数码管之简单加减法计算器--项目总结

数码管之简单加减法计算器--项目总结

总结人：徐冉1.项目使用到的硬件板载资源

1)单片机STC89C52RC作为系统的处理器

2)6位共阳极数码管作为计算器的数字显示器件

3)LCD1602液晶显示一些提示信息如计算时的符号(正/负)

4)4*4矩阵按键作为计算器的数字输入设备

5)8个贴片LED小灯，用于走马灯效果作为修饰

6)用到了单片机的内部资源定时器T0

2.项目的基本功能

通过程序的烧录，将工程中的hex文件烧录到Kingst-51开发板上。现象如下：

初始时

1)最右边的数码管上显示0，其余数码管不显示。

2)五个LED小灯像小火车一样循环跑着。

3)LCD1602液晶的左上角显示Symbol:字样，用于显示符号。

正数不显示，负数时将显示‘-’。

进行简单的加减法运算

当用户使用按键输入相应的数字时，会在数码管上显示。数字值将进行进位累加方式实现。数字键(k13 k1 ~ k3 k5 ~ k7 k9 ~ k11 0 ~ 9)，k4加法功能键，k12减法功能键，k14 ESC清零键，k4和

k12是双功能键，即k4既是加法键也是计算键，k12既是减法键也是计算键。达到一键两用的效果。注意：用户在进行加法计算时可以随意计算，但在计算减法时第一步需要进行一次加法，然后才能进行减法运算。当计算结果是负数时会在数码管上显示相应的数值的绝对值，而在LCD1602液晶上显示‘-’。在计算期间LED 小灯会一直循环流动。这个计算器可以实现连加连减，计算十分方便，但没有处理小数。当计算完成时，或输入错误时可按k14进行清零操作。

3.项目的创新点

首先该项目使用了LED 的跑马灯效果进行了装饰，为了程序的简单且直观性程序使用了LCD1602进行运算时符号的显示。程序在计算上使用了一键两用的功能设计，这样设计方便快捷。

4.项目的设计流程

N

Y

上电

LCD1602液晶

初始化

74HC138译码器初始化

配置定时器T0定时1ms 中断

Lcd1602初始化显示Symbol

主函数while 循环进行按键动作检测

1ms 到

按键扫描

LED 小灯&数码管扫描

结束

5.项目的不足之处

本项目只考虑了简单的加法和减法运算，且只是整数运算，而未能考虑到小数运算。乘除法亦没有考虑到。在进行减法运算时都必须进行一次加法运算才可以运算正常。

6.项目需要改进的地方

可对本项目进行全面的扩展，使其既能进行加减乘除运算，又能处理小数和负数的功能。符号显示直接使用数码管显示即可。将计算功能键单独进行处理，做成真正的计算器。

7.项目的硬件电路连接图

8.项目的源代码

/**

********************************************************************************

* @file mytype.h

* @author qlp

* @date 2014年6月18日

* @version V1.2.3

* @brief 自定义类型头文件

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

#ifndef _MYTYPE_H_H

#define _MYTYPE_H_H

typedef unsigned char uint8;

typedef unsigned int uint16;

typedef unsigned long uint32;

#endif //_MYTYPE_H_H

/**

***********************************************************************

* @file Lcd1602.c

* @author qlp

* @date 2014年6月18日

* @version V1.2.3

* @brief LCD1602液晶底层驱动

***********************************************************************

*/

#include

//LCD1602_IO

sbit LCD1602_RS = P1^0;

sbit LCD1602_RW = P1^1;

sbit LCD1602_EN = P1^5;

//74HC138

sbit ADDR0 = P1^0;

sbit ADDR1 = P1^1;

sbit ADDR2 = P1^2;

sbit ADDR3 = P1^3;

sbit ENLED = P1^4;

bit tmpADDR0 = 0;

bit tmpADDR1 = 0;//地址选择缓冲区

#define LCD1602_DB P0

/*暂停LED扫描*/

void LEDRefreshPause()

{

ENLED = 1;//关闭LED使能

tmpADDR0 = ADDR0;//因为LED和LCD同时使用了P1^0和P1^1引脚,所以要暂时保存ADDR0和ADDR1的数据即LED扫描地址值

tmpADDR1 = ADDR1;

P0 = 0xFF; //数码管+LED小灯去抖动

}

/*继续扫描LED*/

void ContinueRefreshLED()

{

ADDR0 = tmpADDR0;

ADDR1 = tmpADDR1;//恢复原来LED扫描的地址选择值

ENLED = 0;//选择LED

P0 = 0xFF; //数码管和LED去抖

}

/* 液晶忙碌等待 */

void LCD1602Wait()

{

unsigned char sta;

LCD1602_DB = 0xFF;//总线拉高，检测液晶状态字

LCD1602_RS = 0;

LCD1602_RW = 1;

do

{

LCD1602_EN = 1;

sta = LCD1602_DB;

LCD1602_EN = 0;//避免液晶输出数据

} while (sta & 0x80);//状态字最高位STA7 == 0空闲，1忙碌}

/* 液晶写命令 */

void LCD1602WriteCmd(unsigned char cmd)

{

LEDRefreshPause(); //暂停LED数码管刷新

LCD1602Wait();

LCD1602_RS = 0;

LCD1602_RW = 0;

LCD1602_EN = 0;

LCD1602_DB = cmd;

LCD1602_EN = 1;

LCD1602_EN = 0;

ContinueRefreshLED();//继续LED数码管刷新

}

/* 液晶写数据 */

void LCD1602WriteData(unsigned char dat)

{

LEDRefreshPause(); //暂停LED数码管刷新

LCD1602Wait();

LCD1602_RS = 1;

LCD1602_RW = 0;

LCD1602_EN = 0;

LCD1602_DB = dat;

LCD1602_EN = 1;

LCD1602_EN = 0;

ContinueRefreshLED();//继续LED数码管刷新

}

/* 液晶初始化 */

void InitalLCD1602()

{

LCD1602WriteCmd(0x38);

LCD1602WriteCmd(0x0C);

LCD1602WriteCmd(0x06);

LCD1602WriteCmd(0x01);//清屏

}

/* 写数据到液晶上，字符串str，坐标(x, y)，地址addr */

void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char * str)

{

unsigned char addr;

if (y == 0)

{

addr = 0x00 + x;

}

else

{

addr = 0x40 + x;

}

LCD1602WriteCmd(addr | 0x80);

while (*str != '\0')

{

LCD1602WriteData(*str++);

}

}

/**

******************************************************************************** * @file main.c

* @author qlp

* @date 2014年6月18日

* @version V1.2.3

* @brief 简易加减法可实现连加连减

* @note 单片机STC89C52RC MCU 晶振 11.0592MHZ

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

#include

#include

#include "mytype.h"

//74HC138

sbit ADDR0 = P1^0;

sbit ADDR1 = P1^1;

sbit ADDR2 = P1^2;

sbit ADDR3 = P1^3;

sbit ENLED = P1^4;

//时钟晶振和系统时钟

#define XTAL 11059200UL //11.0592MHZ

#define SYS_XTAL XTAL/12 //系统时钟，为晶振的12分频

//按键输入输出

sbit KEY_IN_1 = P2^4;

sbit KEY_IN_2 = P2^5;

sbit KEY_IN_3 = P2^6;

sbit KEY_IN_4 = P2^7;

sbit KEY_OUT_1 = P2^3;

sbit KEY_OUT_2 = P2^2;

sbit KEY_OUT_3 = P2^1;

sbit KEY_OUT_4 = P2^0;

bit flag = 0;//0 : add 1 : sub

//按键状态枚举

typedef enum {

KEY_DOWN = 0, KEY_UP = 1

} ekey;

//数据输入口

#define DISP_DB P0

static volatile uint8 keySta[4][4] = {

{1, 1, 1, 1},

{1, 1, 1, 1},

{1, 1, 1, 1},

{1, 1, 1, 1}

}; //按键当前值

/*矩阵按键到PC标准键盘键码映射表*/

uint8 code keyCodeMap[4][4] = {

{0x01, 0x02, 0x03, 0x0A}, //数字键1-3 向上键UP

{0x04, 0x05, 0x06, 0x0D}, //数字键4-6 向左键Left

{0x07, 0x08, 0x09, 0x0C}, //数字键7-9 向下键DOWN

{0x00, 0x0E, 0x0F, 0x0B} //数字键0 ESC键回车键向右键Right };

uint8 code LedTable[] = {

0xC0, //"0"

0xF9, //"1"

0xA4, //"2"

0xB0, //"3"

0x99, //"4"

0x92, //"5"

0x82, //"6"

0xF8, //"7"

0x80, //"8"

0x90, //"9"

0xBF //"-"

};

/* 定义跑马灯数组 */

unsigned char code LedTable2[] = {

0xE0, // 11100000

0xC1, // 11000001

0x83, // 10000011

0x07, // 00000111

0x0E, // 00001110

0x1C, // 00011100

0x38, // 00111000

0x70 // 11100000

};

uint8 LedBuff[7] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};//数码管显示缓冲区uint8 thr0, tlr0;

//定义用于加法计算的变量

signed long result = 0;//结果

signed long addNum = 0;//加数

void KeyHandle();

void KeyAction(uint8 keycode);

void KeyScan();

void showNum(uint32 num);

void ConfigHC138();

void ConfigTimer0(uint16 xms);

extern void InitalLCD1602();

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char * str);

void main()

{

InitalLCD1602();

ConfigHC138();

ConfigTimer0(1);

LcdShowStr(0, 0, "Symbol: ");//符号

while (1){

KeyHandle();

}

}

/**

* @brief : Led小灯扫描

* @param : 无

* @retval : 无

*/

void LED_Scan( void )

{

static unsigned char j = 0;

P0 = 0xFF; /* 消隐 */

LedBuff[6] = LedTable2[j++]; /* 送入要求的数据到LED显示数据口 */ j &= 0x07; /* 到8归零 */

}

/**

* @brief 定时器T0配置

* @param xms

* @retval 无

*/

void ConfigHC138()

{

ADDR3 = 1;

ENLED = 0;

LedBuff[0] = LedTable[0];

}

/**

* @brief 定时器T0配置

* @param xms

* @retval 无

*/

void ConfigTimer0(uint16 xms)

{

uint16 tmp;

tmp = 65536-xms*SYS_XTAL/1000;

thr0 = (uint8)(tmp >> 8);

tlr0 = (uint8)(tmp & 0x00FF);

TMOD &= 0xF0;

TMOD |= 0x01;

TH0 = thr0;

TL0 = tlr0;

TR0 = 1;

EA = 1;

ET0 = 1;

}

/**

* @brief 按键驱动函数 (根据按下的按键的键码执行相应的动作)

* @param 无

* @retval 无

*/

void KeyHandle()

{

static uint8 backup[4][4] = {

{1, 1, 1, 1},

{1, 1, 1, 1},

{1, 1, 1, 1},

{1, 1, 1, 1}

}; //按键备份值

uint8 i = 0, j = 0;

for (i = 0; i < 4; i++)

for (j = 0; j < 4; j++)

{

if (keySta[i][j] != backup[i][j])

{

if (backup[i][j] == KEY_DOWN)

{ //按键弹起

KeyAction(keyCodeMap[i][j]);//调用按键动作函数，根据按下的按键的键码执行相应的操作

}

backup[i][j] = keySta[i][j];//备份按键值

}

}

}

/**

* @brief 按键动作函数 (根据按下的按键的键码执行相应的动作)

* @param 按下按键的键码 uint8 keycode

* @retval 无

*/

void KeyAction(uint8 keycode)

{

if (result >= 0)

{

LcdShowStr(9, 0, " ");//清除

}

else

{

}

if ((keycode >= 0x01) && (keycode <= 0x09)) //keycode 键码是0-9的按键

{

addNum = (addNum * 10) + (keycode - 0x00);//将原来的加数扩大十倍后，在加上用户按下的数字，即为用户输入的加数

showNum(addNum);//数据分解

}

else if (keycode == 0x0A) //向上键 +

{

//将上一个加数+到result中

result += addNum;//可以实现连加

addNum = 0;

showNum(result);//分解并显示结果

}

else if (keycode == 0x0C) //向下键 - {

result -= addNum;//连减

addNum = 0;

if (result >= 0)

{

showNum(result);

}

else

{

result = -result;

LcdShowStr(9, 0, "-");

showNum(result);

result = 0;

}

}

else if (keycode == 0x0E) //ESC键

{

result = 0;

addNum = 0;//清零

showNum(addNum);

LcdShowStr(9, 0, " ");//清除}

else if (keycode == 0x0F) //回车键

{

addNum = 0;

showNum(result);

}

}

/**

* @brief 数据分解，只显示有效位

* @param 待分解的数据 uint32 num

* @retval 无

*/

void showNum(uint32 num)

{

uint8 buff[6];//中间缓冲区

signed char i = 0;

for (i = 0; i < 6; i++)

{

buff[i] = num % 10;//取最低位数字

num /= 10;//num缩小10倍

}

//去掉无效位，不显示0

for (i = 5; i >= 1; i--) //从最高位开始检测无效位,遇0就赋值0xFF

{

if (buff[i] == 0)

{

LedBuff[i] = 0xFF;//不显示

}

else

{

break;//遇到第一个有效位就退出

}

}

//将有效位数字存入缓冲区

for (; i >= 0; i--)

{

LedBuff[i] = LedTable[buff[i]];

}

}

/**

* @brief 按键检测

* @param 无

* @retval 无

*/

void KeyScan()

{

static uint8 keybuff[4][4] = {

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}

}; //按键检测值缓冲区

static uint8 keyout = 0;//行索引

uint8 i = 0;

keybuff[keyout][0] = (keybuff[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;//检测第keyout行的第0个按键的值

keybuff[keyout][1] = (keybuff[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;

keybuff[keyout][2] = (keybuff[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;

keybuff[keyout][3] = (keybuff[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;

//更新消抖后的按键值

for (i = 0; i < 4; i++)

{

if ((keybuff[keyout][i] & 0x1F) == 0x1F) //五次连续检测都是1

{

keySta[keyout][i] = KEY_UP;

}

else if ((keybuff[keyout][i] & 0x1F) == 0x00) //五次连续检测都是0

{

keySta[keyout][i] = KEY_DOWN;

}

}

keyout++;//行++

if (keyout >= 4)

keyout = 0;

switch (keyout)

{

case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;

case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;

case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;

case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;

default : break; //只有一行被选中

}

}

/**

* @brief LED数码管刷新

* @param 无

* @retval 无

*/

void refresh()

{

static uint8 j = 0;

DISP_DB = 0xFF;//消隐

switch (j)

{

case 0: ADDR2 = 0; ADDR1 = 0; ADDR0 = 0; break;

case 1: ADDR2 = 0; ADDR1 = 0; ADDR0 = 1; break;

case 2: ADDR2 = 0; ADDR1 = 1; ADDR0 = 0; break;

case 3: ADDR2 = 0; ADDR1 = 1; ADDR0 = 1; break;

case 4: ADDR2 = 1; ADDR1 = 0; ADDR0 = 0; break;

case 5: ADDR2 = 1; ADDR1 = 0; ADDR0 = 1; break; case 6: ADDR2 = 1; ADDR1 = 1; ADDR0 = 0; break;

default: break;

}

DISP_DB = LedBuff[j++];

if (j >= 7)

{

j = 0;

}

}

/**

* @brief 定时器T0中断服务

* @param 无

* @retval 无

*/

void timer0_ISP() interrupt 1

{

static unsigned char counter = 0;

TH0 = thr0;

TL0 = tlr0;

counter++;

if (counter >= 200)

{

counter = 0;

LED_Scan();

}

KeyScan();//按键检测

refresh();//数码管刷新

}

于2014年6月25日23:40:29