本文设计基于AT89S52单片机的简易计算器。它的功能是:
(1)计算器至少能正常显示8位数。
(2)卡机时,显示0。第一次按下时,显示D1;第二次按下时,显示D1D2。
(3)计算器能对整数进行简单的加、减、乘、除四则运算,在做除法时能自动舍去小数部分。
(4)运算结果超过可显示的位数时能进行出错提示。
总体设计
计算器以AT89S52单片机为核心芯片,通过扫描键盘来得到数据,另外通过CPU将得到的数据按要求进行运算并将结果送到显示电路进行显示。
框图设计
基于AT89S52单片机的简易计算器由电源电路、单片机主控电路、按键电路、显示电路和复位电路几部分组成,框图组成如下图所示。
基于AT89S52单片机的简易计算器系统框图
系统设计
电路原理图
基于AT89S52单片机简易计算器电路原理图
程序流程图
由于本设计主要是算法问题,所以程序采用C语言编写。主函数对单片机进行初始化,并不断调用扫描函数和运算函数。显示函数采用1ms定时中断来对显示数据进行实时跟新。基于AT89S52单片机简易计算器程序流程图如下图所示。
简易计算器程序流程图
代码编写
#include P #include《》
#define LEDS 8
/***按键程序***/ char keyscan();
/***显示程序***/ void display();
char dsp[9]={0,0,12,12,12,12,12,12,12}; //初始化显示数组
/***计算程序***/
void calculate(char k,char c1[8],char c2[8]);
/***片选***/
unsigned char code Select[]=
{0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
/***码选***/
unsigned char code LED_CODES[]=
{0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,
//0-4
0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90, //5-9
0x86,0xAF,0xFF,0x7F,0xBF,}; //E,r,空格,。,-
/***main函数***/
void main(void) {
char i,j,k,c;
char a[8],b[8];
/***定时1ms***/
TMOD=0;
TL0=-(1000/256);
TH0=-(1000%256);
EA = 1; //总中断开关
ET0 = 1; //开中断
TR0 = 1; //启用计数器0
KSC:do {
for(i=1;i《9;i++) //数字录入循环 {
dsp[0]=keyscan();
if(c==2&&dsp[0]《10)
//此段代码验证是否有旧的计算结果在显示,且不
再参与新计算
{
dsp[1]=dsp[0];
for(j=2;j《9;j++)
dsp[j]=12;
c=0;
}
else if(c==2&&dsp[0]》9) //旧的计算结果将参与新的计算,作为第一个数
{ c=0; }
if(dsp[0]==0&&dsp[1]==0&&dsp[2]==12) //个位为0且十位为空时按下0,按键无
效,跳回KSC等待正确输入 {
/***goto跳转标志***/ goto KSC;
}
else if(dsp[0]》9) break; //有操作符按下,跳出数字录入循环
else
{
for(j=i;j》0;j--)
dsp[j]=dsp[j-1]; //移位,以正确显示数字 }
}
if(i==9) //判断是否输入8个有效数字,是则等待操作符,否则直接判断操作符 {
do //使用do while无论是否第一个数都取一次操作符 {
dsp[0]=keyscan();
//获取操作符号
if(dsp[0]==14||dsp[0]《10) //按下C或者第9位数字清零
{
单片机系统开发与应用工程实习计报告
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dsp[1]=0;
for(i=2;i《9;i++)
dsp[i]=12; c=0;
}
}
while((dsp[0]==15)&&(c==0));
//等号被按下,等待新的操作符(仅对
第一个数字有效)
}
else if(dsp[0]==14) //按下C清零
{
dsp[1]=0;
for(i=2;i《9;i++)
dsp[i]=12;
c=0;
}
while(dsp[0]==15&&c==0)
//未输满8位且是第一个数字即按下等号,等
待非等号操作符 {
dsp[0]=keyscan();
//获取操作符号
if(dsp[0]==14||dsp[0]《10) //按下C或者数字都进行清零,重新输入a
{
dsp[0]=14; //将dsp[0]置为14,防止因数字清零未能拦截
dsp[1]=0;
for(i=2;i《9;i++)
dsp[i]=12;
c=0;
}
}
}while(dsp[0]==14); //数字输入未完成即按下C,重新等待输入
do
{
if(c==0) //没有数字输入 { k=dsp[0];
//存计算符(循环内已排除C、=、数字)
for(i=0;i《8;i++) //将第一个数存入a[8] {
a[i]=dsp[i+1];
}
dsp[1]=0;
//清零
for(i=2;i《9;i++) dsp[i]=12; c=1;
//已输入a
/***goto跳转标志***/ goto KSC;
}
else if(c==1) {
for(i=0;i《8;i++) //将第二个数存入b[8] {
b[i]=dsp[i+1]; }
c=2;
//已输入b
if(dsp[0]!=15) //b输完后操作符不是等号
{
calculate(k,a,b);
for(i=0;i《8;i++) //将计算结果存入a[8],a值更新 {
a[i]=dsp[i+1];
}
k=dsp[0]; //更新计算符
c=1;
/***goto跳转标志***/ goto KSC; }
}
}while((dsp[0]==15)&&(c《2)); //直到ab输入完成且按下等号
calculate(k,a,b); //进行最后计算
/***goto跳转标志***/
goto KSC; //跳回KSC,等待新一轮计算 while(1); //防止程序跑飞
}
char keyscan() {
char KeyL;
char KeyR;
char j;
do
{
do
{
P3=0xF0;
P3=P3|0xF0;//行扫描11110000
if(P3!=0xF0)
{
KeyL=P3;
P3=0x0F;
P3=P3|0x0F;//列扫描00001111
KeyR=P3;
}
}
while(KeyL==0xF0||KeyR==0x0F);
for(j=0;j《12;j++) //延时0.001s=1ms
{;}
}while(P3!=0x0F);
switch(KeyL&KeyR) {
case 0x28:{return 0;break;}
case 0x11:{return 1;break;}
case 0x21:{return 2;break;}
case 0x41:{return 3;break;}
case 0x12:{return 4;break;}
case 0x22:{return 5;break;} case 0x42:{return 6;break;} case 0x14:{return 7;break;} case 0x24:{return 8;break;}
case 0x44:{return 9;break;}
case 0x81:{return 10;break;}//加法(第一行,第四列)
case 0x82:{return 11;break;}//减法(第二行,第四列)
case 0x84:{return 12;break;}//乘法(第三行,第四列)
case 0x88:{return 13;break;}//除法(第四行,第四列)
case 0x18:{return 14;break;}//清零(第四行,第一列)
case 0x48:{return 15;break;}//计算结果(第四行,第三列) }
}
void display() interrupt 1 using 1 //利用定时器中断实现间时显示
{
char i,j,h;
ET0=0;
for(j=8;j》0;j--) //扫描8次 {
for(i=7;i》=0;i--) //从高位到低位扫描显示 { P2=1;
P1=LED_CODES[dsp[8-i]];
P2=Select[i];
for(h=0;h《8;h++)
{
;} }
}
TL0=-(1000/256);
TH0=-(1000%256);
ET0=1;
}
void calculate(char k,char a[8],char b[8]) {
char r[8];
long i,x,y;
i=0;
x=0;
y=0;
for(i=7;i》0;i--) //数值转化,将代表空格的12转化为数字0,因为个位不显示空格,默认为0,所以不转化 {
while(a[i]==12)a[i]=0;
while(b[i]==12)b[i]=0;
}
x=a[4];
x=10000*x;
x=x+a[0]+a[1]*10+a[2]*100+a[3]*1000+a[5]*100000+a[6]*1000000+a[7]*10000000;
y=b[4];
y=10000*y;
y=y+b[0]+b[1]*10+b[2]*100+b[3]*1000+b[5]*100000+b[6]*1000000+b[7]*10000000;
if(k==10)//加法运算 {
x=x+y;
if(x》99999999) //大于8位,显示“Err”
{
r[0]=11; //r
r[1]=11; //r
r[2]=10; //E
r[3]=12; //空格
r[4]=12;
r[5]=12;
r[6]=12
; r[7]=12;
}
else {
r[0]=x%10;
r[1]=(x%100)/10;
r[2]=(x%1000)/100;
r[3]=(x%10000)/1000;
r[4]=(x%100000)/10000;
r[5]=(x%1000000)/100000;
r[6]=(x%10000000)/1000000;
r[7]=x/10000000;
}
}
if(k==11)//减法运算 {
if(x
x=y-x;
if(x》9999999)
{
r[0]=11; //r
r[1]=11; //r
r[2]=10; //E
r[3]=12; //空格
r[4]=12;
r[5]=12;
r[6]=12;
r[7]=12;
}
else {
r[0]=x%10;
r[1]=(x%100)/10;
r[2]=(x%1000)/100;
r[3]=(x%10000)/1000;
r[4]=(x%100000)/10000;
r[5]=(x%1000000)/100000;
r[6]=(x%10000000)/1000000;
r[7]=x/10000000;
for(i=7;i》0;i--) //将有效数字的高一位转化为-号
{
if(r[i]==0&&r[i-1]!=0) { r[i]=14; break; }
}
}
}
else { x=x-y; r[0]=x%10; r[1]=(x%100)/10; r[2]=(x%1000)/100; r[3]=(x%10000)/1000; r[4]=(x%100000)/10000; r[5]=(x%1000000)/100000; r[6]=(x%10000000)/1000000; r[7]=x/10000000; }
}
if(k==12)//乘法运算
{
i=x; x=x*y;
if(y==0)
{
x=0;
}
else if(x》99999999||x
{
r[0]=11; //r
r[1]=11; //r
r[2]=10; //E
r[3]=12; //空格
r[4]=12;
r[5]=12;
r[6]=12;
r[7]=12;
}
else {
r[0]=x%10;
r[1]=(x%100)/10;
r[2]=(x%1000)/100;
r[3]=(x%10000)/1000;
r[4]=(x%100000)/10000;
r[5]=(x%1000000)/100000
; r[6]=(x%10000000)/1000000;
r[7]=x/10000000;
}
}
if(k==13)//除法运算
{
if(y==0) //被除数不能为0
{ r[0]=11; //r
r[1]=11; //r
r[2]=10; //E
r[3]=12; //空格
r[4]=12;
r[5]=12;
r[6]=12;
r[7]=12;
}
else {
x=x/y;
r[0]=x%10;
r[1]=(x%100)/10;
r[2]=(x%1000)/100;
r[3]=(x%10000)/1000;
r[4]=(x%100000)/10000;
r[5]=(x%1000000)/100000;
r[6]=(x%10000000)/1000000;
r[7]=x/10000000;
}
}
for(i=7;i》0;i--) //数值转化,将高位的无效数字0转化为空格符12 { if(r[i]==0) r[i]=12; else
break;
}
for(i=0;i《8;i++) //将计算结果存入dsp[9],显示数更新
{
dsp[i+1]=r[i];
}
}