != 0 -> rechnen

else

{

Ergebnis = Dividend.toFloat() / Divisor.toFloat();

String StringPruefen = NullEntfernen(String(Ergebnis));

// String Rechnung "zusammenbauen"

Rechnung = Dividend + " : " + Divisor + GleichZeichen + String(StringPruefen);

BuchstabeGefunden = BuchstabeSuchen(Dividend + Divisor);

// . durch , ersetzen

Rechnung.replace(".", ",");

}

// wenn kein Buchstabe gefunden wurde oder Divisor != 0 -> Rechnung ausgeben

if (!BuchstabeGefunden && !DivisionNull) RechnungAusgeben();

// Division durch 0 -> Meldung anzeigen

if (DivisionNull)

{

Serial.println(Rechnung);

Serial.println("Division durch 0 ist verboten ;-)");

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(Rechnung);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Divison durch 0");

lcd.setCursor(0, 2);

lcd.print("ist verboten ;-)");

}

// Buchstabe eingegeben -> Meldung anzeigen

if (BuchstabeGefunden)

{

Rechnung = Rechnung.substring(0, Rechnung.indexOf('='));

Serial.println(Rechnung);

Serial.println("Buchstaben sind nicht erlaubt ;-)");

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(Rechnung);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Buchstaben sind ");

lcd.setCursor(0, 2);

lcd.print("nicht erlaubt ;-)");

}

// Eingaben löschen, Fehlervariablen auf false setzen

Rechnung = "";

Eingabe = "";

DivisionNull = false;

BuchstabeGefunden = false;

}

void RechnungAusgeben()

{

// Ausgabe Serieller Monitor

Serial.println(Rechnung);

// Ausgabe LCD

lcd.clear();

// Ergebnis zu String umwandeln, damit die Länge bestimmt werden kann

String LaengeErgebnis = String(Ergebnis);

lcd.setCursor(0, 0);

int laenge = Rechnung.length();

// wenn die Länge der Rechnung > 20

if (laenge > 20)

{

// Position des =-Zeichen bestimmen

int GleichZeichen = Rechnung.indexOf('=');

// Rechnung bis =-Zeichen anzeigen

lcd.print(Rechnung.substring(0, GleichZeichen + 1 ));

// Ergebnis anzeigen

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(Rechnung.substring(GleichZeichen + 2, Rechnung.length()));

}

// Rechnung passt in eine Zeile

else lcd.print(Rechnung);

}

bool BuchstabeSuchen(String Pruefen)

{

bool BuchstabeGefunden = false;

// wenn das Zeichen im zu prüfenden String ein Buchstabe (isAlpha) ist

// -> BuchstabeGefunden = true

for (int i = 0; i < Pruefen.length(); i++)

{

if (isAlpha(Pruefen.charAt(i)))

{

BuchstabeGefunden = true;

// nicht weiter suchen Schleife verlassen

break;

}

return BuchstabeGefunden;

}

String NullEntfernen(String PruefString)

{

String TestString;

PruefString.replace(" ", "");

// wenn die letzten Ziffern 00 sind -> Ergebnis ist natürliche Zahl

if (PruefString.indexOf(".00") > 0)

{

TestString = PruefString.substring(0, PruefString.indexOf(".00"));

}

else TestString = PruefString;

return TestString;

}

Letzte Aktualisierung: Jan. 2, 2026 @ 10:11