数码管显示简易计算器说明书

一、原理图设计说明 11.1数码管硬件电路设计 11.2矩阵键盘电路设计: 2二、程序设计说明 32.1键盘扫描程序设计 32.2算术运算程序设计 42.3显示程序设计 5三、工作原理图及程序流程图 6四、程序清单 9五、参考文献 15一、原理图设计说明1.1数码管硬件电路设计数码管数据显示的硬件电路由单片机、4位共阳极数码管、位驱动电路、限流电阻等组成。实验板中用杜邦线将P7与单片机IO口相连（这里以P0口为例）。用跳线将P8与单片机P2低四位相连，P0口送出数码管段选码，P2送出位选码。图1-1数码管硬件电路原理图1.2矩阵键盘电路设计:4*4矩阵键盘行输入接单片机P1.0-P1.3，列输入接单片机P1.4-P1.7，通过扫描方式检测是否有键按下，并确定键值，使用矩阵键盘时注意给P10矩阵键盘选择端使能。对键盘进行编号，S3-S18，按下相应按键，在数码管上显示相应键值（0-F）。例如按下S10键，显示A，按下S0键，显示0。图1-2矩阵键盘电路原理图二、程序设计说明2.1键盘扫描程序设计键盘扫描程序的过程为：开始时，先判断是否有键闭合，无键闭合时，返回继续判断，有键闭合时，先去抖动，然后确定是否有键按下，若无键按下，则返回继续判断是否有键闭合，若有键按下，则判断键号，然后释放，若释放按键完毕，则返回，若没有释放按键，则返回继续释放。其流程图如图2-1所示。图2-1键盘扫描程序流程图2.2算术运算程序设计算术运算程序的过程为：先判断输入的运算符是+、-、*、/中的哪一个，若是+或-，则要判断运算结果是否溢出，溢出则显示错误信息，没溢出就显示运算结果，若是/，则要先判断除数是否为零，为零就显示错误信息，不为零则显示运算结果，若是-，则直接显示运算结果。其流程图如图2.2所示。图2-2算术运算程序设计流程图2.3显示程序设计先是程序的过程为：显示开始时，先进行LED的初始化，判断是否显示，若不显示，则返回，若显示，则进行相应功能的设置，然后送地址和数据，再判断是否显示完,显示完则返回，没有显示完则继续送地址。图2-3显示程序流程图三、工作原理图及程序流程图图3-1仿真工作原理电路图图3-2系统组成及总体框图图3-3-1PCB原理图图3-3-2PCB原理图图3-3-33D效果图图3-4程序流程图四、程序清单mian.c://简单的数码管显示按键编码0到9#include<reg52.h>typedefunsignedcharuint8;uint8num[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40};//共阴极数码管uint8s[4]={0,10,10,10};uint8T0RH=0;//重载初值uint8T0RL=0;//重载初值uint8step=0;//步骤标号uint8oprt=0;//运算符标志longnum1=0;//运算数1longnum2=0;//运算数2longnum3=0;//结果voidInit_times(uint8ms);externvoid KeyDriver();//定义键盘驱动externvoid KeyScan();//定义键盘扫描voidmain(){ EA=1;//中断总允许位 Init_times(1);//配置T0定时1ms while(1) { KeyDriver(); //调用键盘驱动 } }voidInit_times(uint8ms)//配置并启动T0，ms-T0定时时间{unsignedlongtmp;tmp=11059200/12;//定时器计数频率tmp=(tmp*ms)/1000;//计算所需的计数值tmp=65536-tmp;//计算定时器重载值tmp=tmp+12;//修正中断响应延时造成的误差T0RH=(unsignedchar)(tmp>>8);//取高八位T0RL=(unsignedchar)tmp;//取第八位TMOD&=0xF0;//定义计时器工作状态TMOD|=0x01;TH0=T0RH;//初始值TH0(变量带入）TL0=T0RL;//初始值TL0ET0=1;//中断允许TR0=1;}//启动计时器/*数码管动态扫描函数*/voidfun(){ staticuint8i; switch(i)//数码管的位选和段选 { case0:P2=0xfe;P0=num[s[0]];break; case1:P2=0xfd;P0=num[s[1]];break; case2:P2=0xfb;P0=num[s[2]];break; case3:P2=0xf7;P0=num[s[3]];break; } i++; i&=0x03;}/*T0中断服务函数，执行按键扫描*/voidtime0()interrupt1{ TH0=T0RH; TL0=T0RL; KeyScan(); fun();}/*把数值的各个位分别存储在数组是s[4]中*/voidfuzhi(longn){ uint8i=0; if(n<0)//小于零为负数 { s[3]=11; n=-n; } else { s[3]=10; } do{ s[i++]=n%10; n/=10; }while(n!=0); while(i<=2) { s[i++]=10; }}/*复位*/voidReset(){ num1=0; num2=0; step=0; fuzhi(0);}/*读取运算数*/voidNumKeyAction(uint8n){ if(step>1){ Reset(); } if(step==0){ num1=num1*10+n; fuzhi(num1); } elseif(step==1){ num2=num2*10+n; fuzhi(num2); }}/*读取运算符*/voidOprtKeyAction(uint8n)//用于判断按键加、减、乘、除{ if(step==0){ fuzhi(0); s[0]=10; step=1; oprt=n; } } /*做运算*/voidGetResult()//加、减、乘、除函数运算{ if(step==1){ switch(oprt){ case0:num3=num1+num2;break; case1:num3=num1-num2;break; case2:num3=num1*num2;break; case3:num3=num1/num2;break; default:break; } fuzhi(num3); step=2; } }key.c:键盘按键程序#include<reg52.h>typedefunsignedcharuint8;sbitkeyout_1=P1^4;//定义键盘按键sbitkeyout_2=P1^5;sbitkeyout_3=P1^6;sbitkeyout_4=P1^7;sbitkeyin_1=P1^0;sbitkeyin_2=P1^1;sbitkeyin_3=P1^2;sbitkeyin_4=P1^3;externvoidReset();externvoid GetResult();externvoid NumKeyAction(uint8dat);externvoid OprtKeyAction(uint8dat);externuint8num[];uint8keysta[4][4]={{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1}};//全部矩阵键盘的当前状态uint8keycode[4][4]={{'7','8','9','+'},//矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表 {'4','5','6','-'}, {'1','2','3','*'}, {0x11,'0','=','/'}};voidKeyAction(uint8dat)//用于判断按键运算法则{ if((dat>='0')&&(dat<='9')){//判断按下键是否为数值 NumKeyAction(dat-'0'); } elseif(dat=='+'){ OprtKeyAction(0);//加法 } elseif(dat=='-'){ OprtKeyAction(1);//减法 } elseif(dat=='*'){ OprtKeyAction(2);//乘法 } elseif(dat=='/'){ OprtKeyAction(3);//除法 } elseif(dat=='='){ GetResult();//等于 } elseif(dat==0x11){//清零 Reset(); }}/*按键驱动函数，检测按键动作，调度相应动作函数，需在主循环中调用*/voidKeyDriver()/{uint8i,j;staticuint8backup[4][4]={{1,1,1,1},{1,1,1,1},//按键值备份，保存前一次的值 {1,1,1,1},{1,1,1,1}}; for(i=0;i<4;i++)//循环检测4*4的矩阵按键 for(j=0;j<4;j++) if(keysta[i][j]!=backup[i][j]){//检测按键动作 if(backup[i][j]!=0) //按键按下时执行动作 KeyAction(keycode[i][j]); //调用按键动作函数 backup[i][j]=keysta[i][j]; //刷新前一次的备份值 } }/*按键扫描函数，需在定时中断中调用，调用间隔1ms*/voidKeyScan(){ uint8i; staticuint8keyout=0; //矩阵按键扫描输出索引 staticuint8keybuf[4][4]={ //矩阵按键扫描缓冲区 {0xff,0xff,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff}, {0xff,0xff,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff}};keybuf[keyout][0]=(keybuf[keyout][0]<<1)|keyin_1;//将一行的4个按键值移入缓冲区 keybuf[keyout][1]=(keybuf[keyout][1]<<1)|keyin_2; keybuf[keyout][2]=(keybuf[keyout][2]<<1)|keyin_3; keybuf[keyout][3]=(keybuf[keyout][3]<<1)|keyin_4;//消抖后更新按键状态 for(i=0;i<4;i++){//每行4个按键，所以循环4次 if(keybuf[keyout][i]==0x00){ //连续4次扫描值为0，即4*4ms内都是按下状态时，可认为按键已稳定的按下 keysta[keyout][i]=0; } elseif(keybuf[keyout][i]==0x