能做计算器的单片机

单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，它已广泛的应用到我们生活的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。本次设计是设计一个简易计算器，能够进行多位的加减乘除运算。它主要由51单片机的数码管，键盘等模块组成。本计算器是将键盘输入信息经处理通过缓存，送入数码管显示，数码管采用动态扫描方式，计算功能通过软件实现，用C语言对单片机可编芯片进行编程，实现计算器的设计。 把期中做的作业放上来哈哈

硬件电路描述

要进行数据的计算就必须先进行数据的输入，也就必须确定按键输入的数值是什么，这就需要对键盘进行扫描，从而确定究竟是哪个键按下。 对于键盘的扫描，这里采用行列扫描的方法来完成对键盘的扫描。原理就是先确定按键在哪一行，接着再确定是哪一列，这样就可以知道是哪个按键被按下了。我是将P3口作为按键扫描口的，比如,先使行线输出全“0”，读列线，再使列线输出全为“0”，读行线。两次结果再相与，则得到一个值为键值。同理，每个按键都会有一个对应的十六进制值，把它们列出来进行一一对应就行了。如下图。

程序设计描述

1.程序总流程图

2.编程思路

在单片机接通电源后，单片机就会一直重复检测键盘上的按钮是否被按下。如果有键被按下，就会进入选择判断，当按下数字键，相应数字计入变量keynum中并在数码管上移位显示；当按下运算符键和特殊功能键，也将对应的10到15数字计入到keynum中并进行第二次判断，如果keynum是0~9，则将数据变量dat×10加上keynum；如果是10（加号对应值），进入加法程序（加法标识变量加1，其他运算符标识变量归零，把dat赋值给另一变量datA；当法标识变量大于1时，就是连加，需要将dat等于dat加上datA的值）。其他运算符也是差不多的程序。keynum等于14，就进入等于运算程序。这个程序中也就是四个if语句，如果运算符变量为1就运行相应代码。如加法运算符为1，则使dat加上datA的值赋给dat。最后将dat放入显示程序中显示，而无论何时按下keynum等于15时，所有状态清零。这就是我写的代码的主要思路。

源代码及注释

#include 
#define long unsigned long
#define KEYPORT P3
sbit beep=P1^4;
bit dot;
typedef unsigned char byte;

long dat;       //数据
long datA;      //过度数据
byte addflag;   //加法标志位
byte subflag;   //减法标志位
byte mulflag;   //乘法标志位
byte divflag;   //除法标志位
byte clrflag;   //数据处理标志位
byte scanok;
int checkok;
int keynum;    //按键键值
static byte dispbuf[6];
//数码管字段表
sbit duan=P2^6;
sbit wela=P2^7;
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,
                        0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00};
//变量定义

void delayms(int ms)//这个软件大约可以等待ms毫秒
{
	  int i,k;
	  for(k=0; kfor(i=0;i<50;i++);  }
}


/*---------------------------------------------------------------
查询是否有键按下,有键按下返回键值，无键按下则返回0xff
---------------------------------------------------------------*/
byte keysearch(void)
{
	byte k;
 	KEYPORT=0xf0;
 	k=KEYPORT;
 	KEYPORT=0x0f;
 	k=KEYPORT|k;
 	scanok=1;return k;
}
void HEX_TO_BCD(int num)
{	dispbuf[5]  = num%1000000/100000;
    dispbuf[4]  = num%100000/10000;
    dispbuf[3]  = num%10000/1000;
    dispbuf[2]  = num%1000/100;
    dispbuf[1]  = num%100/10;
    dispbuf[0]  = num%10;
}
/*---------------------------------------------------------------
显示子程序
轮流导通各位数码管，再送出字段码
延时显示一段时间后再继续导通下一位
---------------------------------------------------------------*/
void scandisp(void)       
{
	byte posi=0x1f,i,temp;
	//posi,为position的缩写，指显示哪一个8字
	for(i=0;i<6;i++)
 	{
    	temp= dispbuf[i];         //显示缓存区数据查表
    	temp= table[temp];
    	if(i==2&&dot)temp|=0x80;  //i是小数点位置，变量dot=1,点亮小数点
    	P0 = 0;	     duan=1;   duan=0;//先关闭数码管，再切换
    	P0 = posi;   wela=1;   wela=0;  	
    	P0 = temp;   duan=1;   duan=0;
    	delayms(5);//延时 
    	posi>>=1;  posi|=0x20;    //循环右移
 	}
}

/*---------------------------------------------------------------
移位显示子程序
把显示数组中的最低3位赋给高3位，使最新输入的键盘值赋给数组的最低位
输入：键值
返回：无
---------------------------------------------------------------*/
void digitin(byte val)               
{ 
	dispbuf [3]= dispbuf [2];
 	dispbuf [2]= dispbuf [1];
	dispbuf [1]= dispbuf [0];
 	dispbuf [0]= val;
}

/*---------------------------------------------------------------
扫描得到的键值和实际需要的键盘任务的转换函数
也叫键盘码散转程序
输入：键值,有0x00~0xff钟可能性，根据显示的键值可以修改此函数
返回：无
---------------------------------------------------------------*/
void keybranch(byte k)          
{	if(scanok)
   {scanok=0;
	switch(k)
 	{
 	    case 0x00:break;
     	case 0xee:keynum=1;break;
     	case 0xde:keynum=2;break;
     	case 0xbe:keynum=3;break;
     	case 0xed:keynum=4;break;
     	case 0xdd:keynum=5;break;
    	case 0xbd:keynum=6;break;
     	case 0xeb:keynum=7;break;
     	case 0xdb:keynum=8;break;
     	case 0xbb:keynum=9;break;
     	case 0xd7:keynum=0;break;
		case 0x7e:keynum=10;break;//加法
		case 0x7d:keynum=11;break;//减法
		case 0x7b:keynum=12;break;//乘法
		case 0x77:keynum=13;break;//除法
		case 0xb7:keynum=14;break;//等于
		case 0xe7:keynum=15;break;//清零
     	default:break;
 	 } checkok=1;
} }
/*---------------------------------------------------------------
处理程序，键值为15时或者清除标志为1时，数据清零
---------------------------------------------------------------*/
void datchuli(void)
{if(keynum==15)
  {
   dat=0;  datA=0;
   HEX_TO_BCD(dat);
  }
else if(clrflag)                    //清除标志为1,则执行以下。
  {        
   dat=0;
   clrflag=0;                 //为下次使用准备。
   HEX_TO_BCD(dat);
  }
  if(keynum<10)
  {
  digitin(keynum);
  dat=dat*10+keynum;
  }
}

void add(void)
{
   addflag++;                          //加法标志置1。。。
   subflag=mulflag=divflag=0;          //将其它运算标志清零。。（一次只能作一种运算）
   clrflag=1;                          //清零标标置1,（当按下加号后，再按第二个加数时，这时应该显示第二加数。。所以要清掉第一个加数。）
   if(addflag>1)
   {
   dat=datA+dat;
   datA=dat;
   }
   datA=dat;
}
void sub(void)						   //减法
{ subflag++;
  addflag=mulflag=divflag=0;
  clrflag=1;
  if(subflag>1)
  {
  dat=datA-dat;
  datA=dat;
  }
  datA=dat;
}
void mul(void)							//chengfa
{ mulflag++;
  addflag=subflag=divflag=0;
  clrflag=1;
  if(mulflag>1)
  {
  dat=dat*datA;
  datA=dat;
  }
  datA=dat;
}
void div(void)							//chufa
{ divflag++;
  addflag=subflag=mulflag=0;
  clrflag=1;
  if(divflag>1)
  {
  dat=datA/dat;
  datA=dat;
  }
  datA=dat;
}
void equ(void)
{
 
   if(addflag)                           //如果些时做加法运算。。
   {
   dat=dat+datA;                     //计算各存入dat(显示程序会将dat显示的。。)
   }
   if(subflag)
   {
   dat=datA-dat;
   }
   if(mulflag)
   {
   dat=datA*dat;
   }
   if(divflag)
   {
   dat=datA/dat;
   }
   addflag=subflag=mulflag=divflag=0;//运算一次完成后将所有运标志清零。为下次运算作准备。。
   HEX_TO_BCD(dat);	clrflag=1;
}
void calculate_handle(void)//计算函数。。
{	
 if(checkok)//如果检测键值完。则执行以下。
 {
  checkok=0;//检测完标志清零..
  switch (keynum)//如果是+,-,*,/,=则进入相应的函数。。
  {
   case 10 : {add();HEX_TO_BCD(dat);} break;    //如果是按了"+"，则进入加法函数。
   case 11 : {sub();HEX_TO_BCD(dat);} break;    //如果是按了"-"，则进入减法函数。
   case 12 : {mul();HEX_TO_BCD(dat);} break;    //如果是按了"*"，则进入乘法函数。
   case 13 : {div();HEX_TO_BCD(dat);} break;    //如果是按了"/"，则进入除法函数。
   case 14 : equ(); break;    //如果是按了"="，则进入等于函数。
   default : datchuli();       //如果不是，计算符（即为数字），则进入数据处理函数。
  }

 }}
/*---------------------------------------------------------------
主函数：将4X4键盘的键值显示在数码管上
---------------------------------------------------------------*/
void main(void)
{
	byte k;
	while(1)
 	{
 		k=keysearch();
		
		if(k!=0xff)   
    {
    	delayms(10);//有键按下
    	k=keysearch();
		keybranch(k);
  		do
		{
  			k=keysearch();
			scandisp();
  		} while(k!=0xff);      //等待键释放
     }
	 calculate_handle();
	 scandisp();
  }
}

设计体会

一开始只是会矩阵键盘和LCD扫描显示，所以当时是想做一个计算器应该还是挺容易的，但直到真正开始做的时候，才发现并不简单。一开始，想的就是，把运算键前输入的数值存到一个变量，后面的数值存到另一个变量内，然后再运算。但问题就来了，如何让单片机知道两次输入的数值要存到不同的变量去？如何把这些变量分别显示到显示管上？然后就要引入更多的变量、设计更多的函数。做出来的第一个版本，能实现加减乘除了，但还有一些问题。按下运算符时，数码管就会直接清零，不像真正计算器那样，按下运算符数码管上数值先不变，等下一数值输入时才变。还有不能实现连续运算的问题，最后还是修改好了。总的来说，这次设计的过程是很有挑战的，尤其对于我这种不善于编程的人来讲，遇到的问题，虽说比较麻烦，但还是车到山前必有路