基于STC89C52单片机的计算器

4X4矩阵键盘实现的计算器

一、功能

实现基本的两个整数加、减、乘、除运算，采用4X4矩阵键盘输入数据，结果由LCD1602显示。可以显示负数结果，并且还具有清除功能。该软件基于普中科技的HC6800_EM3 V2.2平台，微处理器为STC89C52单片机。

二、硬件电路图

硬件各个部分的电路图如下：

1、STC89C52单片机电路图

2、LCD1602显示电路图

3、矩阵键盘电路图

P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0

0123456

7

8

9

10(+)11(-)12(*)13(/)

14(=)15(CLR)

三、软件程序

1、LCD1602驱动程序

（1）LCD1602.c

#include #include

sbit LCD_RS = P2^6; sbit LCD_RW = P2^5; sbit LCD_EN = P2^7;

#define delayNOPs(); {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};

// 延时函数，延时大约1ms乘以n

void DelayNms(unsigned int n)

{

unsigned char x;

while(n--)

{

for(x=0; x<250; x++)

{

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

}

}

}

/***************************************************************************/

/* */

/* 检查LCD忙状态*/

/* 返回值为1时，表示忙，等待。返回值为0时，表示闲，可以写入指令与数据。*/ /* 读状态：RS=L，RW=H，E=H，D0-D7=状态字*/ /* */

/***************************************************************************/

bit Lcd1602_is_busy(void)

{

bit result;

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 1;

LCD_EN = 1;

delayNOPs(); // 保证使能脉冲的宽度

result = (bit)(P0&0x80);

LCD_EN = 0;

return(result);

}

/*******************************************************************/

/* */

/* 写指令到LCD */

/* RS=L，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=指令码*/

/* */

/*******************************************************************/

void Lcd_Write_Command(unsigned char cmd)

{

while(Lcd1602_is_busy());

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 0;

LCD_EN = 0;

P0 = cmd;

delayNOPs(); // 保证使能脉冲的宽度

LCD_EN = 1;

delayNOPs();

LCD_EN = 0;

}

/*******************************************************************/

/* */

/* 写显示数据到LCD */

/* RS=H，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=数据*/

/* */

/*******************************************************************/

void Lcd_Write_Data(unsigned char dat)

{

while(Lcd1602_is_busy());

LCD_RS = 1;

LCD_RW = 0;

LCD_EN = 0;

P0 = dat;

delayNOPs();

LCD_EN = 1;

delayNOPs();

LCD_EN = 0;

}

/*******************************************************************/

/* */

/* LCD初始化设定*/

/* */

/*******************************************************************/

void Init_Lcd1602(void)

{

DelayNms(15);

Lcd_Write_Command(0x38); // 设置成：16*2显示，5*7点阵，8位数据接口

DelayNms(5);

// Lcd_Write_Command(0x08); // 显示关闭

// DelayNms(5);

Lcd_Write_Command(0x0C); // 显示开，关光标

DelayNms(5);

Lcd_Write_Command(0x06); // 移动光标，输入方式从左到右

DelayNms(5);

Lcd_Write_Command(0x01); // 清除LCD的显示内容，数据指针清零，将光标撤回液晶显示屏的左上方DelayNms(5);

}

（2）LCD1602.h

void Lcd_Write_Command(unsigned char cmd);

void Lcd_Write_Data(unsigned char dat);

void Init_Lcd1602(void);

void DelayNms(unsigned int n);

2、矩阵键盘驱动程序

(1) 4X4KeyPad.c

#include

#include "LCD1602.h" // 要用到延时函数void DelayNms(unsigned char n);

#define key P1

unsigned char val = 16; // 获取的键值

#define KEY_NULL 0xFF // 后来加上的

// 键盘扫描函数

unsigned char key_scan(void)

{

unsigned char state,KeyTemp;

key = 0x0F;

if(key != 0x0F) // 如果有按键按下

{

state = key; // 记录第一次按键状态

DelayNms(10); // 延时去抖

if(key == state) // 判断按键状态是否和第一次一致

{

key = 0x0F; // 测试列，该行可屏蔽掉

switch(key)

{

case (0x07): K eyTemp = 0; break;

case (0x0B): KeyTemp = 1; break;

case (0x0D): KeyTemp = 2; break;

case (0x0E): KeyTemp = 3; break;

}

key = 0xF0; // 测试行

switch(key)

{

case (0x70): val = KeyTemp + 0; break;

case (0xB0): val = KeyTemp + 4; break;

case (0xD0): val = KeyTemp + 8; break;

case (0xE0): val = KeyTemp + 12; break;

}

while(key != 0xF0); // 等待松开按键

}

else

return (KEY_NULL);

}

else

return (KEY_NULL);

// else key = 0xFF; // 释放键盘总线

}

(2)4X4KeyPad.h

extern unsigned char key_scan(void);

extern unsigned char val;

#define KEY_NULL 0xFF

3、计算器计算和显示程序

（1）caculating and displaying.c

#include // sprintf语句用到

#include "LCD1602.h"

#include "4X4KeyPad.h"

unsigned char code table1[] = {"0123456789+-*/=C"};

bit number_key = 0; // 数字键

bit add_key = 0; // 加法键+ bit sub_key = 0; // 减法键-

bit multiply_key = 0; // 乘法键*

bit division_key = 0; // 除法键/

bit equal_key = 0; // 等于键=

bit clear_key = 0; // 清除键

double a=0,b=0,s=0; // a为计算的第一个数，b为第二个数，s为计算结果

// 必须定义为浮点，否则不能够保证计算精度

// 识别按键，置标记符

void Key_Recognition(void)

{

if(key_scan() != KEY_NULL) // 有按键按下时才置标志位和显示

{

if(val <= 9) number_key = 1;

if(val == 10) add_key = 1;

if(val == 11) sub_key = 1;

if(val == 12) multiply_key = 1;

if(val == 13) division_key = 1;

if(val == 14) equal_key = 1;

if(val == 15) clear_key = 1;

Lcd_Write_Data(table1[val]); // 显示按键对应的字符

}

}

// 计算被计算的两个数Gets the number of two to be calculated

void Get_Parameters_for_calculation(void)

{

if(equal_key != 1) // 没有按等号键才进入

{

if((add_key||sub_key||multiply_key||division_key) != 1) // 没有按下运算键（+-*/）

{

if(number_key == 1) // 是数字键

{

a = a*10 + val; // a为运算的第一个数

number_key = 0;

}

}

else // 按下运算键（+-*/）

{

if(number_key == 1)

{

b = b*10 + val; // b为运算的第二个数

number_key = 0;

}

}

}

}

// 计算结果

void Calculate_Result(void)

{

if(equal_key == 1) // 只有按等号键才能计算

{

if(add_key == 1) // 加法

s = a + b;

if(sub_key == 1) // 减法

s = a - b;

if(multiply_key == 1) // 乘法

s = a * b;

if(division_key == 1) // 除法

s = a / b;

}

}

void Display_Result(void)

{

unsigned char i = 0; // 显示字符的指针

unsigned char result[16] = ""; // 待显示的字符计算结果

if(equal_key == 1) // 只有按等于键才显示

{

equal_key = 0;

sprintf(result,"%.4f",s); // 浮点数的默认有效位是小数点后6位，这里设置为4位

// sprintf(&temp1[0],"%f",a);

Lcd_Write_Command(0x80+0x40); // 结果在第二行显示

while(result[i] != '\0')

{

Lcd_Write_Data(result[i]);

i++;

}

}

}

// 清除显示

void ClearScreen(void)

{

if(clear_key == 1) // 只有按清除键才能清除

{

Lcd_Write_Command(0x01); // LCD清屏指令，把光标撤回到显示器的左上

number_key = add_key = sub_key = multiply_key = division_key = equal_key = clear_key = 0;

// 清除所有的状态标志

s = 0;

a = 0;

b = 0;

}

}

(2)caculating and displaying.h

void Key_Recognition(void);

void Get_Parameters_for_calculation(void);

void Calculate_Result(void);

void Display_Result(void);

void ClearScreen(void);

4、系统主程序

#include "LCD1602.h"

#include "caculating and displaying.h"

void Start_Screen(void)

{

unsigned char code table1[] = " WELCOME TO ";

unsigned char code table2[] = "STC51 CALCULATOR" ;

unsigned char index = 0; // 显示字符的指针

Lcd_Write_Command(0x80);

while(table1[index] != '\0')

{

Lcd_Write_Data(table1[index]);

index++;

}

DelayNms(500);

index = 0;

Lcd_Write_Command(0x80+0x40);

while(table2[index] != '\0')

{

Lcd_Write_Data(table2[index]);

index++;

}

DelayNms(2000);

Lcd_Write_Command(0x01); // 清屏}

void main(void)

{

Init_Lcd1602();

Start_Screen();

while(1)

{

Key_Recognition();

Get_Parameters_for_calculation();

Calculate_Result();

Display_Result();

ClearScreen();

}

}