单片机简易计算器课程设计
课程设计
题目名称简易计算器设计
课程名称单片机原理及应用
学生姓名
班级学号
2018年6 月20日
目录
一设计目的
本设计是基于51系列单片机来进行的简单数字计算器设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除六位整数数范围内的基本四则运算，并在LED上显示相应的结果。软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。
二总体设计及功能介绍
根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机，实现对计算器的设计。具体设计及功能如下：
由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LED显示数据和结果；
另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用集成的计算键盘；
执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LED显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LED上输出运算结果。
三硬件仿真图
硬件部分比较简单，当键盘按键按下时它的那一行、那一列的端口为低电平。因此，只要扫描行、列端口是否都为低电平就可以确定是哪个键被按下。
四主程序流程图
程序的主要思想是：将按键抽象为字符，然后就是对字符的处理。将操作数分别转化为字符串存储，操作符存储为字符形式。然后调用compute()函数进行计算并返回结果。具体程序及看注释还有流程图
五程序源代码
#include
#include
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar operand1[9], operand2[9]; /* 操作数*/
uchar operator; /* 操作符*/
void delay(uint);
uchar keyscan();
void disp(void);
void buf(uint value);
uint compute(uint va1,uint va2,uchar optor);
uchar code table[] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,
0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff}; /* 字符码表*/ uchar dbuf[8] = {10,10,10,10,10,10,10,10}; /* 显示缓存*/ /* 延时函数*/
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
/*******************************************
键盘扫描程序
将按键转化为字符并作为输出
'$','#'分别表示清零键和没有键按下
*******************************************/
uchar keyscan()
{
uchar skey; /* 按键值标记变量*/ /***********************
扫描键盘第1行
************************/
P1 = 0xfe;
while((P1 & 0xf0) != 0xf0) /* 有按键按下*/ {
delay(3); /* 去抖动延时*/
while((P1 & 0xf0) != 0xf0) /* 仍有键按下*/ {
switch(P1) /* 识别按键并赋值*/
{
case 0xee: skey ='7'; break;
case 0xde: skey ='8'; break;
case 0xbe: skey ='9'; break;
case 0x7e: skey ='/'; break;
default:skey ='#';
}
while((P1 & 0xf0) != 0xf0) /* 等待按键松开*/
;
}
}
/***********************
扫描键盘第2行
************************/
P1 = 0xfd;
while((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
delay(3);
while((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
switch(P1)
{
case 0xed: skey ='4'; break;
case 0xdd: skey ='5'; break;
case 0xbd: skey ='6'; break;
case 0x7d: skey ='*'; break;
default:skey ='#';
}
while((P1 & 0xf0) != 0xf0)
;
}
}
/***********************
扫描键盘第3行
************************/
P1 = 0xfb;
while((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
delay(3);
while((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
switch(P1)
{
case 0xeb: skey ='1'; break;
case 0xdb: skey ='2'; break;
case 0xbb: skey ='3'; break;
case 0x7b: skey ='-'; break;
default: skey ='#';
}
while((P1 & 0xf0) != 0xf0)
;
}
}
/***********************
扫描键盘第4行
************************/
P1 = 0xf7;
while((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
delay(3);
while((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
switch(P1)
{
case 0xe7: skey ='$'; break;
case 0xd7: skey ='0'; break;
case 0xb7: skey ='='; break;
case 0x77: skey ='+'; break;
default:skey ='#';
}
while((P1 & 0xf0) != 0xf0)
;
}
}
return skey;
}
void main()
{
uint value1, value2, value; /* 数值1,数值2,结果*/
uchar ckey, cut1 =0, cut2 =0; /* ckey键盘输入字符*/
uchar operator; /* 运算符
*/
uchar i, bool=0;
init:/* goto语句定位标签*/
buf(0); /* 初始化*/ disp();
value =0;
cut1 = cut2 =0;
bool=0;
for(i =0;i <9;i++)
{
operand1[i] ='\0';
operand2[i] ='\0';
} /* 初始化*/ while(1)
{
ckey = keyscan(); /* 读取键盘*/
if(ckey !='#')
{ /* isdigit函数，字符是阿拉伯数字返回非0值，否则返回0 */
if(isdigit(ckey))
{
switch(bool)
{
case0:
operand1[cut1] = ckey;
operand1[cut1+1] ='\0';
value1 = atoi(operand1); /* atoi函数，将字符串转化为，int整数*/
cut1++;
buf(value1);
disp();
break;
case1:
operand2[cut2] = ckey;
operand2[cut2+1] ='\0';
value2 = atoi(operand2);
cut2++;
buf(value2);
disp();
break;
default:break;
}
}
else if(ckey=='+'||ckey=='-'||ckey=='*'||ckey=='/') {
bool=1;
operator= ckey;
buf(0);
dbuf[7] =10;
disp();
}
else if(ckey =='=')
{
value = compute(value1,value2,operator);
buf(value);
disp();
while(1) /* 计算结束等待清零键按下*/
{
ckey = keyscan();
if(ckey =='$') /* 如果有清零键按下跳转
到开始*/
goto init;
else
{
buf(value);
disp();
}
}
}
else if(ckey =='$')
{ goto init;}
}
disp();
}
}
/******************************************
运算函数
输入：操作数和操作符
输出：计算结果
*******************************************/ uint compute(uint va1,uint va2,uchar optor) {
uint value;
switch(optor)
{
case'+': value = va1+va2; break;
case'-': value = va1-va2; break;
case'*': value = va1*va2; break;
case'/': value = va1/va2; break;
default:break;
}
return value;
}
/*******************************************
更新显示缓存
输入：无符号整数
输出：将输入送入显示缓存
*******************************************/ void buf(uint val)
{
uchar i;
if(val ==0)
{
dbuf[7] =0;
i =6;
}
else
for(i =7; val >0; i--)
{
dbuf[i] = val %10;
val /=10;
}