2020年11月26日 | 单片机5*4矩阵键盘计算器制作

本设计是以STC89C52单片机为核心的计算器模拟系统设计，输入采用5×8矩阵键盘，可以进行加、减、乘、除等十几种数字运算，同时支持括号的嵌套使用级浮点数的运算，并在LCD1602上显示操作过程。

本次设计注重设计方法及流程，首先根据原理设计电路，利用keil编程，借助实验开发平台进行仿真实验，进而利用altium designer 制作PCB，最后到焊接元器件，直至调试成功。在设计的同时，特别注重keil软件和altium designer软件的使用方法和技巧以及常用的LCD显示器和矩阵键盘的设计和使用方法。

单片机源程序如下:

#include

#include

#include

#include

#include

sbit RS = P2^5;

sbit RW = P2^6;

sbit E  = P2^7;

#define Data  P0//数据端口

//全局变量

float num1;//第一操作数num1     （初始为零）

float num2;//第二操作数num2     （初始为零）

char yun_flag='+';//运算符号 yun_flag    （默认为+ ）

char key_last;//上次按键状态标志 key_last

char sqrt_flag;//开方键按下标志   sqrt_flag

unsigned long pos_flag=1;//小数位权pos_flag      (默认为1)

char neg_flag;//正负标志 neg_flag

char data c_num1[15]=" ";//c_num1 字符型第一操作数 (数组不定义大小与其他变量冲突)

char data c_num2[15]=" ";//c_num2 字符型第二操作数

char error;//运算法则错误；

char len;//小数点后位数

/*                    微秒延时函数                                */

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

void DelayUs(unsigned char us)//delay us

{

unsigned char uscnt;

uscnt=us>>1;        /*12MHz频率*/

while(--uscnt);

}

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

/*                    毫秒函数声明                                */

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

void DelayMs(unsigned char ms)

{

while(--ms)

   {

     DelayUs(250);

     DelayUs(250);

         DelayUs(250);

         DelayUs(250);

   }

}

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

/*                   写入命令函数                                 */

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

void WriteCommand(unsigned char c)

{

DelayMs(5);//操作前短暂延时，保证信号稳定

E=0;

RS=0;

RW=0;

_nop_();

E=1;

Data=c;

E=0;

}

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

/*                   写入数据函数                                 */

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

void WriteData(unsigned char c)

{

DelayMs(5);  //操作前短暂延时，保证信号稳定

E=0;

RS=1;

RW=0;

_nop_();

E=1;

Data=c;

E=0;

RS=0;

}

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

/*                   写入字节函数                                 */

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

void ShowChar(unsigned char pos,unsigned char c)

{

unsigned char p;

if (pos>=0x10)

    p=pos+0xb0; //是第二行则命令代码高4位为0xc

else

    p=pos+0x80; //是第二行则命令代码高4位为0x8

WriteCommand (p);//写命令

WriteData (c);   //写数据

}

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

/*                   写入字符串函数                               */

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

void ShowString (unsigned char line,char *ptr)

{

unsigned char l,i;

l=line<<4;

for (i=0;*(ptr+i)!='';i++)

  ShowChar (l++,*(ptr+i));//循环显示16个字符

}

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

/*                   初始化函数                                   */

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

void InitLcd()

{

DelayMs(15);

WriteCommand(0x38); //display mode

WriteCommand(0x38); //display mode

WriteCommand(0x38); //display mode

WriteCommand(0x06); //显示光标移动位置

WriteCommand(0x0c); //显示开及光标设置

WriteCommand(0x01); //显示清屏

}

/*************按键扫描****************************/

char scan()

{

  char h_data,l_data,i,key_num;

  P2=P2&0XE0;//P2低5位送0

  P1=P1|0X0F;//P1低4位送1

  while((P1|0xf0)==0xff)//判断P1低4位是否全为1

  {

   while((P1|0xf0)==0xff);

   DelayMs(10);//延时10ms

  }

   l_data=~(P1|0xf0);//记入列标志

   P2=P2|0X1F;//P2低五位送1

   P1=P1&0XF0;//P1低四位送0

   h_data=~(P2|0xe0);//记入行标志

   for(i=0;i<=4;i++)//计算行号(0~4)

            {

           if(h_data==1)break;

           h_data=h_data>>1;

         }

h_data=i;//行号

  for(i=1;i<=4;i++)//计算列号(1~4)

         {

          if(l_data==1)break;

          l_data=l_data>>1;

        }

l_data=i;//列号

   key_num=h_data*4+l_data;        

  P2=P2&0XE0;//P2低5位送0

  P1=P1|0X0F;//P1低4位送1

  while((P1|0xf0)!=0xff)//判断P1低4位是否全为1

  {

   while((P1|0xf0)!=0xff);

   DelayMs(10);//延时10ms

  }

  return key_num;

}

void float_to_char(float a,char* p)

{

  char i,flag,length;

  flag=0;

  sprintf(p,"%f",a);

  length=strlen (p);

  for(i=0;i  {

    if(*(p+i)=='.')flag=1;

  }

  if(flag==1)

  for(i=length-1;i>=0;i--)

  {

    if(*(p+i)=='.'){*(p+i)='';break;}

    if(*(p+i)!='0'){*(p+i+1)='';break;}

  }

}

/**********************更新液晶*************************/

void refresh()//更新液晶

{

  char length,i,j;

  char dot;

  dot=0;

  float_to_char(num2,c_num2);//num2转为字符型

  length=strlen(c_num2);

  for(i=0,j=0;i  {

    if(c_num2[i]=='.')

        dot=1;

        if(dot==1)

    j++;

  }

  if(j  {

          if(dot==1)

          {        

            for(i=length;i<(length+len-j);i++)

                 {

                   c_num2[i]='0';

                 }

                 c_num2[i]='';

          }

          else

                {

                  c_num2[length]='.';

                  if(len-j>1)

                  {

                    for(i=length+1;i<(length+len-j);i++)

                         c_num2[i]='0';

                  }

                  c_num2[length+len-j]='';

                }  

  }

  if(neg_flag==1)//'+/-'按下首位加‘-’

   {

      length=strlen(c_num2);//计算c_num2长度         

                    for(i=length-1;i>=0;i--)

                  {

                          c_num2[i+1]=c_num2[i];

                  }

                  c_num2[length+1]='';

                  c_num2[0]='-';

   }

   if(sqrt_flag==1)

           {

      length=strlen(c_num2);//计算c_num2长度

             for(i=length-1;i>=0;i--)

          {

                  c_num2[i+1]=c_num2[i];

          }

          c_num2[length+1]='';

          c_num2[0]=0xe8;//字符根号

   }

   if(error==0)

   {

           float_to_char(num1,c_num1);//num1转为字符型

           WriteCommand(0x01); //显示清屏

           ShowString(0,c_num1);

           ShowString(1,c_num2);  

           ShowChar(15,yun_flag);

   }else

   {

       WriteCommand(0x01); //显示清屏

           ShowString(0,"error!!!");

   }

}

//键值处理

void operation1(char keynum)//按下 ’+、-、*、/处理

{

  if(key_last==1)//上次按键为 数字、小数点、+/-、sqrt

   {

     if(neg_flag==1)num2=-num2;//'+/-'按下

         if(sqrt_flag==1)//sqrt按下

         {

         if(num2>=0)

         num2=sqrt(num2);